Що таке STEM-освіта і чи потрібна вона дітям

Міністерство освіти і науки України одним із пріоритетів своєї діяльності назвало розвиток STEM-освіти, що орієнтована на природничі науки, технології та математику. Та ще раніше в Україні з’явилися мережі шкіл, що працюють на основі цього підходу, почали проводити фестивалі для дітей, що популяризують STEM, а видавці звернули увагу на тематичні книжки. У цій публікації розповідаємо, що таке STEM-освіта, і не оминаємо новинок книжкового ринку.

Що таке STEM

STEM – це акронім, утворений від слів природничі науки (Science), технологія (Technology), інженерія (Engineering) та математика (Mathematics). STEM-освіта зосереджується передусім саме на цих дисциплінах, але пропонує вивчати їх не окремо одну від одної, а інтегровано, а також максимально практично.

Наприклад, збираючи робота чи розумну теплицю, учні засвоюють відповідні знання з фізики чи біології, проводять математичні розрахунки, отримують навички з проєктування, програмування та автоматизації, які зможуть застосовувати в реальному житті. Крім того, вони розвивають інтегроване мислення і вчаться командної роботи.

Передбачається, що STEM-освіта допомагає опанувати «навички ХХІ століття» та створює фундамент для професій майбутнього.

Підхід STEM активно розвивається в США протягом кількох останніх десятиліть. Звідти він швидко поширився на країни Європи, Південно-Східної Азії, Африку та інші регіони.

Це не дивно, адже, за відомими прогнозами, стрімка еволюція технологій призведе до того, що найбільш перспективними фахівцями в майбутньому будуть програмісти, IT-спеціалісти, інженери та фахівці в галузі високих технологій.

В Україні наразі відчутний суттєвий брак фахівців з комп’ютерних технологій, природничих та інженерних спеціальностей. 2019 року Міністерство освіти і науки суттєво збільшило кількість місць державного замовлення для вступу на бакалавра саме для цих напрямів. За даними дослідження robota.ua, кількість нових та оновлених вакансій на порталі у сфері Виробництво – Інженери – Технології у 2018-2019 роках варіювалася в межах від 30,9 до 36,7 тисячі, а кількість резюме – від 17 до 18,5 тисяч.

МОН почало впроваджувати STEM-освіту 2016-го року: створило робочу групу й розробило план заходів. Наразі питаннями впровадження STEM займаються Інститут модернізації змісту освіти, Національна академія педагогічних наук, «Мала академія наук України» та інші інституції. «Ми хочемо зробити розвиток STEM одним з основних пріоритетів МОН», – заявила наприкінці 2019 року міністерка освіти і науки Ганна Новосад.

Просто зараз триває громадське обговорення переліку обов’язкового обладнання для шкільних STEM-лабораторій, на облаштування яких у 2020 році уряд скерував майже 802 мільйони гривень.

У список пропонують включити 3D-принтер, 3D-сканер, цифровий лазерний верстат, фото- і відеостудію, різноманітні конструктори та інше обладнання.

Читайте також: Від мрій до неймовірних винаходів: чотири книжки для дітей про історію технологій

Як це працює?

Заняття за програмою STEM кардинально відрізняється від типового уроку у школі, розповідає Лариса Скаба, директорка Приватного загальноосвітнього навчального закладу «Школа Інвентор Скул» у Києві.

Учні цієї школи зосереджені на конкретних проєктах, у межах яких повинні за допомогою технічних або інженерних рішень розв’язати цілком реалістичну проблему. «Це завжди командна робота, обговорення, збирання ідей, обирання найкращої з них, конструювання, знову обговорення, виправлення помилок і – остаточний варіант», – пояснює Скаба.

Таке заняття не може тривати 40 чи 45 хвилин – потрібно щонайменше півтори години. Але часто учні працюють над одним проєктом кілька занять. Деколи цикл може тривати й місяць. Робота над проєктом зазвичай завершується презентацією. Діти самі планують, якою вона буде.

Проєктний метод, який широко застосовується й за межами STEM, передбачає демократичну модель навчання. У ній вчитель «забуває» про авторитарний, монологічний підхід і виконує роль коуча або фасилітатора, допомагаючи учням взаємодіяти і проводити мозковий штурм, а також підказує, де взяти потрібну інформацію. Наставник не має права нав’язувати учням свою ідею або зробити свій висновок.

STEM-навчання цінне тим, що спонукає до інтегрованого мислення, наголошує Скаба. Дитина вчиться «витягувати» інформацію з усіх галузей знань, з якими вона стикається, і творчо її застосовувати, щоб запропонувати щось унікальне й новаторське. Учням такий підхід подобається саме тому, що дає необмежений простір для творчості.

Інша важлива особливість STEM-навчання – робота в команді. «Це велика кількість взаємодії, коли треба домовлятися, переконувати, обирати найкращий варіант і зробити так, щоб рішення підійшло для всіх. Тобто це ще й велика комунікативна, соціальна навичка, яка вчить дитину змалку враховувати потреби інших людей. Це особистісний розвиток і соціалізація. Треба і почути іншого, і донести свою думку так, щоб її почули», – додає фахівчиня.

Оскільки йдеться про інтеграцію технологій, математики та природничих наук, STEM-програми найчастіше орієнтовані на учнів середніх і старших класів, а також студентів.

Однак STEM можна впроваджувати й в початкових класах, і в дитсадку. Наприклад, у початковій «Школі Інвентор Скул» учні розробляють проєкти за допомогою наборів LEGO Education. А мережа STEM-шкіл, до якої входить «Школа Інвентор Скул» пропонує курси «Ранній розвиток» для дітей віком від 3 років.

Ще один приклад «раннього» впровадження STEM – програми-конкурси некомерційної компанії FIRST спільно з LEGO Group, що популяризують науку і технології в 98 країнах світу. Одну з програм розроблено спеціально для дітей 4-6 років.

Компанію FIRST 1989 року заснував американський винахідник Дін Кеймен, відомий ще й тим, що вигадав електроскутер сеґвей. Кеймен планував надихати студентів на розробки у сфері нових технологій, зокрема робототехніки. Нині теми програм FIRST і LEGO Group змінюються щороку. Тему фестивалю 2019-2020 для дітей 6-10 років присвячено проєктуванню та створенню доступних, екологічних і надійних будівель, а учасникам 10-16 років пропонують зосередитися на проблемах розбудови мегаполісів.

Торік у таких змаганнях взяли участь майже 2,5 тисячі українських дітей, розповідає Герман Демидов, керівник програм FIRST в Україні. «Це допомагає їм зрозуміти реальне життя. Діти починають осягати, як працюють ті чи ті речі. Вони також отримують комунікаційні навички, адже працюють в команді й виходять на різні канали, як-то ЗМІ чи партнери, самі займаються логотипами, друком символіки, футболками… Отримують навички для повсякденного життя», – коментує він.

Читайте також: Щеплення від пітьми: 3 книжки популяризаторів науки

STEM і книжки

Пізнавальні книжки для дітей за останні кілька років стали пріоритетом для багатьох українських видавців і навіть погрожують потіснити у видавничих портфелях художню літературу. Але попри те, що вибір суттєво урізноманітнився, присвячених безпосередньо STEM-підходові дитячих видань наразі обмаль.

Першою чергою слід згадати серію книжок для дітей 8-12 років, яку під слоганом «STEM-освіта починається вдома» започаткувало видавництво «Талант». Уже опубліковано видання «Дивовижні атоми та хаос матерії» і «Чудові числа і круті розрахунки» наукового лектора Коліна Стюарта, а також «Фантастичні сили і неймовірні машини» та «Інструменти, роботизація й безліч гаджетів» автора багатьох пізнавальних книжок для дітей Ніка Арнольда.

Книжки чітко структуровані й поєднують прості, гарно адаптовані для дітей пояснення певних явищ чи технологій, цікаві факти та понад 30 експериментів кожна. Наприклад, у розділі про швидкісні човни із книжки «Інструменти, роботизація й безліч гаджетів» читач довідується, про те, як вони працюють, що таке третій закон Ньютона, хто такий цей самий Ньютон, якими були перші човни на Землі, як працює гребний гвинт, і навіть може створити власний «реактивний катер» із пластикової пляшки, трубочки, оцту і харчової соди.

«Третій закон Ньютона пояснює, що коли сила діє в одному напрямку, інша сила штовхає або тягне так само сильно в протилежному напрямку. Підтвердження цього закону можна побачити всюди. Коли ти стоїш або сидиш, вага твого тіла тисне на підлогу або стілець. І якби стілець або підлога не протидіяли цьому тиску з таким самим зусиллям, то ти просто продавив би їх наскрізь».

Як і передбачає STEM-підхід, науку й досліди в цих книжках подано не сухо й складно, а як захопливе дозвілля. Важливо, що всі складові для експериментів зазвичай є під рукою, а влаштувати їх можна вдома – самому або з допомогою рідних.

Важливо, що окрім авторів та ілюстраторів над книжками працювала відома фахівчиня Жоржетта Якман, дослідниця й піонерка впровадження STEM з досвідом роботи в понад 20 країнах світу.

Досліди, що інтегрують знання з різних сфер, пропонує і книжка «Дивовижна наука» Роба Бітті, що вийшла друком у видавництві «Книголав». В ній описано 70 експериментів, які можна провести в домашніх умовах.

Досліди та математичні розрахунки пропонує читачам середнього шкільного віку Кузько Кузякін у книжці #щотакематематика? («Талант», 2018). Книжку Юлі Смаль «Цікава хімія» (ВСЛ, 2016) присвячено лише зазначеній науці, однак наведені цікаві факти та експерименти мають універсальну практичну цінність.

Варто згадати й книжки Майка Барфілда «Позбався цієї книги заради науки!», «Позбався знову цієї книги заради науки» та інші (КСД, 2017-2019).

Читайте також: Науку в маси: як вижити українському наукпопу