Tvůrčí aktivity STEAM – Science Technology Engineering Arts Mathematics

Uskupení TESLA propojuje metodologii STEAM s pravidelnými projektově a badatelsky orientovanými programy pro děti a mládež, které tvoří tzv. Open Science Hub:

Víkendy s vědou – celodenní programy s přednáškami, experimenty a exkurzemi                                          (1x měsíčně v rámci školního roku)

Tvůrčí dílny Art & Science (1x týdně v rámci školního roku)

Letní škola Science Camp (1 týden o letních prázdninách)

Účastníci si pod vedením vybraných lektorů osvojují vědecké poznatky a metody, dělají pokusy, vymýšlí a konstruují svá díla  (která si musí spočítat a připravit technologický předpis), přitom si rozvíjí fantasii, kreativní dovednosti, představivost, kritické myšlení a schopnost uplatnění znalostí z chemie, fyziky, biologie a matematiky i jejich experimentálního ověření.

Aktivity STEAM využívají jedinečné synergie s unikátním výstavním prostorem GAMA na Fakultě chemicko technologické University Pardubice, ve kterém Uskupení TESLA realizuje od roku  2009 výstavy současného umění inspirovaného vědou a technikou od předních českých a zahraničních umělců.  Vystavená díla jsou pro žáky a studenty jak inspirací a návodem k vlastní tvorbě tak zároveň metodickou pomůckou (skrze proces dekonstrukce) pro pochopení technologických a konstrukčních postupů a souvisejících bazálních fyzikálních, chemických atd. jevů a procesů.  Výstupy celoročních STEAM aktivit se presentují v rámci podzimního Art-Sci festivalu UTESLA, který se koná každoročně od roku 2004, za účasti profesionálních vědců a umělců.

Inspiraci pro STEAM aktivity čerpáme jak z velkých témat vědy jako je např. vznik života, evoluce, kosmologie či globálních technologických trendů jako je např. industry 4.0, nano(bio)technologická revoluce či biomimetika, tak i  z “regionálních” témat vědy a techniky resp. Pardubické industrie, která se pojí s některými unikátními tématy z oblasti chemie a chemické technologie jako je papírenství, barvy, výbušniny, v případě fyziky – elektrotechniky je to radarová technika atp. Akcentujeme mezioborová témata a souvislosti. Diskutujeme aplikace moderních technologií v domácnosti, škole, medicíně, průmyslu, energetice, dopravě nebo životním prostředí – jejich společenské přínosy i potenciální rizika.

Příklad aplikace metodologie STEAM na tématech z oblasti nanotechnologií  (pozn. komentář k aktivitám realizovaným Uskupením TESLA v rámci mezinárodních projektů Euronanoforum 2009, ISWA, NANOPINION a Knowtilus v letech 2009-2014):

Our STEAM – Nanotechnology (NT) activities ask students to make some form of art that is linked to NT. As the art is made the student implicitly learns about NT. In this art creation the students are informed while emotionally engaged.

Art-making supports development of skills, which are also highly relevant to STEM. In doing so we practice what the Art and Science disciplines share i) close observation of Nature ii) imaging and recording of what was observed iii) discovering and expressing essential qualities iv) searching for patterns and order v) asking: “What if…?” and then experimenting. Art-making support crucial developmental skills in creativity, critical thinking, collaboration, and communication. The art creation gives opportunity for students to apply their knowledge to solve problems outside their textbooks and be creative i.e. think outside the box.

Art is also very powerful motivator. Art-making combines a willingness to play with the intense mindfulness of the child, it is commitment to beauty (and the joy it brings) that engage whole person.  In the pursuit of creation of authentic artwork students are naturally motivated to learn and understand the subject (NT).

For instance students learn future NT applications and discuss their potential to solve technological challenges such as space travel and/or societal and environmental challenges related to quality of life and environment (e.g. food, water, raw materials and energy availability etc.) or focus on ethical aspect related to unforeseen negative side effects or misuse of NT such as human enhancement in order to jointly develop corresponding future scenarios, which they transform into cartoons, story boards/video etc.  Or in different setting students are asked (following introductory lecture and discussion) to prepare graphical design (incl. brief text) for poster about NT goods, which would highlight the relation between the structure and properties of the material and its application and/or picture the physical, chemical or biological phenomena behind the particular nanotechnology.

In lab based activities students can prepare (nano) material, learn about its properties (through lectures and experiments) as well as the underlining physical, chemical or biological phenomena and discuss how they can be exploited.  Afterwards they apply the knowledge and material to create physical artworks such as paintings, photograms, installations or figurative artworks. As the focus is to create something real the lectures and experiments do not deal with the nano scale in isolation but they provide also the necessary engineering and technological insights encompassing both macroscopic and atomic/molecular scale to give the complete picture.  The materials we have used are for instance nonwoven organic nanofibres, photocatalitic Ti02 nanoparticles, colloid silver, different inorganic, organic and fluorescent dyes, nanocomposites, aluminosilicates etc.

In doing so the students can also learn and try different fabrication methods such as electrospinning, synthesis and precipitation of nanoparticles, powder processing, surface coating, preparation of glass and ceramics material and/or separation methods such as filtration, chromatography, etc.

As the art encompasses many forms and appeal to many senses students can also learn through NT inspired dance choregraphy (e.g. electrospinning, stem cells) or the art of molecular gastronomy that helps students to learn for instance about drug encapsulation by performing sferification of fruit or vegetable juices. 

The above examples represents just little fraction of nano science and technology that can be taught through art-making activities. There are also multiple ways how to design art-making activities to engage student with NT.

As the STEAM –NT we have performed with students often sported project character (i.e. have been interdisciplinary, complex and took several days/sessions to accomplish) we found it advantageous to design the activities as a team effort where each team member have different role such as designer, engineer, scientist and technologist/technician (sometimes students needs to devise also their own utensils.) This setting supports collaboration and communication skills and promotes mutual (peer) learning.

The resulting art works should be accompanied by ST report as well as discussed.

Writing out ST report helps students form questions and sequentially organize a series of events, leading them to examine the cause and effect within the art creation through science experiment. In a discussion a piece of work is examined, layers of meaning are peeled away, and observations must be backed up with valid reasoning.

Important parallels can be drawn between the report and the discussion. Both require organized thinking and the synthesizing of material in order to come up with a conclusion.

Both serve to help students think critically and work on their expressive language skills.

While the process is of primary importance it helps a lot to keep students motivated when the activity is designed in such a way that the art-creation concludes in exhibiting of the artistic outcomes ideally in public spaces.  It may act as community event providing important kudos to the young participants.

Given our experience we can say that the potential of STEAM educational activities to engage student with NT is vast and should be more properly explored in the future EU projects in order to develop robust methodologies and designs for different age groups, educational settings, levels of experience and available technologies and materials that could be broadly applied in both informal and formal education.

These edu activities can be also linked with art-based NT communication and dialogue activities such as the concept of contemporary Art nano festival (Mateo Bonnazzi: Communicating Nanotechnology, EC comm, 2010, ISBN 978 92 79 13413 5).”

Příklady spolupráce profesionálních umělců a vědců realizované pod vedením UTESLA v rámci projektu Immersion in the Science Worlds through Art (ISWA) zde, které sloužily jako inspirace pro tvůrčí STEAM workshopy SŠ studentů na kterých působili tito profesionální vědci a umělci v roli lektorů. Výsledky pardubických studentů v mezinárodní soutěži studentů v tvorbě inspirované vědou ISWA. Prezi o projektu zde

Příklady exkursí a tvůrčích STEAM workshopů (nejen) se SŠ studenty zde.

Elektrospinning nanovláken jako choreografie SŠ studentů

Huygensův princip jako choreografie SŠ studentů.

Příklady tvůrčích aktivit v rámci letní školy Science Camp.

Příklady aktivit v rámci tematických seminářů a navazujících tvůrčích dílen Art &Sci zde.

Příklad Art-Sci festivalu UTESLA zde

Spolupracující vědci (lektoři): Miloslav Pouzar(FChT UPa), Radim Hrdina(FChT UPa), Jindřich Mašín(FChT UPa), Jakub Opršal (Synpo as), Hana Doušová(FChT UPa), Pavel Čičmanec(FChT UPa), Tomáš Holčapek (FChT UPa), Petr Rozsíval (FEI UPa), Petr Doležel (FEI UPa), Petr Holtzhauser (VŠCHT), Petr Cígler (UOCHB AV ČR), Petr Slavíček (VŠCHT), Pavel Pokorný (TUL), David Lukáš (TUL), Michal Tošner (UHK), Alexandr Prokop (UOCHB AV ČR)

Spolupracující umělci (lektoři): Adolf Lachman (AVU), Jiří Grus (AVU), Michal Kindernay (AVU), Zdeněk Daněk (AVU), Lucie Farářová (FaVU), Vít Bouček (UP Olomouc), Tomáš Med (ČVUT architektura), Ladislav Plíhal (FaVU), Jakub Nepraš (AVU), Tomáš Skalík (FaVU), Veronika Doutlíková(VŠUP), Linda Čihařová(VŠUP), Jakub Dvorský (VŠUP), Pavel Doskočil (AVU), Jaroslav Jebavý, Vladana Hajnová (AVU), Pavel Korbička (AVU), Pavel Kopřiva (AVU), Jan Dudesek (studia Švýcarsko), Federico Díaz (AVU), Čestmír Suška (AVU), Irena Jůzová (AVU), Prokop Bartoníček (VŠUP), Petr Korunka, Jindřich Ráft, Jan Tůma, Jan Nálepa, Lukáš Rittstein, Jana Middleton, Kurt Gebauer (UMPRUM), David Stránský (ND), Tomáš Žižka (DAMU)

Spolupracující firmy: Explosia a.s.,Synpo a.s.,Rokospol a.s, Elmarco s.r.o., Contipro a.s., Synthesia a.s., JHV Engineeringc s.r.o., ERA spol sro, Micro spol. s.r.o, Optaglio, s.r.o.

Spolupracující vědecké instituce:  Universita Pardubice (Fakulta chemicko – technologická, Fakulta elektrotechniky a informatiky a Filosofická fakulta), VŠCHT Praha, UOCH AV ČR, FLU AV ČR, UMCH AV ČR, Ústav pro soudobé dějiny AV ČR, TUL Liberec

Spolupracující umělecké instituce: FaVU Brno, VŠUP, VŠE, UJEP, ZČU, VČG v Pardubicích, Studio BUBEC, Centrum součaného umění DOX

 

  •