STEM по-українськи: концепція розвитку STEM-освіти 2027

Концепція розвитку STEM-освіти 2027, розроблена МОН, спрямована на модернізацію STEM-освіти та має важливе значення для її широкомасштабного впровадження на всіх складниках та рівнях освіти, встановлення партнерства з роботодавцями і науковими установами та їхнє залучення до розвитку природничо-математичної освіти.

Згідно з Концепцією розвитку, навчальні методики та навчальні програми STEM-освіти будуть спрямовані на формування компетентностей, актуальних на ринку праці, а саме:

1. критичного, інженерного й алгоритмічного мислення, 
2. навичок оброблення інформації й аналізу даних, 
3. цифрової грамотності, 
4. креативних якостей,
5. інноваційності, 
6. навичок комунікації та командної роботи.

STEM-освіта буде впроваджуватись із урахуванням принципів особистісного підходу, а зміст освіти — постійно оновлюватиметься відповідно до нових наукових досягнень і вимог ринку праці. 

Представники Міністерства зазначають, що розробка оновленого типового переліку навчального обладнання для шкільних STEM-лабораторій має на меті забезпечити комплектацію кабінетів сучасними технічними засобами навчання для того, щоб зацікавити учнів, залучити їх до навчально-дослідницької, конструкторської та винахідницької пошукової діяльності.

Особливості шкільної STEM-освіти: світова практика

Методи викладання STEM, які давно вже застосовуються в кращих світових закладах освіти, суттєво відрізняються від традиційного на пострадянському просторі підходу до природничо-математичної освіти. Вони доводять учням, що наука — це не лише абстрактне, нудне та здебільшого теоретичне заняття. Адже наукові методи можна щодня застосовувати у повсякденному житті, якщо розуміти їхню суть. Результатом такого підходу до освіти стає логіко-критичне мислення, зосередженість на творчому аспекті розв’язування стандартних задач, цікавість до вирішення реальних проблем суспільства. 

Для того, щоб STEM-освіта стала способом мислення та сформувала світогляд людини, залучати до неї потрібно з раннього віку. Звісно, ніхто не пропонує вчити трирічну дитину кодуванню, адже STEM — це значно більше, ніж роботи, програмування та групові наукові проєкти.

Знайомство зі STEM у наймолодших школярів побудоване навколо дослідження та розуміння навколишнього світу й формування обізнаності з основними напрямами та професіями STEM. Цей початковий крок забезпечує інтегрований підхід до навчання з поєднанням усіх чотирьох STEM-дисциплін (Science — наука, Technology — технології, Engineering — інженерія, Math — математика). Головна мета — викликати в малюків цікавість до навчання та науки, а не виконати певну кількість заданих дослідів. Окрім того, саме в молодшій школі важливо робити акцент на можливості вивчення STEM не лише в закладі освіти, а й поза межами шкільних стін.  

На цьому етапі вивчення STEM-галузей дещо ускладнюється, вимагаючи від учнів засвоєння нових знань і навичок. Школярі продовжують знайомитися з напрямками та професіями STEM і дізнаватися, яких специфічних умінь та кваліфікації потребує та чи інша галузь. Саме на цьому етапі учні починають потроху визначатися зі своїми вподобаннями та пріоритетами майбутньої кар’єри.  

Програма навчання зосереджена на практичному застосуванні здобутих навичок, поглибленню знань за всіма чотирма напрямами STEM. Досліди ускладнюються, їх виконання займає більше часу, а сам проєкт покликаний знайти рішення актуальних для людства проблем сьогодення: розвитку альтернативної енергетики, зменшенню забруднення планети, глобального потепління, шляхів раціонального використання ресурсів тощо. Учні фокусуються переважно на можливостях, які надає STEM-освіта поза межами школи.

Чому STEM-освіта важлива?

Глобальна економіка змінюється — і дуже швидкими темпами. Деякі робочі місця зникають завдяки автоматизації, нові професії з’являються щодня внаслідок технологічного прогресу.

Постійний розвиток технологій впливає на спосіб навчання учнів, змінює його, адаптуючи до вимог сучасного світу. Тому навички, які школярі здобувають, навчаючись за принципами STEM, можуть забезпечити їм потужну базу для успіху: не лише в школі, а й у подальшій професійній кар’єрі. 

Сьогодні існує певний дисбаланс: значна частина школярів і студентів у всьому світі ще не вивчає STEM та не розглядає кар'єру, пов'язану зі STEM. Це викликає значну стурбованість, адже саме зараз тисячі, мільйони молодих людей здобувають спеціальності, які практично зникнуть або докорінно зміняться через автоматизацію вже протягом наступних 10–15 років.

А от попит роботодавців на випускників із кваліфікаціями та навичками STEM зростає й зростатиме, оскільки стають важливими: 

• аналітичні навички: аналіз та інтерпретація інформації та оцінка найкращого напрямку дій;
• наукові навички: розуміння складних наукових понять та систем;
• математичні навички: точний збір та аналіз даних; застосування математичного апарату для розв’язування задач;
• технічні навички: усунення несправностей та налагодження складної технологічної системи або ремонт машини.

Освіта STEM виховує критичне мислення, підвищує наукову грамотність та дає можливість для розвитку наступного покоління новаторів.

STEM-освіта: українські реалії

Незважаючи на те, що українські школи лише розпочинають підготовку до роботи за принципами STEM, уже очевидні деякі типові особливості впровадження нової для нас STEM-освіти:

• Невідповідний рівень матеріально-технічного забезпечення закладів освіти.
• Хибне розуміння всіма учасниками освітнього процесу суті освіти за новими стандартами.
• Неготовність вчителів до принципово нового обладнання та методик викладання.

Як обладнати STEM-лабораторію в пострадянській школі

Лише сучасні, щойно побудовані «з нуля» заклади освіти повністю відповідають технічним вимогам для реалізації STEM-навчання. Їхні просторі приміщення можна хоч зараз перетворювати на сучасні лабораторії, укомплектовані всім необхідним для проведення дослідів і знайомства з інноваціями. 

Більшість же українських шкіл, намагаючись обладнати STEM-лабораторію згідно з наказом МОН № 574 «Про затвердження Типового переліку засобів навчання та обладнання для навчальних кабінетів і STEM-лабораторій», втрачають свій ентузіазм ще на початковому етапі. Де в переповненому маленькому кабінеті розмістити велику мультимедійну панель, що потрібно для фото-відеостудії, за які кошти придбати всі цифрові верстати з витратними матеріалами на цілий рік, рекомендовані Міністерством?

Радує те, що підтримка STEM-освіти на державному рівні передбачає фінансову підтримку та забезпечення необхідними для закупів коштами всіх шкіл, хай навіть і поступово.

Щодо облаштування шкільних кабінетів під STEM-лабораторії, пропонуємо дотримуватися наступних порад:

1. Парти та інші меблі повинні бути влаштовані так, щоб забезпечити школярам максимальну мобільність під час роботи над проєктами: наприклад, забезпечте широкі проходи між робочими столами. Або подбайте про створення робочих осередків під кожен окремий проєкт або вид діяльності.
2. Співпраця є важливою складовою будь-якого проєкту або діяльності STEM. Клас повинен бути облаштований так, щоб учні мали можливість працювати в різних за розмірами групах. Зверніть увагу на зручні одномісні парти, що за потреби групуються в модулі.
3. Дуже полегшить учням процес навчання адекватно підібрана сучасна візуалізація.
4. Що ж стосується навчальних роботів, мехатронних систем, використання 3D-технологій і можливостей програмування, то тут оснащення лабораторій обмежується не так потребами та бажаннями вчителя, як коштами, виділеними на закупівлю. 

Обрати із величезного асортименту інноваційних навчальних засобів складно, особливо за умов обмеженого бюджету. Саме тому в компанії B-Pro існує окремий методичний відділ, спеціалісти якого завжди готові фахово допомоги в оптимальному обладнанні STEM-лабораторій. По-друге, за потреби розробити урок за принципами STEM-освіти можна й без застосування інноваційного обладнання. Це, звісно, вимагає від учителя додаткових зусиль і фантазії, але для творчого педагога не є нездоланою перешкодою. Зокрема, можна скористатися й ідеями закордонних колег:

• Для початкових класів: 

Вас може зацікавити експеримент «Як зробити ракету з паперу?» Венді МакДугал, вчительки біології та магістерки в галузі освіти. 

Аеродинаміка в початковій школі? Чому б ні! Вам знадобиться лише папір, клейка стрічка, ножиці й соломинки — і ваші учні вже інженери, які досліджують різні конструкції космічних кораблів та їхній зв’язок із дальністю польоту.  

• Для середньої школи: 

Аманда Робб, вчителька біології, яка отримала ступінь магістерки в медичній школі Тафтса з клітинної та молекулярної фізіології, пропонує зробити автомобіль з канцелярської гумки. Це справжній інженерний проєкт, який дозволить учням наприкінці уроку зрозуміти закон збереження енергії та його практичне застосування.

Дороге інноваційне обладнання? Лише лінійка, соломинки, зубочистки, гумки, шило, ножиці, кришки від пляшок і гарячий клей. 

• Для старшої школи:

Та ж сама Аманда Робб пропонує дослід з електрохімії: дослідити, чи можна використовувати картоплю як джерело енергії для живлення невеликого годинника. 

У ході експерименту ви матимете можливість обговорити з учнями хімічний склад картоплі, закони окисно-відновних реакцій та принцип дії гальванічних елементів. А знадобиться для цього небагато: дві великі картоплі, ніж, мідний дріт, цвяхи, вкриті цинком, затискачі-крокодили та маленький цифровий годинник.  

Спробуйте, і ви переконаєтесь, що для STEM-освіти головне — не величезна лабораторія з інноваційною технікою та дорогими меблями, а ідеї вчителя та його бажання передати дітям жагу до знань і дослідження світу.

STEM і стереотипи

Дослідження показують, що вже у віці 5–6 років сприйняття дівчатами предметів STEM та навчання на основі STEM починає змінюватися. І однією з причин є саме суспільна думка, особливо — висловлювання батьків і вчителів. Дівчатка можуть підсвідомо менше цікавитися наукою, почати втрачати впевненість, вважаючи, що STEM — це те, що добре вдається лише хлопчикам, а не сфера, в якій лідером може стати дівчинка. Це сприйняття може суттєво вплинути на результати навчання та навіть на вибір професії після закінчення школи.

Але це — просто стереотип, міф, який потрібно розвінчувати якщо не з перших років життя дитини, то хоча б з першого класу шкільного навчання. Тому завдання кожного вчителя — наголошувати на рівних можливостях, здібностях, талантах дітей у STEM, незалежно від їх гендерної належності. 

Реалізація STEAM-освіти в Україні: реалії війни

Які ж перспективи розвитку шкільної STEAM-освіти зараз, в умовах війни? Чи вдасться реалізувати прийняту раніше стратегію? 

У Донецькому державному університеті внутрішніх справ 21 квітня 2023 відбулася запланована Міжнародна науково-практична інтернет-конференція «Актуальні аспекти розвитку STEAM-освіти в умовах євроінтеграції». На зустрічі були присутні не лише українські науковці, а й експерти з Польщі та Німеччини. Учасники зазначили, що незважаючи на складну ситуацію з організацією освітнього процесу в Україні, питання впровадження STEAM-технологій у викладанні нормативних та вибіркових дисциплін у закладах освіти різного профілю все ще залишаються актуальними. Крім того, важливо попрацювати над створенням платформи для спілкування науковців, освітян, управлінців, а також здобувачів освіти.

Ключові моменти, які відзначили всі учасники конференції: теоретико-методологічні аспекти формування в учнів особистісних навичок, комунікації у сфері гендерного напряму в контексті STEAM-освіти, правильне використання освітніх платформ для організації міжнародної проєктно-дослідницької STEAM-діяльності, а також забезпечення якості вищої освіти в контексті глобальних перспектив формування інноваційного європейського простору.

Трохи пізніше, 17 травня, в рамках Чотирнадцятої міжнародної виставки «Сучасні заклади освіти – 2023» відбулася Всеукраїнська науково-практична конференція «STEM – світ інноваційних можливостей. Модель STEM-закладу освіти: стратегії, структура, напрями та форми діяльності». Важливим і актуальним для всіх учасників стало обговорення таких питань, як поточний стан і прогнози та перспективи розвитку української STEM-освіти. Профільні експерти представили моделі впровадження STEM-освіти у закладах освіти, обговорили особливості вивчення ефективних науково-методичних підходів реалізації напрямів STEM-освіти.

Також, незважаючи на війну, відділ STEM-освіти Державної наукової установи «Інститут модернізації змісту освіти» цього року вже вп'яте поспіль проводить всеукраїнський захід «Краща STEM-публікація». Долучитися може кожен бажаючий - заявку на перший етап можна подати до 31 серпня 2023 року. Приєднуйтеся та зробіть свій внесок у розвиток стем-освіти, актуалізацію навчальних методів і засобів та підвищення професійного рівня педагогів. 

Тож можемо зробити висновки, що питання розвитку української стем-освіти не втрачає актуальності. Звісно, практична реалізація зазнала деяких змін, постійно адаптуючись до поточної ситуації.

Загалом, серед трендів розвитку STEM в Україні на 2023-2024 навчальний рік прогнозується розвиток за такими аспектами: 

1. Використання можливостей для онлайн навчання.
2. Проведення змагань з робототехніки серед різних вікових груп учнів.
3. Гейміфікація Стем-освіти для залучення дітей ще з дошкільного віку.
4. Підвищення медіаграмотності.
5. Акцент на створенні інклюзивного простору.

Підготовка вчителів — запорука успіху Концепції розвитку STEM

Як бачимо, досвід багатьох країн свідчить: STEM — це не лише сучасні шкільні лабораторії з інноваційним обладнанням (хоч це і важливо для повноцінного навчання). STEM — це, передусім, філософія, погляд на життя та ставлення до навколишнього світу. І лише вчитель може стати для школярів провідником у світ безмежних можливостей науки та технологій, не просто проводячи цікаві досліди, а й допомагаючи змінити мислення та щодня розширювати горизонти.  

Є багато простих, але від того не менш захопливих речей, які ви можете реалізовувати в класі, щоб уже зараз зробити власний внесок у розвиток STEM-освіти в Україні. 

Заохочуючи дитину ставити запитання, ви спонукаєте її до активної участі в навчанні та допомагаєте зрозуміти навколишній світ. Коли діти запитують «чому?» — не давайте їм одразу ж готову відповідь. Натомість стимулюйте пізнавальний інтерес та хід думки альтернативними запитаннями та ідеями, спрямованими на самостійні пошуки відповіді.

Ми ж зі свого боку завжди раді надати вам кваліфіковану допомогу у підборі обладнання для STEM-лабораторій, експертні поради та методичну підтримку, доставити, встановити й налаштувати інноваційну техніку, провести інструктаж із використання незвичного обладнання — звертайтеся в B-Pro!