اثنين من طلاب الصف الثاني يجلسون على ركبهم بهدوء، ويقومون برص وحدات المكعبات فوق برج كبير، ليزداد ارتفاعه بالتدريج. وقد يظن مراقب عابر أنهم فقط يستمتعون بتدرج مشروعهم ويتطلعون إلى فكه بعد ذلك. ولكن يمكن لمعلمتهم أن ترى المزيد، فهي تدرك أن أنشطتهم تهيئ الأجواء لاكتساب مهارات مكانية ومفاهيم فيزيائية مهمة. وبوصول إحدى الأطفال إلى أقصى ارتفاع استطاعت الوصول إليه، تقوم تلك الطفلة بوضع بلية أعلى البرج، الذي يزيد ارتفاعه الآن على خمسة أقدام. ويراقب كلا الطفلان البرج باهتمام شديد. إنهم يستمعون إلى صوت نقرة، نقرة، نقرة، نقرة، ولكن ما من بلية يستطيعان رؤيتها. وأخيرًا تظهر البلية من أسفل البرج، متدحرجة فوق منحدر ثم متجهة نحو السجادة.  يقفز الطفلان فرحين، ويأخذان في التصفيق والتعجب، "ياي!" (المقالة الافتتاحية القصيرة مأخوذة من فيديو متضمن في "إظهار عمل المهندسين الصغار في الطفولة المبكرة"، إعداد بث فان ميتيرن وبيتي زان، متاح على http://ecrp.uiuc.edu/beyond/seed/zan.html.)

إن ما يسهل إغفاله في هذا السيناريو هو القدرة الهندسية الموجودة بالفعل لدى هذين الطفلين. لقد كان لدى الطفلين في برجهم سلسلة من المنحدرات الملتوية – مثل المنحدرات الموجودة في الجراح المخصص لوقوف السيارات – وكل منحدر موضوع على مسافة محددة من المنحدر السابق، بالإضافة إلى أنها متراصة بعناية على ارتفاعات متتالية. وفي الواقع، فقد بنى الطفلان واختبرا نماذج أولية عديدة وأصغر للبرج، من أجل تحديد المسافات الملائمة للمنحدرات. وتمثل أحد اكتشافاتهما الرئيسية في أن وضع المنحدرات على مسافات قريبة جدًا من بعضها البعض ينتج عنه سرعة كبيرة جدًا لجريان البلية (ويمكن أن يؤدي ذلك لقفز البلية خارج نطاق البرج)، ولكن وضع المنحدرات على مسافات متباعدة إلى حد كبير أدى إلى سقوط البلية إلى الأسفل مباشرة عبر مركز البرج. ولقد عملا معًا على نحو اتسم بالتعاون، من أجل التوصل إلى التصميم الصحيح، ثم قاما ببناء البرج الذي، بدا بسيطًا بشكل خادع، على نطاق أوسع، بهيكل داخلي معقد وغير مرئي (فان ميتيرن وزان 2010).

وفي أذهان هؤلاء الطفلين أيضًا، كانت هناك عملية داخلية معقدة – عملية تصعب رؤيتها، وينتج عنها غالبًا تقليل الكبار من شأن القدرات الحالية الموجودة لدى الأطفال الصغار. وكما أثبتت الأبحاث الجديدة، فإن الكثير من الناس يعتقدون أن التعلم "الحقيقي" للعلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (STEM)، لا يحدث حتى يكبر الأطفال، وأن ذلك التعرض لمفاهيم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات في الطفولة المبكرة (أي من الميلاد وحتى 8 سنوات) يتعلق فقط بإرساء القاعدة للتعلم الجاد للعلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات، الذي يتم لاحقًا (ماكلور وغيرها  2017).

يعتقد الكثير من الناس أن التعلم "الحقيقي" للعلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات لا يحدث حتى يكبر الأطفال.

وذلك مناف تمامًا للحقيقة. فقد تبين من تحليل بحثي استغرق عامين، أن الأطفال الصغار قادرون على المشاركة في الممارسات العلمية التي يزاولها طلاب المدارس الثانوية، على مستويات ملائمة تنمويًا (ماكلور وغيرها 2017). وكما شرح أحد الباحثين، فإن الأطفال الصغار "يمكنهم الملاحظة والتنبؤ بالأشياء، بالإضافة إلى إجراء التجارب والاستكشافات البسيطة، وجمع البيانات، ثم يبدؤون في استنباط معنى لما توصلوا إليه" (16). وحتى في السنة الأولى من العمر، يختبر الأطفال بشكل منظم الفرضيات الفيزيائية، عندما يرون شيئًا ما غير مطابق لتوقعاتهم (ماكلور وغيرها 2017). وعلى سبيل المثال، عرض الباحثون على أطفال عمرهم 11 شهرًا، دمية على شكل سيارة وهي تندفع من جانب إحدى الطاولات وتبدو وكأنها طافية؛ فأخذ الرضع يراقبون السيارة الغريبة لفترة أطول من دمى السيارات التي تعمل بشكل مألوف لهم، وحاولوا استكشاف السيارة وإسقاطها بأنفسهم (ستاهل وفيجنسون 2015). وكما أثبت الطفلان اللذان قاما ببناء البرج، إن الأطفال الصغار قادرون على استخدام عادات التفكير الهندسية (مثل التفكير المنظومي، والإبداع والتفاؤل، والتواصل والتعاون، والمثابرة المدعومة، والانتباه للتفكير الأخلاقي) في أنشطة اللعب الحر التي يزاولونها (فان ميتيرن وزان 2010).

إن البحث واضح: عندما نقول إن الأطفال "يولدون علماء،" فإننا لا نقول ذلك من باب اللطف فحسب؛ إنهم فعلًا علماء نشطين، فهم من الآن؛ يستكشفون بيئاتهم بشكل منظم ومقصود، حتى منذ يوم ولادتهم.

ليسوا صغارًا جدًا على تعلم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات

إن المفهوم الخاطئ بشأن كون العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات أكثر نفعًا بالنسبة للطلاب الأكبر سنًا يعد مهمًا لعدة أسباب. أولًا، إن التعرض المبكر للعلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات له أهمية كبيرة فيما يتعلق بالنتائج التعليمية اللاحقة؛ فعندما يقلل الكبار من أهميته في السنوات المبكرة، فإنهم أيضًا ينتقصون من الإمكانيات الحالية والمستقبلية للأطفال الصغار. وقد أثبتت الأبحاث أن معرفة الحساب بين الأطفال الذين في مرحلة ما قبل المدرسة، تنبئ بالإنجاز الأكاديمي اللاحق أكثر من مهارات القراءة المبكرة أو مهارات الانتباه (دانكان وغيره 2007). ويجادل البعض بأن التعرض المبكر للعلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات له حاليًا نفس مقدار الأهمية الذي يتسم به التعرض المبكر لمهارات القراءة والكتابة (ماكلور وغيره 2017). إن عادات التفكير المرتبطة بالعلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات – مثل التفكير النقدي، والمثابرة والإجراء المنظم للتجارب – تعد مهمة بالنسبة لجميع المجالات الدراسية، كما قد تكون ضرورية لكيفية تعلم الأطفال للتعلم في حد ذاته (دانكان وماجنسون 2011). إن هذا التطور ليس فقط مرتبطًا بالأساسيات مثل العد والمفردات، على الرغم من كون هذه المهارات والمعرفة الأساسية مهمة أيضًا؛ فإنه يتعلق أيضًا بحل المشكلات، وبمهارات أخرى رفيعة المستوى يمكن استغلالها في مجالات عديدة.

فكر في الأمر على هذا النحو: إننا حين نتعلم مهارات جديدة، تنسج عقولنا من جدائل المهارات حبالًا، نقوم باستخدامها في حل المشكلات، ومواجهة التحديات، ومن ثم نكتسب مهارات جديدة. وعندما تتاح للأطفال فرصًا لكي يقوموا بصياغة الأسئلة، وجمع البيانات، وحل المشكلات العلمية، فإنهم يبنون حبالًا قوية يمكن استخدامها بطرق عديدة، الآن وطوال الحياة (ماكلور وغيره2017).

ولتتأمل على سبيل المثال الروابط العميقة بين تعلم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات وتعلم اللغات. فتدريس العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات في وقت مبكر يؤدي إلى نتائج أفضل في تعلم اللغة والقراءة والكتابة. (ساراما وغيره 2012). كما أن المزيد من التعرض للغة المكانية خلال فترة اللعب بالمكعبات في سن الرضع ومرحلة الطفولة المبكرة يؤدي إلى تحسين مهارات 

التفكير المكاني (برودن وليفاين وهاتنلوتشر 2011). وبالإضافة إلى ذلك، فإن المهارات الحسابية ومهارات القراءة عند دخول رياض الأطفال تنبئ بنفس القدر بمهارات القراءة في الصف الثامن (مائدة العمل المستدير (Business Roundtable) 2016)، كما تعتبر المعرفة الأساسية بالعالم وكيفية عمله (والكثير منه مشمول في نطاق مفاهيم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات) مهمة للغاية بالنسبة للفهم من خلال الإنصات، طوال الحياة، وبالنسبة للفهم بواسطة القراءة، بمجرد أن يصبح الأطفال قادرين على قراءة الكلمات (جيرنزي وليفاين 2015). لذا، فإنه عندما لا يوجد تقدير كامل من جانب الكبار لأهمية تعلم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات في مرحلة الطفولة المبكرة، فإنهم يتسببون بذلك في ضرر بالغ للأطفال، وفي إضعاف إمكانية تقدمهم في العديد من المجالات الأخرى مثل القراءة والكتابة والوظائف التنفيذية.

ومن ناحية أخرى، فإن كون الأطفال يولدون علماء ليس معناه أنهم يستطيعون فعل كل ذلك وحدهم؛ بل إنهم يحتاجون إلى مساعدة الكبار لكي يستطيعوا إدراك ورفع قدراتهم في مجالات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (مجموعة عمل مرحلة الطفولة المبكرة في مجالات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (Early Childhood STEM Working Group) 2017). وهذا يؤدي بنا إلى السبب الثاني الذي يجعل هذا المفهوم الخاطئ مهمًا للغاية: إن تصرفات الكبار ومعتقداتهم بشأن تعلم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات غالبًا ما ينتقل إلى الأطفال. وعلى سبيل المثال، فقد أثبتت دراسة حديثة أن أقوى مؤشر على تعلم الحساب لدى طلاب مرحلة ما قبل المدرسة كان اعتقاد معلميهم بأن تعليم الحساب ملائم لعمرهم (سِكر وأليسينانوجلو 2015). وتؤدي هذه المعتقدات أيضًا إلى حدوث تغييرات ملموسة في الأساليب ومقدار الوقت الذي يقضيه المعلمون في موضوعات تتعلق بالعلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات: عندما يكون لدى المعلمين موقف سلبي بخصوص تعلم الرياضيات في وقت مبكر، على سبيل المثال، فإن هذه المشاعر تؤدي إلى تجنب تعليم الحساب، وتدريسه بأساليب غير فعالة (ماكلور وغيره 2017).

إننا عندما نقول إن الأطفال "يولدون علماء"، لا نقول ذلك من باب اللطف فحسب. فالأطفال بالفعل يستكشفون بيئاتهم عن عمد.

وإن المعلمين ينقلون هذه المشاعر بصدق، وقد ينقلون أيضًا حتى ما تعلموه هم أنفسهم. وأفادت دراسة حديثة حول أعضاء هيئة تدريس كلية إعداد المعلمين، في كاليفورنيا ونبراسكا، بأنهم يعتبرون تضمين الرياضيات في مراحل التعليم المبكرة أقل أهمية من المجالات الأخرى في إعداد معلمي مرحلة الطفولة المبكرة. والأمر لا ينتهي عند هذا الحد – فأعضاء هيئة تدريس الكلية ذكروا أيضًا أنهم هم أنفسهم يشعرون بأنهم أقل استعدادًا لتدريس الرياضيات من تدريس المواد الأخرى (أوستن وساكاي وغيرهما 2015؛ أوستن ووايتبوك وغيرهما 2015). وبعبارة أخرى، هناك اعتقاد خاطئ حول ملاءمة مواضيع العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات للأطفال الصغار التي يتم تمريرها من جيل واحد من المعلمين ومعلمي المعلمين إلى الأجيال التالية. وقد حان الآن وقت كسر هذه الحلقة المفرغة.

وتلعب معتقدات أولياء الأمور أيضًا دورًا مهمًا في نجاح أطفالهم في مجالات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات. فعلى سبيل المثال، تعد معتقدات الأبوين حول قدرة طفلهم في الرياضيات مؤشرًا أقوى لتصور الطفل لذاته في الرياضيات، ومن درجات الطفل السابقة في الرياضيات. (جاندرسون وغيره  2012). وبعبارة أخرى، عندما لا يعتقد المعلمون وأولياء الأمور أن الأطفال الصغار قادرون على التعلم الحقيقي للعلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات، فإن الأطفال يصدقونهم. وينتج عن ذلك نبوءة تحقق ذاتها على نحو يضر بإمكانية تعلم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات. ولكن لا يزال هناك سبب لوجود الأمل: فعندما يؤمن الكبار، الموجودون في حياة الطفل، بقدرات الطفل المرتبطة بالعلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات، ويدعمون هذه القدرات، فإن ذلك يكون إقرارًا بالإمكانيات الطبيعية لدى الطفل ومن ثم يصير عاملًا لاتساع نطاقها (ماكلور وغيره 2017).

تضمين العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات في التعلم المبكر

إنه لكي يتم تضمين العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات في التعلم المبكر بشكل ملائم، فإن المعلمين يحتاجون إلى الدعم، بما في ذلك التدريب الملائم عالي الجودة السابق لتقديم الخدمة، بالإضافة إلى التطوير المهني المستمر. وسوف يتطلب ذلك استثمارًا هائلًا من الجامعات والمنظومة التعليمية والممولين، والمجتمع بشكل عام. وسوف يتوجب على الكبار، على كافة مستويات بيئة الطفل المعقدة، الالتزام بأهمية التعلم المبكر بشكل عام، والتعلم المبكر للعلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات بشكل خاص (للاطلاع على إطار يصف الالتزامات اللازمة على كل مستوى، انظر ماكلور وغيره 2017).

إن دور معلم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات الجيد، ينصب، في معظم الأحيان، على مقاومة تقديم إجابات مباشرة على أسئلة الأطفال.

وفي نفس الوقت، ماذا يمكن للمعلمين أن يفعلوا، دون أن يضطروا إلى انتظار التغييرات النظامية في الأنظمة الأوسع التي يعملون فيها؟ إن إدراك حقيقة أن الأطفال لديهم قدرة هائلة فيما يتعلق بتعلم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات؛ يمكن أن يساعد كثيرًا الآن. وبإدراك أن دعم نمو الأطفال يتعلق بتشجيع عادات التفكير المرتبطة بالعلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات، فإن المربين يمكنهم تضمين ممارسات العلوم والتكنولوجيا والهندسية والرياضيات في الفصول الدراسية الخاصة بهم بطرق بسيطة. فيمكن للمربين أن يبدؤوا بالتعرف على ثلاث حقائق مدعومة بالأبحاث، وسوف يتم شرح كل واحدة منها في الأقسام التالية: ليس عليك أن تكون خبيرًا؛ فأنت لست وحدك؛ وتدريس العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات ليس ممارسة تتعلق بـ إما/ أو.

ليس عليك أن تكون خبيرًا

يعتقد الكثير من الناس أن دعم تعلم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات يعني امتلاك خبرة معينة في هذه المجالات لكي يتم تقديمها للطلاب. وهذا الكلام معقول، بالنظر إلى المفاهيم الخاطئة الأخرى الشائعة: عندما لا يكون الكبار مدركين لقدرة الأطفال الصغار على الانخراط في الممارسات الفعلية المرتبطة بالعلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات، فإنهم يميلون إلى التركيز على زيادة المعرفة المتعلقة بالمحتوى لدى الأطفال. ولكن كما هي الحال في المجالات الأكاديمية الأخرى، فإن المعرفة والمهارات الخاصة بالعلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات تنمو مع بعضها البعض. ومن خلال التعلم التجريبي (الدمج بين الأبحاث العملية، والقراءات الجهرية الغنية بالمعلومات، والنقاشات)، ينمي الأطفال الصغار فهمهم القائم على المفاهيم، ويتعرفون على حقائق جديدة، ويكتسبون مهارات ضرورية، مثل الملاحظة، وتشكيل الفرضيات، وجمع الأدلة، ومراجعة الفرضيات، واستنباط التجارب، وما إلى ذلك (الرابطة الوطنية لمعلمي العلوم (NSTA) 2014). وهم أيضًا ينمون الفهم وعادات التفكير المرتبطة بالعلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات، من خلال التفاعل مع بيئاتهم اليومية، بطرق مدفوعة بالفضول وبدعم من المعلمين والكبار الآخرين.

إن دور معلم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات الجيد، ينصب، في معظم الأحيان، على مقاومة تقديم إجابات مباشرة على أسئلة الأطفال. ويمكن للمعلمين تشجيع عادات التفكير المرتبطة بالعلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات، وتسهيل التعلم من خلال طرح أسئلة هادفة، ثم تقديم الدعم للأطفال بينما هم يستكشفون بأنفسهم. وتعتبر الفصول الدراسية التي تعتمد بشكل أساسي على التدريس القائم على المحاضرات، حيث يتحكم المعلمون في عملية صنع القرار والمناقشة، هي الأقل فعالية في تعزيز الاعتماد على الذات وسهولة التكيف، وهما خصيصتان أساسيتان لاستطلاع العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضات وممارساتها (فان ميتيرن وزان 2010).

ويتطلب دعم فضول الأطفال وتوجيههم الذاتي وجود النية والتطبيق. فيجب أن يتعلم المعلمون تسهيل الاستكشاف المفتوح والمركز لدى الأطفال، وتعزيز استبصار الأطفال من خلال التمثيل والحوار (هويسينجتون 2010). ومن ضمن الأدوار المهمة لأي معلم، في تشجيع القدرات الطبيعية لدى الأطفال فيما يتعلق بالعلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات، أن يساعد المعلم الأطفال على المثابرة عندما يتعرضون لما يمكن أن يدفعهم للاستسلام. فعندما يواجه الطفل إحباط ما، فإن من الأهمية بمكان ألا يقوم المعلم بحل التوتر القائم من خلال تقديم إجابة معينة. وعوضًا عن ذلك، يمكن للمعلمين أن يساعدوا الطفل على تنمية عنصر المثابرة لديه بإظهار الحماس بشأن التحدي القائم، وإعطاء المثال على التساؤل والفضول. ويمكنهم طرح أسئلة تعيد إثارة الرغبة الداخلية لدى الطفل في فهم المسألة. ومن شأن طرح الأسئلة التي تشجع على التجريب – مثل "ما الذي تظن أنه سيحدث لو أن ...؟" – بدلًا من الأسئلة التي تنطوي على إجابة واحدة صحيحة (مثل "هل ذهبت الكرة إلى أعلى أم إلى أسفل؟") أنها تساعد الأطفال على المثابرة والتساؤل النابع من الاكتشافات المرتبطة بالعلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (هويسينجتون 2010). وعندما يقوم المعلمون عادة بطرح أسئلة من هذا النوع، فإنهم قد يجدون أنهم أنفسهم يشعرون بأقصى ابتهاج عندما لا يعرفون الإجابة. وعندما يُسحب المعلمون إلى دهشة الاستكشاف، فإنهم يصبحون مغمورين بتجربة التعلم مع طلابهم، ما من شأنه إثبات أن الاستكشافات في العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات لها قيمة باقية مدى الحياة.

أنت لست وحدك

بعض الكبار لديهم مفهوم خاطئ مفاده أن التعلم الحقيقي للعلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات لا يحدث إلا داخل الفصول الدراسية، ما قد يجعل المعلمين يشعرون بالانعزال والافتقار إلى الدعم. ولكن عندما يدرك المعلمون أن حتى الأطفال الصغار جدًا قادرون على الانخراط بشكل هادف في الاستطلاعات المتعلقة بالعلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات، في أي وقت وأي مكان، فإنهم يمكن أن يعملوا على توسيع نطاق هذا التعلم للمجالات المذكورة أعلاه، بطرق متعددة، ليشمل جوانب عديدة من حياة الأطفال.  وكما هي الحال مع تعلم أي لغة جديدة، فإن الأطفال تصبح لديهم طلاقة في العادات المرتبطة بالعلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات، وتزداد معرفتهم بشأن موضوعات هذه المجالات، عندما ينغمسون فيها (ماكلور وغيرها 2017). وكلما ازدادت الفرص المتاحة لهم لاستكشاف العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات – في المتاحف والمكتبات والمنزل – كلما أصبحوا أكثر طلاقة.

ويصبح الأطفال أكثر معرفة بموضوعات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات عندما ينغمسون فيها أكثر.

وبفهمه على هذا النحو، فإن تعلم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات هو جهد يُبذل على نطاق المجتمع، حيث يمكن الاستعانة بالعديد من الأشخاص من خارج المدارس للحصول منهم على توجيهات وأفكار في هذا الصدد. وعلى نحو مثالي، يشكل المجتمع شبكة للتعلم، من أجل إشراك الأطفال الصغار في مجموعة متنوعة من الخبرات المرتبطة بالعلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات، وإذا لزم، إعطاء المعلمين وأولياء الأمور مراجعات لمفاهيم تماثل في تنوعها تنوع خصائص الرافعات وبكرات الجذب، أو الأسباب التي تجعل القوالب تصنع الأشكال، أو أسباب ظهور قوس قزح. وتعتبر بيئات التعلم غير الرسمية، مثل المتاحف، فعالة للغاية في مساعدة الكبار على ربط اهتمام الأطفال بالعلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات بالأسئلة والحوارات التأملية (هادن وغيره 2014). وفي الواقع، فإن الكثير من المتاحف والمكتبات توفر مصادر مجانية للمعلمين، بل إن هذه المصادر قد تشمل حتى، في بعض الأحيان، برامج التطوير المهني المتعلقة بمجالات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات.

ويمكن للمعلمين أن يشجعوا الأسر على الاشتراك في هذه العملية التعليمية من خلال مشاركة المصادر المحلية في العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات مع أولياء الأمور. ونظرًا لأن أولياء الأمور يمكن أن يشعروا بالقلق حيال دعم تعلم أطفالهم للعلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات، فإن من الأهمية بمكان أن يتم تبليغهم بالقدرة الهائلة لدى طفلهم على استطلاع هذه المجالات، وبالتأثير الذي يمكن أن يمارسه أولياء الأمور من خلال إعطاء نموذج على الفضول وطرح أسئلة تدور حول من وماذا ومتى وأين ولماذا – على مدار اليوم. ويمكن استخدام التكنولوجيا كشريك فعال عند العمل على توسيع نطاق تعلم الأطفال في المنزل. فعلى سبيل المثال، يمكن للمعلمين أن يشجعوا أولياء الأمور على استخدام تطبيق Bedtime Math (http://bedtimemath.org/apps/)، الذي يهدف إلى جعل الحساب جزءًا من العادات اليومية للأسرة، مثل حكاية قبل النوم. وقد ثبت أن استخدام التطبيق في المنزل، حتى ولو لمرة واحدة أسبوعيًا، يجعل الأطفال يتقدمون في إنجازاتهم في الرياضيات بما يكافئ ثلاثة أشهر بحلول نهاية العام الدراسي؛ كما أنه يكون أكثر فعالية بالنسبة للأطفال الذين يشعر آباؤهم بالقلق بشأن الرياضيات (بيركوويتز وغيره 2015).

تدريس العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات ليس ممارسة تتعلق بـ إما/ أو

يشعر العديد من المعلمين بالعبء الناتج عن متطلبات المناهج الدراسية الغامرة، ويتشككون بشأن إضافة قوالب تعليمية أخرى في عملية تدريسهم اليومية. ولكن تذكر أن عادات التفكير المرتبطة بالعلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات قابلة للانتقال، وأن المعرفة الخاصة بهذه المجالات تشمل مفاهيم ومفردات أساسية؛ فهي تعزز جميع أنواع خيوط المعرفة، بما في ذلك تنمية مهارات القراءة والكتابة والانتباه. وعندما يُنظر إلى التعلم المبكر للعلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات باعتباره تنمية لكل من المعرفة وعادات التفكير المعتمدة على الاستطلاع، فإن المعلمين سوف يبدؤون في اكتشاف طرق لغرس ممارسات ومفاهيم هذه المجالات في مناهجهم الدراسية الحالية. وعلى سبيل المثال، فقد يلاحظ أحد المعلمين أن العديد من الكتب التي تقرأها جهارًا تتضمن هذه السمات المشابهة لمجالات العلوم والتكنولوجيا والهندسة  والرياضيات: مشكلة ينبغي حلها، وحل قائم على الأدلة يتم تجريبه (بل وغالبًا ما يتم تكراره وإعادة تجريبه)، ثم اكتشاف طريقة يكُتب لها النجاح. وحتى الكتب البسيطة، مثل كتاب الأطفال " ?Where’s Spot"، تأليف إيريك هيل، فإنها تحتوي على هذا التصاعد: تبحث الكلبة الأم في أماكن مختلفة عن جروها الصغير، وسعادة الأطفال الذين يبحثون معها،  تعثر على كائنات أخرى خرقاء وهي ماضية في طريقها – دب خلف الباب، وقرد داخل الخزانة. وبملاحظة، والتشديد على، استخدام الكلبة الأم للأسلوب العلمي، تستطيع المعلمة أن تثبت أن العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات موجودة في كل مكان، وأن هناك دراما كامنة في استكشاف هذه المجالات. ويمكن للمعلمة أيضًا أن تلقي الضوء على مثابرة الكلبة الأم في بحثها المنظم، والبهجة الكامنة في الخطأ الذي يقع في الرحلة المشحونة بالتجربة والخطأ (فالأطفال يحبون العثور على الحيوان الخاطئ خلف كل باب)، والأدلة التي تجمعها الأم وتستخدمها لتعثر على الكلب Spot في النهاية.

ويمكن للمعلمين أن يبدؤوا في اكتشاف طرق لغرز ممارسات ومفاهيم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات في المناهج الدراسية الحالية.

ويمكن استخدام الأنشطة القائمة بشكل صريح على العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات في تعزيز قوالب المناهج الدراسية الأخرى أيضًا. وعلى سبيل المثال، مارس الأطفال في إحدى الفصول الدراسية بمرحلة ما قبل الدراسة نشاطًا معينًا حول جزء من كتاب "مفقود وعُثر عليه" ("Lost and Found")، تأليف أوليفر جيفرز، الذي يحكي عن بطريق مفقود يهتدي إلى بيته بواسطة أحد المراكب. فقد طلب المعلمون من الأطفال البالغة أعمارهم 3 سنوات بناء واختبار مراكب مصنوعة من رقائق الألمونيوم، لنقل تمثال صغير على شكل بطريق عبر الطاولة المائية. وانهمك الأطفال بعمق في النشاط، الذي عزز استفادتهم من الكتاب وشجعهم على التحدث باستفاضة حول القصة، مع تزويدهم بتجربة غامرة وهادفة في مجالات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (درابر ووود 2017).

الخلاصة

إن الاحتواء الكامل لقدرة الأطفال الصغار الهائلة على الانخراط في التعلم الحقيقي للعلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات يستغرق وقتًا ومجهودًا مركزًا. وسوف يحتاج مدراء برامج الطفولة المبكرة، ومديرو المدارس الابتدائية، إلى توفير قدر من المساحة والمرونة لمعلميهم، لكي يجربوا أساليبًا جديدة لبحث مفاهيم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات مع الأطفال الصغار. ولكن بمجرد أن يبدأ معلمو الطفولة المبكرة في تضمين هذه الأساليب في خطوات تدريسهم، فإنهم سيصيرون في مكانة مميزة تؤهلهم لمساعدة بعضهم البعض – ومساعدة الجمهور العريض – على رؤية القدرة الحالية للأطفال الصغار فيما يتعلق بالعلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات، وما تتسم به هذه القدرة من تعقد ملحوظ ومن قابلية للاختفاء في أغلب الأحيان، وكذلك المساعدة على رؤية قوة الدور الذي يمكن أن تلعبه الخبرات المبكرة في مجالات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات، في تشكيل تفكير الجيل القادم.

المصادر

المعلومات المتعلقة بالتطور المهني

أساسيات المعرفة العلمية http://foundationsofscienceliteracy.org

المؤتمر السنوي للعلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات بالنسبة للطفولة المبكرة www.ecstem.org

مجموعة الفيديوهات المتعلقة بتعلم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات المقدمة من PBS 

https://whut.pbslearningmedia.org/collection/stemalive/#.WYR8odPyui4

المعلومات المتعلقة بالمناهج الدراسية والأنشطة الخاصة بالعلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات

Ramps and Pathways https://regentsctr.uni.edu/ramps-pathways

العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات من البداية http://stemfromthestart.org

بيب والعالم الواسع الكبيرwww.peepandthebigwideworld.com/en

متحف بوسطن للأطفال، براعم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (STEM Sprouts) (دليل التدريس وورق نصائح لأولياء الأمور) www.bostonchildrensmuseum.org/stem-sprouts

مدونة رابطة معلمي العلوم الوطنية "السنوات المبكرة"  /http://nstacommunities.org/blog/category/earlyyears

كتب العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات

• Science Is Simple: Over 250 Activities for Preschoolers, by Peggy Ashbrook (Gryphon House)
•  Young Scientist Series curriculum guides: Exploring Water with Young Children, Discovering Nature with Young Children, and Building Structures with Young Children (Redleaf)
•  Making and Tinkering with STEM: Solving Design Challenges with Young Children, by Cate Heroman (NAEYC)
•  Ramps and Pathways: A Constructivist Approach to Physics with Young Children, by Rheta DeVries and Christina Sales (NAEYC)

المراجع

Austin, L.J.E., L. Sakai, M. Whitebook, O. Bloechliger, F. Amanta, & E. Montoya. 2015. “Teaching the Teachers of Our Youngest Children: The State of Early Childhood Higher Education in Nebraska, 2015.” Berkeley: CSCCE (Center for the Study of Child Care Employment), University of California, Berkeley. www.irle.berkeley.edu/cscce/wp-content/uploads/2015/12/NebraskaHighlight....

Austin, L.J.E., M. Whitebook, F. Kipnis, L. Sakai, F. Abbasi, & F. Amanta. 2015. “Teaching the Teachers of Our Youngest Children: The State of Early Childhood Higher Education in California, 2015.” Berkeley: CSCCE. http://cscce.berkeley.edu/files/2015/California-HEI-Narrative-Report.pdf.

Berkowitz, T., M.W. Schaeffer, E.A. Maloney, L. Peterson, C. Gregor, S.C. Levine, & S.L. Beilock. 2015. “Math at Home Adds Up to Achievement in School.” Science 350 (6257): 196–98.

Business Roundtable. 2016. Why Reading Matters and What to Do About It: A CEO Action Plan to Support Improved US Literacy Rates. Washington, DC: Business Roundtable. http://businessroundtable.org/sites/default/files/BRT_Why_Reading_Matter....

Draper, C.L., & S. Wood. 2017. “From Stumble to STEM: One School’s Journey to Explore STEM with its Youngest Students.” Exchange (Infants and Toddlers) January/February 2017, 61–65.

Duncan, G.J., C.J. Dowsett, A. Claessens, K. Magnuson, A.C. Huston, P. Klebanov, L.S. Pagani, L. Feinstein, M. Engel, J. Brooks-Gunn, H. Sexton, K. Duckworth, & C. Japel. 2007. “School Readiness and Later Achievement.” Developmental Psychology 43 (6): 1428–46.

Duncan, G.J., & K. Magnuson. 2011. “The Nature and Impact of Early Achievement Skills, Attention Skills, and Behavior Problems.” Chap. 3 in Whither Opportunity? Rising Inequality, Schools, and Children’s Life Chances, eds. G.J. Duncan & R.J. Murnane, 47–69. New York: Russell Sage.

Early Childhood STEM Working Group. 2017. Early STEM Matters: Providing High-Quality STEM Experiences for All Young Learners. Policy report. Chicago, IL: UChicago STEM Education; Chicago: Erikson Institute. http://d3lwefg3pyezlb.cloudfront.net/docs/Early_STEM_Matters_FINAL.pdf.

Guernsey, L., & M.H. Levine. 2015. Tap, Click, Read: Growing Readers in a World of Screens. San Francisco: Jossey-Bass.

Gunderson, E.A., G. Ramirez, S.C. Levine, & S.L. Beilock. 2012. “The Role of Parents and Teachers in the Development of GenderRelated Math Attitudes.” Sex Roles 66 (3–4): 153–66.

Haden, C.A., E.A. Jant, P.C. Hoffman, M. Marcus, J.R. Geddes, & S. Gaskins. 2014. “Supporting Family Conversations and Children’s STEM Learning in a Children’s Museum.” Early Childhood Research Quarterly 29 (3): 333–44.

Hoisington, C. 2010. “Picturing What’s Possible—Portraits of Science Inquiry in Early Childhood Classrooms.” ECRP: Beyond This Issue, Collected Papers from the SEED (STEM in Early Education and Development) Conference. http://ecrp.illinois.edu/beyond/seed/Hoisington.html.

McClure, E.R., L. Guernsey, D.H. Clements, S.N. Bales, J. Nichols, N. Kendall-Taylor, & M.H. Levine. 2017. STEM Starts Early: Grounding Science, Technology, Engineering, and Math Education in Early Childhood. New York: The Joan Ganz Cooney Center at Sesame Workshop. www.joanganzcooneycenter.org/wpcontent/uploads/2017/01/jgcc_stemstartsea....

NSTA (National Science Teachers Association). 2014. “Early Childhood Science Education.” Position statement. www.nsta.org/about/positions/earlychildhood.aspx.

Pruden, S.M., S.C. Levine, & J. Huttenlocher. 2011. “Children’s Spatial Thinking: Does Talk About the Spatial World Matter?” Developmental Science 14 (6): 1417–30.

Sarama, J., A.A. Lange, D.H. Clements, & C.B. Wolfe. 2012. “The Impacts of an Early Mathematics Curriculum on Oral Language and Literacy.” Early Childhood Research Quarterly 27 (3): 489–502.

Seker, P.T., & F. Alisinanoglu. 2015. “A Survey Study of the Effects of Preschool Teachers’ Beliefs and Self-Efficacy Toward Mathematics Education and Their Demographic Features on 48- to 60-MonthOld Preschool Children’s Mathematic Skills.” Creative Education 6 (3): 405–14.

Stahl, A.E., & L. Feigenson. 2015. “Observing the Unexpected Enhances Infants’ Learning and Exploration.” Science 348 (6230): 91–94.

Van Meeteren, B., & B. Zan. 2010. “Revealing the Work of Young Engineers in Early Childhood Education.” ECRP: Beyond This Issue, Collected Papers from the SEED (STEM in Early Education and Development) Conference. http://ecrp.uiuc.edu/beyond/seed/zan.html.

Photographs: p. 83, 84, 85, 87, courtesy of Beth D. Van Meeteren