¿Dónde está Spot?

IEs un viernes por la mañana en la Escuela Primaria Liberty en Baltimore, y un grupo de estudiantes de primer grado está trabajando duro en un centro de ciencias en el segundo piso. Christian, un niño pequeño con un suéter azul marino y jeans holgados, agarra una papelera llena de pistas de plástico para construir puentes y carreteras. "¡Hola Malaya, vamos!", Le dice a un compañero de clase con una camisa amarilla y coletas. "¡Construyamos una pista!" Christian trabaja rápidamente, diseñando cada pieza, revolviendo la papelera para encontrar exactamente los tamaños que está buscando. Malaya se arrodilla a su lado para ayudarlo. Christian habla mientras trabaja y describe su creciente estructura, que ahora incluye una serie de pistas inclinadas. Los dos estudiantes trabajan uno al lado del otro, hasta que finalmente están listos para unir sus dos secciones.

Una vez que lo hacen, retroceden para admirar su trabajo. Christian recoge una pequeña bola de plástico y la mantiene suspendida justo encima de la rampa más alta de su estructura de orugas. "Vamos a probar esto!" Malaya mira a Christian, y sonríen.

En ese momento, ambos niños son eléctricos con anticipación, casi conteniendo la respiración. Que es lo que va a pasar? ¿La pelota llegará hasta el borde de la alfombra? ¿Se atascará en el camino? ¿Qué tan rápido irá?

Es un momento de drama entre muchos momentos de drama que se desarrollan todos los días en Liberty, donde este centro de ciencias se declara con una gran pancarta que dice "Idea Lab" y los estantes están llenos de libros de ciencias, frascos de cuentas y bolas, Cajas de lápices de colores, cajas de cartón y contenedores llenos de bloques de plástico entrelazados. Cuatro computadoras de escritorio están abiertas para jugar Minecraft, las alfombras se extienden en el piso para construir con bloques, y las mesas ofrecen computadoras portátiles para dibujar formas y diagramas usando gráficos por computadora.

Esta escuela ha aceptado una verdad que es difícil de ver para muchas personas: el potencial para el aprendizaje integrado de ciencias, tecnología, ingeniería y matemáticas (STEM) realmente nos rodea. Y los momentos de intenso drama que estos niños experimentan cuando prueban un nuevo diseño son los motores que impulsan las prácticas STEM; es lo que mantiene a los científicos, programadores, ingenieros y matemáticos despiertos por la noche, queriendo intentar Sólo uno más posible solución a un problema. STEM está lleno hasta los topes de drama.

Lo contrario también es cierto: la narración dramática está llena hasta el borde con STEM. Si bien rara vez lo reconocemos, los procesos STEM están en el corazón de las narraciones que amamos. Detente por un momento y considera tu novela o película favorita. ¿Qué hay en el corazón de la historia? ¿Qué te hace pasar la página o seguir mirando? En su esencia, las narraciones son casi siempre sobre la tensión dramática creada cuando alguien enfrenta un desafío o barrera e intenta alguna estrategia para superarlo. Hay un gran misterio en esta pregunta implícita, "¿Funcionará?", Ya sea que se le pregunte sobre una interacción social o un experimento físico, y esta tensión es el corazón de STEM.

Cuando nuestro equipo comenzó su investigación sobre el aprendizaje temprano de STEM en 2015, este enfoque en el drama y la narración no fue el resultado esperado. Nuestro proyecto, financiado por la National Science Foundation, fue diseñado para ayudar a los investigadores, educadores y formuladores de políticas a obtener más información sobre cómo podrían trabajar juntos para infundir experiencias STEM en la primera infancia. El resultado fue un informe importante, llamado STEM comienza temprano,* eso incluyó no solo un conjunto de recomendaciones para los adultos involucrados en el aprendizaje de los niños, sino también un nuevo lenguaje para comunicar sobre la importancia de las oportunidades de STEM para los niños pequeños. Este replanteamiento del aprendizaje temprano de STEM nos llevó a algunas ideas importantes.

STEM está lleno de drama

La experimentación con STEM, cuando se lleva a cabo sin el uso de "preguntas principales" o trama de "spoilers" entregados de antemano, debería llevarte al borde de tu asiento, como si estuvieras viendo los últimos tres minutos del último partido de tu equipo local. El aprendizaje STEM debe sentirse como el drama que se desarrolla de una historia bien contada; debería ser casi imposible alejarse. Entonces, cuando esté haciendo su instrucción STEM, resalte ese drama y esté preparado para apoyar a los niños a través de los altibajos de sus historias STEM en desarrollo.

De vuelta en Liberty Elementary, Christian deja caer la pelota suavemente sobre la pista de plástico. Se mueve tal como había esperado. “¡Mira, Malaya! ¡Funciona! ”, Chilla. Su alivio es tangible. Pero también lo es su entusiasmo por probar otro diseño. Christian se apresura a regresar a la papelera y dice: "¡Busquemos la otra vía para que podamos seguir trabajando!" Malaya se pone en acción colocando uno de los bloques en una nueva posición. "Ooh, intentemos esto, déjalo así", dice ella.

De hecho, según investigaciones recientes, estas lecciones y hábitos mentales de STEM (hábitos como el diseño y el pensamiento sistémico, el razonamiento, la colaboración y la comunicación, la exploración y la persistencia) tienen efectos positivos significativos en otros dominios de aprendizaje. Por ejemplo, probablemente no sorprende que las experiencias científicas tempranas facilitadas de alta calidad, como las que los niños experimentan en Liberty, respalden el desarrollo de las habilidades de la función ejecutiva de los niños, como el control cognitivo, especialmente la capacidad de revisar reflexivamente las predicciones basadas en sus observaciones¹

La educación matemática temprana de alta calidad también puede tener beneficios similares para alentar el desarrollo de la función ejecutiva, incluidas habilidades como la memoria de trabajo (la capacidad de tener algo en mente mientras se trabaja en una tarea), la inhibición (la capacidad de controlar los impulsos), la flexibilidad cognitiva ( la capacidad de adaptar las estrategias de uno cuando se encuentra con información o situaciones nuevas) y atención sostenida.² De hecho, la instrucción matemática temprana, cuando se hace bien, es un gran ejemplo de los efectos de dominio cruzado en general: puede conducir a puntajes más altos en el lenguaje temprano y la alfabetización, incluida la capacidad de expresar el conocimiento y comprender las palabras habladas de otros;³ y, notablemente, las habilidades de matemáticas preescolares predicen el logro académico posterior de manera más consistente que las habilidades de lectura o atención temprana.⁴

Esto se debe a que las competencias y hábitos que los niños pequeños forman cuando experimentan la educación STEM son parte integral de cómo los niños aprenden a aprender.⁵ A medida que los niños pasan por sus vidas y aprenden cosas nuevas, trenzan todas esas habilidades individuales o "hebras" juntas en "cuerdas de habilidades" trenzadas. Luego pueden usar estas cuerdas para hacer todas las cosas complejas que deben hacer para funcionar bien en la escuela y en la vida: resolver problemas, trabajar con otros, formular y expresar sus ideas, y aprender de sus errores. Los niños pueden usar las habilidades STEM, que son especialmente adaptables y fuertes, para tejer muchos diferentes tipos de habilidades cuerdas. Cuando los niños tienen hebras STEM fuertes, pueden usarlas para todo tipo de cosas, tanto prácticas como académicas, que deberán poder hacer durante toda su vida.⁶

En otras palabras, cuando los niños se sumergen en el drama que se desarrolla de las experiencias STEM y reciben el apoyo de sus maestros, aprenden habilidades que se aplican no solo a su propia comprensión de los conceptos de ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas, sino a muchos otros aspectos de sus vidas. Fomentar su compromiso en estas narraciones intensas los alienta a persistir en sus exploraciones y a aceptar los desafíos, e incluso los fracasos, como la construcción de una tensión dramática que puede impulsarlos hacia adelante, tanto en su proyecto actual como en la vida.

El drama está lleno de STEM

Una vez que identifica el drama oculto en la experimentación STEM, se vuelve mucho más fácil incorporarlo a sus lecciones existentes en el aula. Por ejemplo, cuando estás haciendo tu instrucción de alfabetización, resalta la experimentación STEM evidente en la narrativa.

Esto requiere un poco de preparación. No es inusual en la clase de la Sra. Shaw, por ejemplo, escuchar a los niños pequeños usar palabras de ingeniería como "solucionar problemas" o "probar" o "ejecutarlo" a medida que pasan por prueba y error, creando nuevos diseños y productos. Son palabras que los estudiantes aprendieron al comienzo del año escolar, cuando la Sra. Shaw enseñó una lección sobre "prototipos". Explicó que el "pensamiento de diseño" trata sobre la flexibilidad y la apertura para usar observaciones y pruebas para informar cómo hacen mejoras. a través del tiempo. Una vez que los niños comprendan el pensamiento de diseño flexible, puede usarlo para ayudarlos a identificar las prácticas de STEM en los dramas que se desarrollan naturalmente a su alrededor, incluso en los libros que leen juntos.

Esto es posible incluso con niños muy pequeños, porque incluso las historias simples dependen de la experimentación para una tensión dramática. Por ejemplo, en el libro de levantar la aleta ¿Dónde está Spot?, una perra madre está buscando a su cachorro escondido, Spot. A medida que pasamos las páginas, se invita a los niños a buscarlo levantando una solapa por página:

¿Está él en la caja? ¡No! (Voltea la página.)

¿Está él en el armario? ¡No! ¿Dónde podría estar él? ¡Sigamos buscando! (Voltea la página.)

Es posible que no se haya dado cuenta antes, pero esta historia, en esencia, es una hermosa representación de prácticas STEM. Cada vez que los niños pasan la página y descubren un nuevo lugar para buscar ...

• ... la tensión aumenta a medida que formar una predicción (¡Quizás Spot esté en el armario!),
• ... levantan la tapa (la puerta del armario) para prueba su predicción,
• ... están sorprendidos de observar que su predicción no es compatible (¿Un mono en el armario? ¡Mono tonto!)y
• …ellos solucionar problemas y revisar su predicción a medida que pasan la página (¡Quizás Spot esté en el armario!).

Hacer una pausa durante la lectura y hacer preguntas o indicaciones abiertas abre la puerta a los comentarios, reclamos y preguntas de los niños, y la investigación sugiere que darles esta oportunidad de ejercer sus conocimientos y habilidades de STEM, lenguaje y alfabetización que se refuerzan mutuamente puede mejorar. Las tres áreas.⁷ Estas prácticas STEM ya están presentes a su alrededor; nuestro trabajo es hacer que esos procesos sean explícitos para los niños. Muestre a los niños que ya están haciendo ciencia todo el tiempo y comenzarán a verse a sí mismos como científicos.

De hecho, muchos libros para niños (¡libros ilustrados también!) Incluso incluyen ideas centrales que se encuentran en los Estándares de Ciencias de la Próxima Generación (NGSS), que se lanzaron en 2013 para integrar contenido con prácticas científicas en disciplinas y niveles de instrucción..^† Considere, por ejemplo, el personaje de Ned en el clásico de Remy Charlip, Afortunadamente. Recibe una carta (el papel y las herramientas de escritura son una forma de tecnología) invitándolo a una fiesta de cumpleaños que resulta estar muy lejos (matemática y práctica NGSS 5: uso de las matemáticas y el pensamiento computacional), necesita pedir prestado un avión para llegar allí (tecnología). Su viaje tiene altibajos, problemas para resolver y un elemento de oportunidad. Cada página es una oportunidad para que los niños noten un patrón AB (matemática y práctica NGSS 4: análisis e interpretación de datos), hagan un reclamo sobre lo que podría suceder a continuación (ciencia e ingeniería, y práctica NGSS 7: participar en argumentos de evidencia) y describa lo que harían para superar dificultades tales como caer en aguas infestadas de tiburones (matemáticas, por ejemplo, ¿a qué velocidad tendrían que nadar para escapar?) y la práctica NGSS 5: uso de las matemáticas y el pensamiento computacional) o cavar un túnel a través de la tierra para escapar de los tigres (ingeniería y tecnología, por ejemplo, usando un pico de minero) y NGSS Practice 6: Construyendo explicaciones y diseñando soluciones).

Estos desafíos más dramáticos reflejan los desafíos de los niños al montar un triciclo con una rueda rota, huir de un amigo y cavar agujeros en la caja de arena, y demuestran que la investigación científica es un esfuerzo desordenado y creativo (no una serie de pasos ordenados que seguimos ) cuando tiene experiencia en el mundo. Estos dramas infundidos por STEM aparecen de manera rutinaria en obras de ficción y no ficción. Algunos ejemplos de libros adicionales se incluyen en la barra lateral a la derecha, que involucran a "personajes" tan diversos como un pollo y un joven mecenas de la biblioteca.

Destacar STEM en libros como estos demuestra a los niños las oportunidades de aprendizaje de STEM que pueden experimentar fuera de la escuela, ya sea en el camino a una fiesta de cumpleaños, en una biblioteca o en la tienda de comestibles. De hecho, los libros (y las tecnologías más nuevas también) desempeñan un papel importante en unir el aprendizaje escolar con otros espacios de aprendizaje, como hogares, bibliotecas locales, centros de recreación, iglesias y museos. A los expertos en desarrollo les gusta llamar a estos espacios de aprendizaje fuera de la escuela "estaciones de carga", donde los niños pueden potenciar su aprendizaje para mantener sus baterías STEM activas en todo momento.⁸

Fortalecer estas redes de carga es especialmente importante para estudiantes como los de Liberty, una escuela pública de alta pobreza en el noroeste de Baltimore, donde más del 85 por ciento de los estudiantes califican para almuerzos gratuitos o de precio reducido. Los niños en estos vecindarios tienden a vivir donde hay pocas, o ninguna, estaciones de carga fuera de la escuela. Entonces, cuando un educador le da a un niño un libro para llevar a casa, cuando una clase realiza una excursión a la naturaleza o a un museo de ciencias, y cuando un maestro usa o sugiere aplicaciones bien diseñadas (como Bedtime Math^‡) Para involucrar a los padres en el aprendizaje de sus hijos, están fortaleciendo activamente la red de estaciones de carga para niños. Y, al igual que con el aprendizaje de un idioma, la inmersión que experimentan los niños con una fuerte red de carga conduce a la fluidez STEM, tanto dentro como fuera de la escuela.

No se necesita equipo especial

Algunos podrían pensar que dar a los niños pequeños experiencias STEM ricas requerirá que las escuelas compren un montón de equipos y materiales nuevos. Y otros podrían pensar que solo algunos niños pequeños serán receptivos a participar en exploraciones STEM. Pero una vez que los educadores comienzan a reconocer el drama y la narrativa de STEM, las puertas pueden abrirse a nuevas posibilidades, incluso en escuelas de bajos ingresos como Liberty, cuyos estudiantes obtienen mejores resultados que la mayoría de los estudiantes de Baltimore en las pruebas estatales de matemáticas y artes del lenguaje inglés.⁹

Ese éxito no es el resultado de programas dirigidos a unos pocos seleccionados; en cambio, es el resultado de una inversión compartida y una creencia en la capacidad de los jóvenes estudiantes, y una comprensión tácita sobre el poder del drama. Al tratar las lecciones explícitas de STEM como historias que se desarrollan dramáticamente, y al usar momentos de drama, ensayo y error, y otras prácticas científicas en materias que no son STEM, los educadores pueden ayudar a los estudiantes a pensar como ingenieros y científicos. Tales enfoques pueden darles a los niños la confianza y las habilidades que necesitan para redefinir el "fracaso" como el giro de la trama que inspira el próximo capítulo de su historia. Hay pocas habilidades para la vida mejores que podamos darles.

Como reflexionó la Sra. Shaw mientras miraba a Malaya y Christian trabajar diligentemente para arreglar su camino: "Esto es mucho más fácil como una experiencia de aprendizaje que hacer que entren y se sienten en la alfombra teniendo que estar quietos", dice. "Creo que el aprendizaje del siglo 21st parece este".

Elisabeth McClure es especialista en investigación en creatividad, juego y aprendizaje en la Fundación LEGO y ex investigadora en el Centro Joan Ganz Cooney en Sesame Workshop. Lisa Guernsey es subdirectora del programa de Política Educativa de Nueva América y directora de su Proyecto de Tecnologías de Aprendizaje. Peggy Ashbrook es educadora de ciencias de la primera infancia y autora de la columna Early Years en el diario de la National Science Teachers Association. Ciencia y niños.