Programació informàtica, robòtica, laboratoris virtuals, videojocs educatius, impressió 3D, fotònica, nanotecnologia… Les últimes tecnologies emergents entren ja a les escoles amb prometedores possibilitats per a optimitzar l’ensenyament de les matèries STEAM (ciència, tecnologia, enginyeria i matemàtiques). El programa europeu sySTEAM, en què participa la Fundació Catalana per a la Recerca i la Innovació (FCRi), té com a objectiu incrementar l’ús educatiu de les tecnologies STEM a les aules.

L’FCRi ha estudiat, dins d’aquest projecte, l’estat actual d’una àmplia gamma d’avenços i àrees científiques emergents —algunes força més madures que d’altres— amb diferents possibilitats i experiència d’aplicació actual a les escoles. D’entrada, totes aquestes tecnologies aporten un mateix avantatge lectiu: permeten implementar un model d’aprenentatge basat en projectes interdisciplinaris, la formulació de preguntes i la resolució de problemes.

L’informe de l’FCRi s’ha focalitzat en 8 de les tecnologies STEM més prometedores a l’hora de formar part del sistema educatiu preuniversitari: l’ús de diferents llenguatges de programació informàtica ad hoc; la robòtica; els laboratoris virtuals; els videojocs educatius; els experiments low-cost, la impressió 3D; l’òptica/fotònica i la nanotecnologia. Com i en quin estat de disponibilitat es troba actualment cadascuna?

Les habilitats per a programar en llenguatges informàtics van trigar a explotar-se a les escoles a causa de la infrainversió en ordinadors personals, derivada de la recessió dels anys 90 a Europa. No és fins al període 2004-2008, en paral·lel a l’entrada en massa de maquinari amb alta resolució d’imatge al sistema educatiu, que es comencen a potenciar les habilitats programadores dels alumnes. Sorgeix així el llenguatge Scratch (2015), basat en el maneig de blocs interactius, en comptes de línies de codi, que simplifica la tasca dels alumnes respecte a llenguatges anteriors, com ara el Logo (1967). D’altres llenguatges el complementen després, i les habilitats programadores, que inclouen la creació de jocs senzills o el manteniment de llocs web, s’hi van afegint als currículums dels països de la UE.

A primària i secundària, el treball en programació aporta als nens i les nenes habilitats interdisciplinàries que promouen el pensament crític, lògic i abstracte; la resolució de problemes; la implementació d’estratègies; l’anàlisi i avaluació d’algoritmes; el treball en equip i, en general, una aproximació creativa a la realitat.

Així mateix, les aplicacions robòtiques a l’aula permeten treballar de forma òptima aspectes difícils d’explicar i d’entendre mitjançant esquemes teòrics clàssics. L’ús de petits robots fa possible als docents traslladar a la realitat conceptes complexos. Els moviments i interaccions dels robots forcen els alumnes a programar partint de dades imprecises, estímuls variables i elements imperfectes. Tot això afavoreix la transversalitat i fa que l’alumne percebi la formació com un joc. Entre els usos lectius actuals de la robòtica figuren, en aquest sentit, la simulació robòtica d’expressions humanes i el desenvolupament de jocs de precisió protagonitzats per robots.

Una altra tecnologia que fomenta àmpliament la transversalitat en diferents aspectes del currículum és l’ús dels anomenats Laboratoris Virtuals Remots (com ara Go-Lab Project, ChemCollective, 3D Labs UPM, Labster, VISIR…). Concebuts com un complement educacional, són espais virtuals on els alumnes poden operar de forma segura amb eines i experiments arriscats, tot fent simulacions d’experiments sobre, per exemple, exploració nuclear o tècniques genòmiques. L’estratègia aplicada per explotar-los es basa en tècniques de ludificació i immersió 3D, molt atractives i interactives.

Dins d’aquest nou ecosistema, els videojocs educatius de base STEM, en forma de jocs Quiz i apps, també poden activar mecanismes socials essencials, com ara la capacitat de resoldre problemes o l’empatia cap el treball en equip. La seva filosofia es resumeix en el lema “aprendre fent”, sempre sota la tutela del professor.

La relativa popularització de la ciència iniciada a la fi dels anys 80 amb fenòmens televisius com ara Cosmos, perllongada als 90, és l’origen primer de la tendència educativa actual coneguda com l’experimentació low-cost. Es tracta de dissenyar experiments científics d’àmbit STEM assimilables al currículum basats en l’ús de materials reciclats quotidians, com ara ampolles i d’altres elements plàstics. Aquest nou enfocament permet als docents il·lustrar a l’aula principis científics rellevants de forma senzilla i econòmica.

La impressió en 3D, l’òptica/fotònica i la nanotecnologia són, segons l’informe de l’FCRi que s’ha fet en el marc del projecte europeu sySTEAM, noves matèries emergents amb un notable potencial en relació amb l’ensenyament STEM però encara en fase pràcticament embrionària pel que fa al seu ús a les aules.

Descarregueu-vos l’informe provisional en versió anglesa.