L’acronimo STEM fu utilizzato per la prima volta nel 2001 dalla microbiologa statunitense Rita Colwell durante la conferenza della National Science Foundation per indicare l’insieme delle discipline tecnico-scientifiche in cui, in quegli anni, si metteva in evidenza l’insufficiente preparazione degli studenti e delle studentesse degli Stati Uniti. L’acronimo deriva, infatti, da Science, Technology, Engineering and Mathematics.
Ne esistono, comunque, diverse varianti a seconda delle differenti discipline che vengono integrate a questo insieme e che modificano, di conseguenza, l’acronimo iniziale; due esempi sono STREM, dove la “R” sta per Robotics, e STEAM, in cui la A indica Arts.
Negli anni 2000, il dibattito pedagogico verteva sulla necessità di sviluppare negli alunni un pensiero multidisciplinare da utilizzare anche nel mondo reale, fornendo una risposta concreta alla trasformazione tecnologica e digitale che stava interessando il mercato del lavoro.
Nel 2012 la Casa Bianca ha redatto un documento dove si indicavano gli ambiti e i settori professionali a cui appartengono le materie STEM: la produzione avanzata, il settore automobilistico, i servizi finanziari, la tecnologia geospaziale, la sicurezza nazionale, la sicurezza dell’informazione, il settore dei trasporti, il settore aerospaziale, le biotecnologie, l’energia, la salute, l’accoglienza e la rivendita.
Gli esiti delle indagini nazionali ed internazionali
A livello europeo, il sostegno allo sviluppo delle competenze negli ambiti STEM ha trovato espressione nella Raccomandazione sulle competenze chiave per l’apprendimento permanente del 2018, che ha previsto, tra le otto competenze, la competenza matematica e competenza in scienze, tecnologie e ingegneria. La stessa Raccomandazione, anche in base agli esiti delle varie indagini condotte (OCSE TALIS, INVALSI, OCSE PISA 2015, IEA TIMSS e TIMSS Advanced 2015), ribadiva che “metodi di apprendimento sperimentali, l’apprendimento basato sul lavoro e su metodi scientifici in scienza, tecnologia, ingegneria e matematica (STEM) possono promuovere lo sviluppo di varie competenze”.
I risultati delle diverse indagini considerate e il confronto tra insegnanti delle discipline STEM e non solo hanno evidenziato quanto segue:
- le differenze territoriali nella competenza matematica degli studenti italiani evidenziano un gap tra regioni del Nord e regioni del Sud oltre che una percentuale preoccupante, superiore alla media Europea, di quindicenni con scarse competenze in materia;
- i docenti italiani delle discipline STEM sono più anziani dei colleghi Europei (49 anni contro 44);
- tra loro, è predominante la presenza maschile;
- nella scuola primaria la percentuale di laureati è più bassa fra i docenti che insegnano materie STEM rispetto ai loro colleghi che insegnano materie umanistiche;
- gli insegnanti di materie STEM della scuola secondaria di primo grado si aggiornano meno sulle competenze pedagogiche, sulla gestione della classe e sull’inclusione, ma si aggiornano di più dei loro colleghi sull’uso delle Tecnologie dell’Informazione e della Comunicazione;
- conoscono la disciplina di insegnamento ma non sono dotati di una solida formazione pedagogico-didattica.
La necessità di investire sulle discipline STEM
Sulla base di tutto ciò, il Consiglio dell’Unione Europea, con la Raccomandazione sul programma nazionale di riforma 2020, ha chiesto all’Italia, tra l’altro, di investire nell’infrastruttura e nelle competenze digitali di educatori e discenti, anche rafforzando i percorsi didattici relativi alle discipline STEM. In risposta a tale Raccomandazione, il PNRR ha previsto una specifica linea di investimento, denominata “Nuove competenze e nuovi linguaggi” (Missione 4, Componente 1, Investimento 3.1) che si sostanzia con la Legge di Bilancio per il 2023 e con il successivo Decreto Ministeriale 65/23.
Con la Legge di bilancio 2023, il Governo italiano investe 600 milioni di euro per rafforzare l’educazione e la formazione di alunni e studenti in attuazione di quanto previsto dal Piano nazionale di ripresa e resilienza, ripartiti tra le scuole di tutti i cicli scolastici in proporzione al numero degli studenti iscritti. L’obiettivo è quello di introdurre nel Piano triennale dell’offerta formativa delle istituzioni scolastiche e nella programmazione educativa dei servizi educativi per l’infanzia, azioni dedicate a rafforzare lo sviluppo delle competenze matematico-scientifico-tecnologiche e digitali attraverso metodologie didattiche fortemente innovative. Il risultato atteso è un complessivo rafforzamento dei percorsi didattici relativi alle discipline STEM, pari opportunità e parità di genere in termini di approccio metodologico e di attività di orientamento STEM.
Le Linee guida del MIM
Con il Decreto Ministeriale n. 184 del 15 settembre 2023, il MIM ha adottato le Linee guida per le discipline STEM, finalizzate ad introdurre, appunto, nel PTOF delle scuole di ogni ordine e grado e nei servizi educativi per l’infanzia, azioni dedicate a rafforzare nei curricoli lo sviluppo delle competenze matematico-scientifico-tecnologiche e digitali, legate sia agli specifici campi di esperienza sia all’apprendimento delle discipline.
Con nota n. 4588 del 24 ottobre il Ministero ha comunicato a dirigenti scolastici, docenti e studenti gli obiettivi dell’adozione delle Linee guida, che vogliono essere una prima, incisiva risposta per superare le difficoltà nell’apprendimento in matematica evidenziate dagli esiti delle prove Invalsi svolte negli ultimi anni.
Non va trascurato che tali difficoltà destano maggiore preoccupazione se si considerano le differenze territoriali, di origine sociale e anche di genere.
Per un insegnamento ed una valutazione efficace
Le Linee guida forniscono, in sintesi, suggerimenti metodologici per un insegnamento efficace delle discipline STEM che, quindi, vanno integrati con i documenti programmatici delle singole scuole.
È appena il caso di ricordare che le Indicazioni nazionali per il curricolo del 2012 e quelle dei Licei, le Linee guida per gli istituti tecnici e per i professionali richiamano la necessità della collaborazione tra i saperi scientifici e umanistici e ribadiscono che l’approccio inter e multi disciplinare, unitamente alla contaminazione tra teoria e pratica, costituisce il fulcro dell’insegnamento delle discipline STEM.
Anche per quanto riguarda la loro valutazione, pur non escludendo prove che chiamino in causa una sola disciplina, proprio per il carattere interdisciplinare e integrato delle STEM occorre privilegiare prove per la cui risoluzione debbano essere utilizzati più apprendimenti tra quelli già acquisiti. L’acquisizione di competenze, in particolare in ambito STEM, può essere accertata ricorrendo soprattutto a compiti di realtà (prove autentiche, prove esperte, ecc.) e a osservazioni sistematiche.
Le metodologie da prediligere
Le Linee guida suggeriscono alle istituzioni scolastiche di utilizzare tutte le possibilità offerte dalla flessibilità loro riconosciuta dall’autonomia nell’organizzazione degli spazi, dei tempi e dei gruppi, nella predisposizione e nell’utilizzo di efficaci ambienti di apprendimento, nella gestione dell’organico dell’autonomia. È evidente, a riguardo, che dovrebbe essere ripensato tanto l’organico dell’autonomia quanto la sua consistenza, per favorire il raggiungimento degli obiettivi fissati.
Le metodologie ritenute efficaci sono, comunque, molteplici.
Laboratorialità e learning by doing
Il coinvolgimento in attività pratiche e progetti consente di porre gli studenti al centro del processo di apprendimento, favorendo un approccio collaborativo alla risoluzione di problemi concreti.
Problem solving e metodo induttivo
Gli studenti possono identificare un problema, pianificare, implementare e valutare soluzioni, sviluppando così una comprensione approfondita dei concetti e delle abilità coinvolte.
Attivazione dell’intelligenza sintetica e creativa
La ricerca di soluzioni innovative a problemi reali stimola il ragionamento attraverso la scomposizione e ricomposizione dei dati e delle informazioni.
Organizzazione di gruppi di lavoro per l’apprendimento cooperativo
Il lavoro di gruppo, dove ciascuno studente assume specifici ruoli, compiti e responsabilità, personali e collettive, consente di valorizzare la capacità di comunicare e prendere decisioni, di individuare scenari, di ipotizzare soluzioni univoche o alternative.
Promozione del pensiero critico nella società digitale
L’utilizzo delle nuove tecnologie non deve essere subìto ma governato dal sistema scolastico. Deve essere mirato ad incentivare gli studenti a sviluppare il pensiero critico al fine di diventare cittadini digitali consapevoli.
Adozione di metodologie didattiche innovative
Il ricorso alle tecnologie, adottando una didattica attiva che pone gli studenti in situazioni reali che consentono di apprendere, operare, cogliere i cambiamenti, correggere i propri errori, supportare le proprie argomentazioni.
Le indicazioni specifiche per il Sistema integrato zero-sei
Con la consapevolezza che l’apprendimento, nella fascia zero-sei, “avviene attraverso l’azione, l’esplorazione, il contatto con gli oggetti, la natura, l’arte, il territorio, in una dimensione ludica da intendersi come forma tipica di relazione e di conoscenza” è opportuno:
- predisporre un ambiente stimolante e incoraggiante, che consenta ai bambini di effettuare attività di esplorazione via via più articolate, procedendo anche per tentativi ed errori;
- potenziare l’innato interesse per il mondo circostante;
- organizzare attività di manipolazione;
- esplorare il contesto in modo olistico;
- creare le condizioni per scoprire, toccando, smontando, costruendo, ricostruendo e affinando i propri gesti, funzioni e possibili usi di macchine, meccanismi e strumenti tecnologici.
Come procedere nel primo ciclo di istruzione
Secondo quanto previsto dalle Indicazioni Nazionali, e nella considerazione che le discipline STEM sono strettamente interconnesse, le Linee guida forniscono suggerimenti (non esaustivi), per un efficace insegnamento di tali discipline affinché gli alunni possano acquisire conoscenze e competenze in modo progressivo ed integrato:
- Insegnare attraverso l’esperienza
- Utilizzare la tecnologia in modo critico e creativo
- Favorire la didattica inclusiva
- Promuovere la creatività e la curiosità
- Sviluppare l’autonomia degli alunni
- Utilizzare attività laboratoriali.
Indicazioni metodologiche per il secondo ciclo di istruzione
I documenti pedagogici di riferimento per il secondo ciclo di istruzione prevedono una didattica in grado di sviluppare la capacità critica, lo spirito d’osservazione e la creatività degli studenti. Ne consegue che la metodologia didattica deve prevedere attività e momenti di lavoro in gruppo, di ricerca e di sperimentazione che tengano conto delle diverse potenzialità, capacità, dei talenti e delle diverse modalità di apprendimento degli studenti in una prospettiva inclusiva. A tal proposito le linee guida forniscono alcune possibili indicazioni metodologiche, anche in questo caso non esaustive:
- Promuovere la realizzazione di attività pratiche e di laboratorio
- Utilizzare metodologie attive e collaborative
- Favorire la costruzione di conoscenze attraverso l’utilizzo di strumenti tecnologici e informatici
- Promuovere attività che affrontino questioni e problemi di natura applicativa
- Utilizzare metodologie didattiche per un apprendimento di tipo induttivo
- Realizzare attività di PCTO nell’ambito STEM
STEM e istruzione degli adulti
Premesso che i percorsi di istruzione per gli adulti sono organizzati in modo da consentire la personalizzazione del percorso attraverso la sottoscrizione di un Patto formativo individuale che discende dal riconoscimento dei saperi e delle competenze posseduti, alcune indicazioni metodologiche per un apprendimento integrato delle discipline STEM possono essere così sintetizzate:
- Adattare la didattica alle esigenze e all’esperienza pregressa degli studenti adulti
- Utilizzare la tecnologia in modo efficace
- Sviluppare le competenze trasversali
Orientamento e discipline STEM
Un corretto orientamento deve:
- valorizzare le esperienze e le inclinazioni dello studente anche verso le discipline matematiche, scientifiche e tecnologiche sostenendo la famiglia nella scelta del percorso scolastico successivo alla scuola del primo ciclo;
- promuovere la parità di genere nel campo dell’istruzione, per la prosecuzione degli studi o per l’inserimento nel mondo del lavoro;
- riconoscere e sostenere i talenti di cui ogni alunno e ogni studente sono portatori.
Coding, pensiero computazionale e informatica
L’articolo 24-bis del decreto legge n. 152/2021, convertito, con modificazioni, nella legge n. 233/2021, ha disposto che nel Piano nazionale di formazione triennale destinato al personale docente, a partire dal 2022/2023, al fine di consentire l’attuazione della linea progettuale M4- C1 – Investimento 3.1 «Nuove competenze e nuovi linguaggi» del Piano nazionale di ripresa e resilienza, sia individuato, tra le priorità nazionali, l’approccio agli apprendimenti della programmazione informatica (coding) e della didattica digitale.
Successivamente, a decorrere dall’anno scolastico 2025/2026, “nelle scuole di ogni ordine e grado si dovrà perseguire lo sviluppo delle competenze digitali, anche favorendo gli apprendimenti della programmazione informatica (coding), nell’ambito degli insegnamenti esistenti”.
Andare oltre l’inserimento lavorativo
È fondamentale prendere coscienza che l’obiettivo delle Linee guida e delle conseguenti azioni delle scuole non può e non deve essere solo quello di adottare metodologie didattiche in grado di fornire conoscenze e competenze adeguate per un più funzionale inserimento nel mercato del lavoro. È prioritario, invece, che l’azione pedagogico-didattica delle scuole miri a rendere i giovani studenti cittadini consapevoli, dotati di senso critico e tecnologicamente e digitalmente preparati per agire in una società caratterizzata da un processo di innovazione tecnologica veloce come mai accaduto nella storia.
