Εκπαίδευση STEM, ή πως η Ελλάδα μπορεί να γίνει χώρα καινοτομίας

Η επανάσταση της Πληροφορίας και κατ’ επέκταση της Γνώσης, είναι ένας από τους σημαντικότερους σταθμούς στην ιστορία της ανθρωπότητας μετά την ανακάλυψη της γραφής και της τυπογραφίας. Από την αρχαιότητα, ο άνθρωπος κατασκευάζει μηχανές, για να πολλαπλασιάσει την μυϊκή του δύναμη, να στήσει τον τεχνικό πολιτισμό που τόσο άλλαξε τον κόσμο.

Χάρη στους υπολογιστές, σήμερα έχουμε πολλαπλασιάσει ιλιγγιωδώς τις νοητικές μας ικανότητες. Διότι κατά τούτο οι υπολογιστές υπερτερούν των ανθρώπων, στην ταχύτητα και ακρίβεια των υπολογισμών. Η δημιουργικότητα και η δυνατότητα κατανόησης του κόσμου, όμως, μένει χαρακτηριστικό πλεονέκτημα του ανθρώπου. Υπάρχει, έτσι μια αξιοσημείωτη συμπληρωματικότητα.

Σήμερα οι υπολογιστές ανοίγουν διάπλατα τα σύνορα της γνώσης. Ζούμε την εποχή της άυλης οικονομίας. Η γνώση είναι πληροφορία που χρησιμοποιείται είτε για να κατανοήσουμε μια κατάσταση είτε για να λύσουμε ένα πρόβλημα. Είναι πιο σημαντική και στρατηγική από τα υλικά αγαθά. Επιτρέπει την κυριαρχία πάνω στον υλικό κόσμο, καθώς μπορούμε να προβλέπουμε εγκαίρως και να διαχειριζόμαστε, κατά βέλτιστο τρόπο, τις υποδομές και τους φυσικούς πόρους.

Τεράστιες είναι οι δυνατότητες διεύρυνσης της επιστημονικής γνώσης χάρη στην χρήση των υπολογιστών που επιτρέπουν την επίλυση πολύπλοκων μοντέλων και την επίτευξη προβλεψιμότητας. Οι πρόοδοι στην ιατρική και την βιολογία, την φυσική και την χημεία, είναι θεαματικές. Ακόμα και τα μαθηματικά και η Λογική, κατ’ εξοχήν αφηρημένη γνώση, αποκτούν μια διάσταση πειραματική με τους υπολογιστές που χρησιμοποιούνται για την απόδειξη θεωρημάτων και την εμπέδωση αποτελεσμάτων.

Παράλληλα, με την σχεδίαση έξυπνων συστημάτων και την συνεργασία τους, εξασφαλίζουμε καλύτερες υπηρεσίες και επομένως ποιότητα ζωής, καθώς και την αυτοματοποίηση των διαδικασιών σε όλους τους τομείς της οικονομίας. Όμως, σε κάθε επανάσταση παρουσιάζονται ευκαιρίες και ελλοχεύουν κίνδυνοι. Σημαντικές και επιταχυνόμενες ανακατατάξεις στον διεθνή χώρο συνεπάγονται ανακατανομή των ρόλων και τού πλούτου. Χώρες υπό ανάπτυξη αναδύονται ραγδαίως και διεκδικούν ανώτερες θέσεις στην παγκόσμια σκακιέρα.

Η εκπαίδευση STEM

Η επανάσταση της γνώσης είχε επιπτώσεις και άλλαξε ραγδαία τις απαιτήσεις στην εκπαίδευση. Φυσικά σήμερα πλέον είναι απαραίτητες για τον καθένα βασικές γνώσεις Πληροφορικής και των τεχνολογιών της πληροφορίας. Όμως, μια άλλη πολύ σημαντική τάση είναι η ανάγκη συνδυασμένης χρήσης αυτού που στις ΗΠΑ ονόμασαν STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics). Ο όρος αυτός χρησιμοποιήθηκε για να υποδηλώσει την συνδυασμένη χρήση γνώσεων από όλους αυτούς τους τομείς.

Την μαθηματική γνώση που δίνει τα μοντέλα και τις βάσεις για να σκεπτόμαστε σωστά. Την επιστημονική γνώση για να καταλάβουμε και να προβλέψουμε τα φαινόμενα. Την τεχνική γνώση που εφαρμόζει επιστημονική αλλά και καθαρά εμπειρική γνώση για να κατασκευάσουμε τεχνουργήματα. Τέλος την τεχνολογική γνώση που επιτρέπει να παράγουμε και να δρούμε ανταποκρινόμενοι σε κριτήρια αποτελεσματικότητας και ποιότητας. Η ραγδαία τεχνολογική εξέλιξη απαιτεί εργατικό δυναμικό που όχι μόνο κατέχει τις απαραίτητες επιστημονικές και μαθηματικές γνώσεις, αλλά και μπορεί να τις χρησιμοποιήσει και να τις εφαρμόσει αποτελεσματικά στην πραγματική οικονομία και την κοινωνική ζωή.

Σήμερα τα STEM είναι προτεραιότητα στην εκπαίδευση των προηγμένων χωρών που αλλάξαν ριζικά τα εκπαιδευτικά τους προγράμματα για να τα προσαρμόσουν στις νέες ανάγκες. Σημαντικές δράσεις για την διδασκαλία των STEM αναπτύχθηκαν στις ΗΠΑ κατά την πρώτη θητεία του προέδρου Ομπάμα, κινούμενες από το γεγονός ότι διαπιστώθηκαν καθυστερήσεις του εκπαιδευτικού συστήματος των ΗΠΑ σε σχέση με πολλούς δείκτες:

1. Υπεροχή των φοιτητών άλλων χωρών στα STEM, όπως διαφαίνεται από διεθνείς διαγωνισμούς και στατιστικές.
2. Την διαπίστωση ότι πάνω από τα μισά πανεπιστημιακά διπλώματα στην Ιαπωνία και την Κίνα ήταν σε θετικές επιστήμες και επιστήμες μηχανικού, ενώ μόνο το ένα τρίτο στις ΗΠΑ.
3. Την διαπίστωση ότι τα ασιατικά και ευρωπαϊκά πανεπιστημιακά ιδρύματα παράγουν πολύ περισσοτέρους επιστήμονες μηχανικούς παρά τα αμερικανικά.
4. Τέλος, άλλες σημαντικές διαπιστώσεις είναι ότι η αγορά εργασίας στα STEM αυξάνει πολύ γρηγορότερα από τα άλλα επαγγέλματα. Και φυσικά ότι οι μισθοί σε  STEM επαγγέλματα είναι σημαντικά υψηλότεροι.

Βασική ιδέα στο όραμα των STEM είναι η ολοκλήρωση των γνώσεων και η συνδυασμένη χρήση τους. Αυτό θα μας επιτρέψει να έχουμε ανθρώπινο δυναμικό με επαρκή κατάρτιση για την αντιμετώπιση των μεγάλων προκλήσεων. Για να επιτευχθεί αυτός ο στόχος η εκπαίδευση δίνει βαρύτητα στην μάθηση μέσα από την λύση προβλημάτων (Problem-based learning).

Οργάνωση της διδασκαλίας

Πρόκειται για μια εκπαιδευτική προσέγγιση που βάζει τους διδασκόμενους μπρος σε όχι καλώς ορισμένα προβλήματα, όπως αυτά που θα αντιμετωπίσουν στην ζωή τους και που επιδέχονται πολλαπλές λύσεις. Έτσι ο μαθητής δεν μαθαίνει παθητικά αλλά αναζητεί ενεργώς την γνώση που είναι αναγκαία για την επίλυση των προβλημάτων του.

Η εφαρμογή αυτής της ιδέας απαιτεί φυσικά την κατάλληλη οργάνωση της διδασκαλίας σε μικρές ομάδες και την αποστασιοποίηση του εκπαιδευτή που παίζει ένα ρόλο διαμεσολαβητή και καθοδηγητή. Επίσης η εκπαίδευση των STEM δίνει ιδιαίτερη βαρύτητα στον σχεδιασμό (design). Αυτός είναι μια διαδικασία που ξεκινά από δεδομένες ανάγκες που κατ’ αρχήν μεταφράζονται σε τεχνικές απαιτήσεις. Από αυτές μηχανικοί αναπτύσσουν τα σχέδια για την κατασκευή ενός τεχνουργήματος που τις ικανοποιούν.

Οι ικανότητες και οι δεξιότητες που χρειάζονται για να γίνεις ένας καλός σχεδιαστής είναι δύσκολο να διδαχθούν. Τέτοιες είναι η κατανόηση και ανάλυση των αναγκών και η πραγμάτωσή τους, λαμβάνοντας υπόψη τεχνικοοικονομικούς περιορισμούς όπως κόστος, χρηστικότητα και φυσικές ιδιότητες των υλικών. Αυτού του είδους οι δραστηριότητες καλλιεργούν, επίσης, τις ικανότητες επικοινωνίας και συνεργασίας με άλλες ομάδες.

Σήμερα η πατρίδα μας αναζητεί τον δρόμο για μια έξοδο από το τούνελ της κρίσης, μιαν αναγέννηση. Σ’ αυτή την προσπάθεια είναι κοινή συνείδηση ότι πρέπει να απαντήσουμε θαρραλέα στις προκλήσεις που θέτει η κοινωνία της γνώσης. Τόσο όσον αφορά τον εκσυχρονισμό της εκπαίδευσης όσον και την ανάπτυξη στηριγμένη στην τεχνολογία και την καινοτομία.