The Role of STEAM Literacy on the Pedagogical Content Knowledge of Secondary School Mathematics Teachers in the Tigrai Region of Ethiopia

In de klaslokalen van de regio Tigray in Ethiopië worden wiskundelerares geconfronteerd met een veranderend landschap. Er wordt van hen gevraagd om verder te gaan dan het onderwijzen van formules in isolatie en in plaats daarvan studenten te helpen zien hoe getallen verbonden zijn met de bredere wereld. Om dit te doen, wenden veel pedagogen zich tot een kader dat bekend staat als STEAM, wat staat voor Science (wetenschap), Technology (technologie), Engineering (techniek), Arts (kunst) en Mathematics (wiskunde). Deze benadering behandelt deze vijf velden niet als afzonderlijke silo's, maar als een enkel, onderling verbonden web waar creativiteit en probleemoplossing elkaar ontmoeten. Om hier als docent succesvol te zijn, heeft men meer nodig dan alleen een diep begrip van de wiskunde zelf; men heeft een speciaal soort kennis nodig die het mogelijk maakt om complexe ideeën te nemen en ze begrijpelijk te maken voor hun studenten. Onderzoekers noemen dit Pedagogische Inhoudskennis. Het is een unieke combinatie van het kennen van de leerstof en het weten wat de beste manieren zijn om het te onderwijzen, inclusief hoe je kunt herkennen waar studenten in de war raken en hoe je de juiste hulpmiddelen kunt gebruiken om die misverstanden op te lossen. De grote vraag voor onderwijzers in deze regio is of het vermogen van een docent om door de STEAM-wereld te navigeren direct invloed heeft op hun vermogen om wiskunde effectief te onderwijzen.

Een team van onderzoekers van de Mekelle University begon deze vraag te onderzoeken door nauwkeurig te kijken naar 300 docenten wiskunde in het voort secondary onderwijs in Tigray. Ze wilden zien of de geletterdheid van een docent in de vijf STEAM-gebieden de vaardigheid in het onderwijzen van wiskunde voorspelde. Hiervoor vroegen ze de docenten om gedetailleerde enquêtes in te vullen over hun eigen kennis en zelfvertrouwen in wetenschap, technologie, techniek, kunst en wiskunde, evenals hun onderwijstrategieën. De studie richtte zich op een specifieke groep van 300 docenten, geselecteerd uit een grotere groep van meer dan 1.200, waarbij een mix van mannen en vrouwen, verschillende opleidingsniveaus en variërende jaren ervaring werd gewaarborgd. De onderzoekers gebruikten vervolgens statistische instrumenten om te zien of er patronen waren die de STEAM-kennis van de docenten koppelden aan hun onderwijsskills.

De resultaten schetsen een duidelijk beeld van wat er in de klas toe doet. De studie vond een sterke, positieve link tussen de algemene STEAM-geletterdheid van een docent en hun vermogen om wiskunde goed te onderwijzen. Met andere woorden: docenten die zich meer zelfverzekerd en deskundig voelden over alle vijf de STEAM-disciplines, hadden de neiging om betere onderwijsskills te hebben. Niet alle onderdelen van STEAM droegen echter evenveel bij. De sterkste verbinding werd gevonden bij de wiskundige geletterdheid zelf; docenten die een diep begrip hadden van wiskundige concepten waren aanzienlijk beter in staat deze aan anderen uit te leggen. Dit werd gevolgd door techniek- en technologieliteratuur. Docenten die begrepen hoe ze technische principes konden toepassen om problemen op te lossen en hoe ze technologie effectief konden gebruiken, toonden ook een hogere onderwijskundige competentie. Interessant genoeg waren, hoewel wetenschaps- en kunstgeletterdheid nog steeds belangrijk waren en verbonden waren met beter onderwijs, zij minder sterke voorspellers van onderwijsskills dan wiskunde, techniek en technologie in deze specifieke context. De gegevens suggereerden dat voor deze docenten het vermogen om als een ingenieur te denken of technologie te gebruiken, even cruciaal was voor hun onderwijssucces als hun kennis van kunst of algemene wetenschap.

De onderzoekers keken ook naar hoe verschillende persoonlijke factoren de STEAM-geletterdheid van een docent konden veranderen. Ze ontdekten dat geslacht geen verschil maakte; mannelijke en vrouwelijke docenten in de regio vertoonden bijna identieke niveaus van STEAM-kennis en onderwijskundig vermogen. Het opleidingsniveau deed echter wel uit. Docenten die een mastergraad hadden behaald, rapporteerden een significant hogere STEAM-geletterdheid dan docenten die slechts een bachelorgraad bezaten. Dit suggereert dat geavanceerd onderwijs docenten voorziet van de geïntegreerde kennis die zij nodig hebben om dit complexe, interdisciplinaire onderwijs aan te kunnen. Ervaring speelde een meer genuanceerde rol. Docenten met tussen de 11 en 20 jaar ervaring vertoonden de hoogste niveaus van STEAM-geletterdheid. Docenten met minder dan een decennium aan ervaring en docenten met meer dan 20 jaar ervaring scoorden lager. Deze bevinding suggereert dat hoewel ervaring waardevol is, dit niet automatisch meesterchap garandeert over nieuwe onderwijskaders. De docenten in het midden van hun carrière leken een 'sweet spot' te hebben gevonden waar ze genoeg tijd hadden gehad om deze nieuwe ideeën te integreren, maar nog steeds actief aan het aanpassen waren aan veranderingen in het vakgebied.

De studie concludeert dat om het wiskundeonderwijs in Tigray te verbeteren, lerarenopleidingen zich moeten richten op het opbouwen van deze geïntegreerde STEAM-geletterdheid. Het is niet voldoende om simpelweg wiskundige inhoud te onderwijzen; docenten moeten in staat worden gesteld om te zien hoe wiskunde verbonden is met techniek, technologie en de kunsten. De gegevens suggereren dat het aanmoedigen van docenten om geavanceerde graden te volgen en het bieden van gerichte ondersteuning aan hen die zich in het midden van hun carrière bevinden, krachtige manieren kunnen zijn om hun professionele vaardigheden te vergroten. Hoewel de studie vertrouwde op de zelfrapportage van docenten over hun eigen vermogens en beperkt was tot één regio, zijn de patronen sterk genoeg om te suggereren dat het vermogen van een docent om verschillende kennisgebieden samen te weven een sleutelcomponent is om wiskunde begrijpelijk en boeiend te maken voor studenten.