Iniciando e sustentando um programa Stem em sala de aula multisseriada

Lembra daquela grande demonstração ou atividade científica que você fez com seus alunos? Os alunos de cada série estavam engajados, focados no aprendizado, e você era o herói Stem (ciência, tecnologia, engenharia e matemática). E se você pudesse fazer isso ao longo do mês, semestre ou ano inteiro? Iniciar e manter um programa Stem é mais fácil do que você imagina.

Os projetos em um programa Stem tornam o aprendizado divertido e memorável.¹ Eles integram conteúdo de várias disciplinas, economizando tempo dos professores a longo prazo.² Isso é especialmente verdadeiro para o professor multisseriado, que já está pressionado pelo tempo para incluir todos os conteúdos e padrões necessários. Muitas vezes, os professores podem atender as exigências de matemática e ciências no mesmo projeto Stem. Stem é uma aplicação dos fatos, termos e procedimentos que reforçam o aprendizado nos níveis mais altos do pensamento cognitivo.³

Os alunos, por iniciativa própria, rapidamente se envolvem em seus projetos, tornando-os o foco de seu tempo e atenção. É incrível a rapidez com que eles vão começar a inventar, construir e criar seus projetos. Isso simplifica muito o gerenciamento da sala de aula permitindo que os professores trabalhem com cada grupo durante todo o período de aula. Um programa Stem ajuda os alunos a criar um artefato que eles podem compartilhar com seus colegas, familiares e a comunidade.⁴ Na verdade, as famílias geralmente se conectam mais com a sala de aula de seus filhos e com a escola ao apoiar e comemorar a conclusão bem-sucedida do projeto Stem.

A boa notícia sobre iniciar e manter um programa Stem é que uma parte significativa do trabalho já pode estar em andamento. Os alunos já cuidam das plantas ou da horta da escola? Esse é um ótimo projeto Stem. Os alunos podem medir e monitorar o crescimento, o uso dos fertilizantes, a água e a quantidade de luz solar que suas plantas recebem e, em seguida, compará-los com as normas recomendadas. Peça aos alunos que documentem seu progresso com fotos e organizem uma celebração da colheita quando as plantas amadurecerem.

Se os alunos fizeram pão, biscoitos ou tortas na escola, isso também é Stem (ver Foto 1). Medir, misturar, seguir as instruções da receita e ajustar os tempos e temperaturas de cozimento são ótimas maneiras de cobrir vários padrões de conteúdo. Além disso, todas essas demonstrações científicas, além de caminhadas na natureza e projetos da ByDesign Science (currículo de ciências da Divisão Norte-Americana [DNA]) ou do Big Ideas (currículo de matemática do ensino fundamental e médio da DNA) têm aspectos importantes de um programa Stem e a aplicação espiritual incorporados. Você também conseguirá fazer o trabalho vital de conectar esses tópicos Stem com aplicações espirituais. Ellen White escreveu: “Que aprendam as crianças a ver na natureza uma expressão do amor e da sabedoria de Deus; que o pensamento a respeito Dele se entrelace com pássaros, flores e árvores.”⁵

Um componente essencial de um programa Stem bem-sucedido ou mesmo de um projeto Stem simples é criar uma atmosfera em que os alunos se sintam à vontade para experimentar algo novo.⁶ Para muitos alunos, essa pode ser a primeira vez que eles fazem um modelo de avião, barco, robô ou algo do tipo (ver Foto 2). Inevitavelmente, algo vai dar errado, e desafios aparentemente intransponíveis surgirão à medida que os alunos trabalharem em seus projetos. No entanto, como disse Albert Einstein: “O fracasso é o sucesso em andamento.”⁷ Trabalhe com seus alunos para identificar o que deu errado e o que eles precisam fazer para acertar; juntamente com os alunos, planeje os recursos, habilidades e tempo necessários para concluir o projeto com sucesso. Essa atividade de resolução de problemas é um conjunto de habilidades incrivelmente valioso que não pode ser aprendida em livros, independentemente do nível de ensino de seus alunos.

Uma sugestão é pedir aos seus alunos que mantenham um diário dos problemas que encontraram e como os resolveram.⁸ Peça que compartilhem suas histórias de resolução de problemas com os pais e colegas de classe ao apresentar seus projetos. Quando os alunos estão em uma atmosfera em que são livres para falhar e aprender com seus fracassos, é provável que escolham projetos cada vez mais desafiadores, tornando o aprendizado divertido e memorável⁹ (ver Fotos 3 e 4).

Para sustentar um programa Stem em uma escola multisseriada, os professores precisarão criar tempo e espaço. Considere executar um programa Stem uma ou duas vezes por semana, durante uma ou duas horas. Alguns projetos Stem levam mais tempo para configuração e encerramento, portanto, sinta-se à vontade para ajustar o tempo Stem conforme os cronogramas permitirem. O elemento importante é selecionar o mesmo horário a cada semana (ou seja, segunda-feira de manhã ou sexta-feira à tarde), para que os alunos saibam quando podem planejar trabalhar em seus projetos. Você pode dar a seus alunos a opção de trabalhar em seus projetos Stem depois de concluir suas outras tarefas diárias. Essa pode ser uma ótima maneira de usar aqueles minutos extras no dia escolar, quando os alunos podem se sentir menos produtivos.

Crie um espaço na sala de aula para materiais Stem e para os projetos dos alunos (ver Fotos 5 e 6). Use caixotes e caixas atraentes para organizar os materiais que os alunos usarão para criar seus projetos. Coloque uma mesa em frente a essas áreas de armazenamento para dar aos alunos um local para reunir os suprimentos necessários para o projeto. Considere decorar esse espaço com gráficos coloridos e brilhantes ou fotos de projetos Stem que os alunos já criaram.

Um espaço Stem também é um ótimo lugar para colocar materiais se houver um Makerspace¹⁰ na sala ou se estiver planejado para projetos adicionais. O Stem/Makerspace retratado na Foto 7 custou cerca de US$200 em caixas.

O coração de um programa Stem bem-sucedido é reunir e identificar recursos. Uma excelente maneira de pensar sobre seus recursos é agrupá-los em três níveis:

• O nível 1 inclui itens e materiais duráveis que custam um pouco mais do que os itens do nível 2 ou do nível 3. Os itens de alta qualidade podem incluir o Spike Lego Robotics Set,¹¹ uma impressora 3D, kits eletrônicos, um sistema de cultivo hidropônico e ferramentas elétricas (de engenharia) e de marcenaria. Esses itens podem vir de fundos escolares para projetos especiais ou de pais e membros da igreja que desejam comprar um item específico para sua classe. O financiamento também pode vir da Versacare¹² por até US$5.000 por escola.
• O nível 2 inclui itens e materiais facilmente adquiridos em lojas de artesanato, lojas de ferragens ou on-line: palitos de picolé, pistolas de cola quente, madeira balsa, cavilhas, tesouras, tintas, baterias, motores DC, hélices, baterias, luzes LED, fios para costura e têxteis.
• Os materiais de nível 3 incluem itens normalmente encontrados na lixeira, mas que são itens Stem valiosos. Estes incluem computadores e monitores antigos, jornais, rolos de papel toalha, papelão, bem como recipientes de plástico ou papelão para líquidos (ver Foto 8). Faça com que os alunos (com a permissão dos pais ou familiares) vasculhem o lixo em casa procurando materiais de construção Stem. Esta é uma forma valiosa para as famílias se envolverem. Além disso, não se esqueça dos recursos on-line, como “Como estocar seu Makerspace por US$ 100”¹³ e “Professores pagam professores”.¹⁴

O currículo ByDesign: A Journey to Excellence Through Science¹⁵ e o currículo de matemática Big Ideas,¹⁶ da DNA, têm alguns projetos valiosos do tipo Stem que os professores podem usar ou modificar. Outros recursos úteis exigem despesas mínimas ou são gratuitos. O Instructables¹⁷ é um site com vários projetos Stem organizados por série ou tópico (ver Fotos 9 e 10). Ele lista materiais e instruções e contém muitas fotos para que os alunos possam ver como seu projeto pode progredir. Scribble-Bot¹⁸ e Bristle Bots¹⁹ são ótimos recursos que podem ser usados para iniciar um programa Stem. De forma independente, os alunos podem criar, com escova de dentes, insetos e robôs com motores e baterias baratos, porque essas atividades vêm com instruções. Um bom site para codificação de computador e impressão 3D é o Tinkercad.²⁰ Muitos desses recursos incluem conteúdo de ciências e matemática, que são facilmente identificados nos padrões de matemática e ciências da DNA.²¹

Os professores precisarão trabalhar em conjunto com seus alunos para selecionar projetos que não sejam excessivamente complexos ou demorados. Nível de escolaridade, nível de habilidade e desempenho em projetos Stem anteriores ajudarão a orientar professores e alunos ao selecionar seus projetos. Os professores podem fazer com que seus alunos escolham um ou mais projetos Stem individuais e, em seguida, incluir um projeto adicional para concluir em grupo. Dessa forma, alunos de várias séries podem participar e apresentar seus projetos Stem. Dream Big,²² 20 Stem Challenges Bundle para classes do 3º ao 8º ano,²³ e Steve Spangler Science²⁴ listam vários projetos Stem que podem ser usados como estão ou que podem ser modificados para atender a níveis específicos de notas e habilidades (ver Fotos 11 a 15).

As conferências Stem são excelentes fontes de atividades Stem. A Conferência Exseed, da Universidade de Loma Linda,²⁵ é realizada anualmente em junho, e o workshop Engenharia e Invenção da Universidade Andrews²⁶ está repleto de ótimas ideias e demonstrações de projetos Stem. Além disso, inúmeras conferências Stem estaduais e regionais são realizadas ao longo do ano pessoalmente e via Zoom com custo mínimo para os participantes.

A adesão da família é uma parte essencial da sustentação do programa Stem. Como já foi compartilhado, pais ou famílias (e até mesmo membros da igreja, aposentados, lojas de artesanato e suprimentos e organizações ou empresas locais) podem querer se envolver financeiramente com o novo programa Stem da escola. Os pais geralmente estão mais dispostos a comprar itens individuais do que simplesmente doar dinheiro para um programa geral de Stem. Eles também podem participar voluntariamente ajudando a construir projetos Stem, como um jardim suspenso, um sistema hidropônico para plantas, reciclagem de água da chuva ou até mesmo um forno solar do tipo “faça você mesmo”. Alguns podem ter treinamento e habilidades especializadas, bem como suas próprias ótimas ideias para projetos Stem e ficariam felizes em compartilhar essas ideias, se solicitados. Com mais envolvimento, os pais investirão mais no sucesso de seus filhos, no programa Stem e na escola.

Realizar um evento Stem no final do semestre é uma ótima maneira de celebrar o tempo e o esforço que os alunos dedicam aos seus projetos. Convide famílias, amigos e membros da igreja para ver os projetos Stem e interagir com os alunos. Os alunos podem apresentar um de cada vez para um público sentado ou eles podem ficar ao lado de seus pôsteres e responder às perguntas dos visitantes. As diversas idades e interesses em uma sala de aula multisseriada significam que os projetos Stem dos alunos variam consideravelmente em design e complexidade. O importante é celebrar o projeto de cada aluno.

Os projetos Stem oferecem várias maneiras de integrar fé e aprendizado. Os alunos podem registrar suas respostas a perguntas orientadoras, como: “Ao se envolver no seu projeto, o que você aprendeu sobre a criação de Deus?” ou “Como o tempo e a atenção que você dedica ao seu projeto refletem o tempo e a atenção que Deus compartilha com Sua criação?”. Guie os alunos de volta aos vários textos bíblicos que conectam o Stem ao Deus Criador, como: “Os céus proclamam a glória de Deus; e o firmamento anuncia a obra de suas mãos” (Sl 19:1; ARA).²⁷

Os professores da educação básica podem iniciar e manter um programa Stem criando uma atmosfera de sala de aula onde os alunos são incentivados a aprender e experimentar coisas novas e aprender com seus fracassos. Aqui estão algumas sugestões:

• Forneça tempo e espaço para um centro Stem.
• Identifique os recursos financeiros e materiais de que seus alunos precisam para projetos Stem.
• Trabalhe com os pais para identificar como eles podem ajudar seus filhos com os projetos.
• Comemore o sucesso de cada aluno com fotos, vídeos e uma noite Stem para os pais.
• Ajude os alunos a ver a conexão entre o conteúdo Stem e o Criador.

O livro Educação compartilha que “A mente sensível, levada em contato com o milagre e mistério do Universo, não poderá deixar de reconhecer a operação do poder infinito”.²⁸

Iniciar e manter um programa Stem proporcionará uma oportunidade para alunos de todos os níveis de ensino desfrutarem de uma experiência de aprendizado divertida, memorável e baseada na fé; isso trará ricas recompensas de entusiasmo e engajamento.

Este artigo foi revisado por pares.

Gary Bradley

Gary Bradley, PhD, é professor associado de Formação de Professores na Southern Adventist University (Collegedale, Tennessee, Estados Unidos). Professor certificado de Matemática e Física, o Dr. Bradley possui mestrado em Educação Matemática pela Western Caroline University (Cullowhee, Carolina do Norte, Estados Unidos) e doutorado em Currículo e Instrução pela Andrews University (Berrien Springs, Michigan, Estados Unidos). Ele lecionou Matemática e Ciências por 21 anos no nível médio e secundário e nove anos no ensino superior e criou e dirigiu acampamentos de verão de ciências para alunos do ensino fundamental. Ele tem o propósito de incorporar tecnologia e integrar lições espirituais nas aulas de Matemática e Ciências.

Norma Collson

Norma Collson, BS, é professora do 4º ano na escola de ensino fundamental Arthur W. Spalding, em Collegedale, Tennessee. Ela é bacharel em Ciências do Ensino Fundamental pela Southern Adventist University (Collegedale, Tennessee) e lecionou e atuou como diretora/professora por mais de 30 anos em várias escolas adventistas.