Як готувати фахівців майбутнього, здатних креативно мислити і створювати інновації? Над цим питанням замислюються не лише в Україні. У розвинутих країнах світу одним з інструментів вважають STEM-освіту, яку підтримують на найвищому державному рівні. В нас теж досить активно використовують цю «систему» – як у загальноосвітніх навчальних закладах, так і в позашкіллі.
Усеукраїнський круглий стіл «STEM-освіта в Україні: від дошкільника до компетентного випускника», який зібрав з ініціативи МОН та Інституту модернізації змісту освіти фахівців – науковців і педагогів-практиків, мав на меті проаналізувати виклики сьогодення: поступ національної освіти, спрямованої на розвиток особистості, формування мислення і творчих здібностей дитини в умовах становлення інформаційного суспільства й економіки знань. Ще одне завдання – визначити умови формування науково-орієнтованої освіти, ознайомитися з досвідом колег.
НАПОВНИТИ БЛИЗЬКИМ ЗМІСТОМ
STEM-освіта (англійською – Science, Technology, Engineering, Math, що в перекладі означає науку, технології, інженерію та математику) – це низка чи послідовність курсів або програм навчання, яка готує учнів до успішного працевлаштування, до освіти після школи або для того й іншого, вимагає різних і більш технічно складних навичок, зокрема із застосуванням математичних знань і наукових понять.
Хоча нема де правди діти – єдиного розуміння цього поняття немає, навіть у «флагмані» STEM-освіти – США. Кожна країна визначає його самостійно. Нині у США вже говорять про STEAM-освіту, додаючи до звичної абревіатури ще й Arts – мистецтва.
Та скрізь єдині в думці, що така система освіти вчить жити в реальному швидкозмінному світі, вміти реагувати на зміни, критично мислити і бути розвиненою творчою особистістю.
УКРАЇНСЬКИЙ КОНТЕКСТ
Сьогодні STEM-підходи реалізуються в багатьох українських школах. Позашкільна STEM-освіта в державі – це й різноманітні олімпіади, і діяльність Малої академії наук, інших закладів позашкілля, і різноманітні конкурси і заходи: Intel Techno Ukraine; Intel Eco Ukraine; Фестиваль науки Sikorsky Challenge; наукові пікніки, хакатони і багато іншого.
– В Україні маємо великі наробки в цій сфері, цікаві оригінальні підходи, – констатує в.о. директора Інституту модернізації змісту освіти Наталія Вяткіна. – Вони – різні, але йдуть до однієї мети – розвитку творчого мислення учнів.
НАВЕДЕННЯ МОСТІВ
У своїй презентації Наталія Борисівна виокремила особливості STEM-освіти на кожному етапі навчання. Якщо йдеться про початкову школу, то це формування навичок дослідницької діяльності, але, звичайно, у формі, доступній для певного віку, психічного і ментального розвитку; закладення основ обізнаності зі STEM-галузей і професій; стимулювання інтересу учнів до подальшого опанування курсів, пов’язаних зі STEM.
У середній школі вводяться міждисциплінарні програми навчання, збільшується поінформованість учнів зі STEM-предметів і професій, а також академічних вимог у STEM-областях і професіях.
У старшій школі забезпечується складна програма навчання з акцентом на застосуванні STEM-предметів, пропонуються курси і шляхи для підготовки у STEM-областях і професіях, а також учнівську молодь готують до успішної післяшкільної зайнятості та освіти. При цьому на будь-якій стадії ця система «наводить мости» і з’єднує шкільні й позашкільні можливості та форми навчання.
ГОТОВНІСТЬ ДО ІННОВАЦІЙ
Працівники майбутнього мають вирішувати проблеми, розуміючи й використовуючи наукові підходи, знаючи технології, якими можна вирішити ці проблеми, – із цим погоджуються в усьому світі. На цьому зосередила увагу голова Комітету модернізації та інформатизації освіти Громадської ради при МОН Тетяна Нанаєва, розповідаючи про тренди STEM-освіти у світі. В розвинутих країнах ухвалюють стратегічні STEM-плани. Скажімо, у США такий розрахований на 2013–2018 роки.
Тетяна Василівна посилається на матеріали Всесвітнього економічного форуму: якщо поглянути на індекси конкурентоздатності – у нас дуже хороші показники за кількістю осіб, які вступають до ВНЗ, і чисельністю людей з вищою освітою взагалі. За показником Quality of math and science education («Якість математичної і технічної освіти») ми входимо до тридцятки кращих країн зі 148! А от за показником «Готовність до інновацій», на жаль, пасемо задніх.
Тетяна Нанаєва переконана, що система освіти має важелі, аби вплинути на цю ситуацію. Для цього потрібно приділяти увагу науковій, дослідницькій діяльності учнів.
– Зміни повинні бути системними, – зауважує фахівець. – Треба вдосконалити зміст освіти, підготувати викладачів, створити відповідні умови й інфраструктуру, а щоби бачити ефективність змін – проводити моніторингові дослідження. І, мабуть, найважливіше – потрібна єдина освітня політика.
Академічні знання – не єдине мірило професійності людини XXІ століття. Креативне, аналітичне, творче, інноваційне мислення, вміння працювати над проектами в команді, інформаційна грамотність і навички ефективного використання ІКТ – ось неповний перелік характеристик сучасної успішної людини.
Тетяна Нанаєва зосереджує увагу на сучасних тенденціях STEM-освіти, практичному інструментарії. Сьогодні вже нікого не здивуєш онлайн-курсами й інтерактивними електронними підручниками (їх у нас не вистачає, особливо з природничих дисциплін). Новинка останніх років – хакатони. Про вебінари, онлайн-тренінги і презентації годі й казати.
Новітні технології сьогодні дають можливість створення електронних віртуальних лабораторій. Над цим, як зауважила Тетяна Нанаєва, активно працюють у Малій академії наук – і це великий прорив. Але про масове використання в Україні поки не йдеться. Ще один світовий тренд – інтерактивні музеї науки. У нас їх, на жаль, також іще немає.
З ІСТОРІЇ ПИТАННЯ
Директор Малої академії наук України Оксен Лісовий розповідає, що деякі оригінальні практики не дуже прижилися на ґрунті класно-урочної системи. Наприклад, Дальтон-план у США чи бригадно-лабораторний метод у СРСР.
– Нам треба усвідомлювати, що світ пройшов дуже серйозний шлях у пошуку цих рішень, – зауважує директор МАН. – Те, що пропонували вчені, трансформувало освіту і безпосередньо навчальний процес навколо інтересів дитини. В цьому конфлікті класно-урочна система перемогла – і це, вважаю, є обґрунтованим.
На думку фахівців МАН, реалізація наукового й інженерного методів, та й узагалі – будь-яких практик прогресивної педагогіки, дуже утруднена в загальноосвітньому навчальному закладі, хоча деяким школам це вдається.
А в закладах позашкільної освіти це реалізовують набагато легше. Насамперед – в еколого-натуралістичних центрах, центрах технічної творчості й Малій академії наук.
– Наші практики будуються на створенні спеціального методичного інструментарію для роботи з дітьми, – говорить Оксен Васильович. – Передусім ідеться про природничі, інженерні й точні науки. Викликати інтерес дитини надзвичайно важко, особливо в нашому технологізованому світі. І це – без урахування загального контексту, в якому живе дитина: інформаційне середовище, колосальний розвиток шоу-бізнесу, зокрема у веб-світі. З усім цим нам потрібно конкурувати за інтерес дитини.
Як розповідає Оксен Васильович, у МАН створено еталон-лабораторію, яка дала змогу реалізувати низку підходів, зокрема різноманітні дистанційні форми навчання, в тому числі експерименти онлайн, які діти можуть «замовляти». Це викликає інтерес. Директор МАН переконаний, що, базуючись на ньому, дуже легко вибудовувати навчальний процес і мотивувати дитину до отримання знань у школі.
– Не хотів би визначати позашкільну освіту як допоміжну ланку, але вона за рахунок певної свободи, яку має через свою організаційно-правову форму, дозволяє залучати ресурси шкіл, вишів, Національної академії наук, – зауважує директор МАН.
У процесі реформування освіти триває дискусія, як будувати її для обдарованих дітей. Оксен Лісовий має власний погляд на це питання:
– На мою думку, в Україні сьогодні сформувалася (так, із певними дефектами і недоліками) досить цікава система роботи з інтелектуально обдарованими дітьми: конкурси, олімпіади – й державні, й недержавні; мережа спеціалізованих ліцеїв і гімназій, випускники яких демонструють хороші результати, і взагалі – система позашкільної освіти. Це той трикутник, на базі якого, на моє переконання, потрібно вибудовувати підходи до впровадження принципів наукового й інженерного методів, усіх інших практик в освіту дитини.
Готувати до інновацій
ЦІКАВІ ДОСЛІДИ
Під час круглого столу було представлено досвід кількох українських освітніх проектів, які формують критичне мислення та навички дослідницької діяльності, що й передбачає STEM-освіта.
Професор Харківського національного педагогічного університету імені Г.С. Сковороди, науковий керівник проекту «Інтелект України» Ірина Гавриш розповідає, що концепція науково-педагогічного проекту полягає у пошуку академічно здібних і обдарованих дітей із шестирічного віку, створенні для них у ЗНЗ різних типів проектних класів, що працюють за спеціальними навчальними планами, програмами та навчально-методичними комплектами, а також здійсненні обов’язкової спеціальної підготовки вчителів. Основна технологія – навчання школярів на основі наукових відкриттів і технічних винаходів, зроблених власноруч.
Працівники майбутнього мають вирішувати проблеми, розуміючи й використовуючи наукові підходи, знаючи технології, якими можна вирішити ці проблеми, – із цим погоджуються в усьому світі
– Будь-яке навчання (в тому числі, коли ми говоримо і про STEM-освіту) має починатися з подиву, – вважає Ірина Гавриш. – Це перший крок. Другий – навчити дітей формулювати питання, третій – на основі питання навчити формулювати гіпотези, і нарешті – порівняти їх з тими, які були у науковців, наприклад давньогрецьких. Але для ефективності навчання після висвітлення гіпотези потрібно дати дітям можливість власноруч зробити якийсь прилад.
Як усе це відбувається на практиці – на уроках, – детально розповів керівник творчої групи з удосконалення природничої освіти проекту Руслан Сухов.
– Уже у початкових класах у програмі «Інтелект України» передбачені предмети, зокрема «Еврика», на уроках яких діти знайомляться з фізикою, хімією, географією, біологією й астрономією, – зауважує фахівець. – Наприклад, розглянемо тему «Електричне поле». Як пояснити дитині, що це таке взагалі? Ми даємо інтуїтивно зрозуміле визначення «Поле – це вид матерії, завдяки якому фізичні тіла взаємодіють навіть на відстані, не торкаючись одне одного». При цьому якщо дитина сама не виконає якийсь експеримент, це визначення так і залишиться певною абстракцією. І до початку засвоєння курсу фізики в основній школі воно гарантовано забудеться.
Більшість дослідів, як наголошує Руслан Сухов, можна виконати, використовуючи звичні для нас побутові речі. При цьому видима простота цих дослідів аж ніяк не робить їх неінформативними з наукової точки зору.
Наприклад, під час роботи над темою «Електричне поле» учні власноруч розробляють пристрій для пошуку зарядів. Для експерименту знадобляться кулька пінопласту, олівець, голка, тонка та м’яка нитка, надута повітряна кулька, клаптик бавовняної або шовкової тканини. Пристрій – це звичайна пінопластова кулька, вкрита графітовою стружкою та підвішена на тонкій нитці. Ця кулька є вкрай чутливою до електричних зарядів.
– Як показала практика, коли діти таке бачать, вони у захопленні, – ділиться досвідом фахівець. – І при цьому вже розуміють, що щось змушує пінопластову кульку поводитися відповідним чином.
Ще один приклад – тема «Світло – електромагнітні хвилі». Про видимий спектр із дитиною ще можна якось говорити. Але як дати маленьким дослідникам уявлення про те, що видимі промені – це лише невеличка частина загального спектра електромагнітного випромінювання?
– Треба провести наочну демонстрацію, – дає відповідь Руслан Сухов. – Одна з наших останніх лабораторних розробок – ми повторюємо історичне відкриття Вільямом Гершелем інфрачервоного випромінювання. З допомогою призми розкладаємо світло. У нас є два термометри, один лежить осторонь від нашої установки і вимірює кімнатну температуру. Інший – розміщений за межами спектра з боку червоного кольору. Цей термометр показує температуру, на десяту долю градуса вищу за кімнатну. Таким чином діти усвідомлюють, що, окрім видимих променів, існують інші види випромінювання, в даному випадку – інфрачервоне.
РАННЯ ПРОФІЛІЗАЦІЯ
У Чернівецькій спеціалізованій школі №41 допрофільна підготовка учнів починається з початкової школи. Як розповідає заступник директора закладу Світлана Любарева, в 3–4 класах вводяться факультативи з інформаційно-технологічного навчання з використанням технологій Lego. Спецкурси з робототехніки починаються з 5 класу. З 2011 року на базі закладу діє дослідницько-експериментальний майданчик під патронатом ОІППО. Вивчаючи цей досвід, а також напрацювання інших країн, фахівці розробляють власні варіативні модулі, з допомогою яких можна буде поглиблювати технологічну освіту в Чернівецькій області.
Участь Технічного ліцею Шевченківського району міста Києва в педагогічному експерименті всеукраїнського рівня базується на переконанні, що потрібна рання профілізація, тобто створення класів із профільним вивченням окремих предметів, починаючи з 7 класу.
– Наш ліцей, не відмовляючись від традицій української школи, яка завжди наполягала на необхідності ґрунтовних академічних знань, трансформує ці традиції відповідно до запитів суспільства на профільність, – розповіла заступник директора ліцею Валентина Олишивець. – Сьогодні можемо запропонувати семикласникам профільне вивчення окремих предметів, власні авторські програми навчальних інтегрованих курсів, напрацьовану систему спецкурсів, факультативів і гуртків, які спрямовані на реалізацію творчого потенціалу особистості та її допрофесійної підготовки.
ЩО У ПЕРСПЕКТИВІ?
На круглому столі було представлено проект рішення, до створення якого долучилися Мала академія наук, Інститут модернізації змісту освіти і профільний парламентський комітет.
Довгострокові (на 3–5 років) цілі досить амбіційні: створити національну політику STEM-освіти, запровадити пошуково-дослідницькі підходи у навчанні предметів і розробити стандарти STEM-орієнтованого освітнього контенту, запровадити нові шкільні наукові конкурси і навіть заснувати музей науки для дітей шкільного віку та батьків. У рішенні круглого столу визначено й короткострокові цілі, які передбачається досягти на рівні областей і ЗНЗ. Спочатку потрібно визначити проблеми, котрі треба вирішити: проаналізувати найкращі національні та світові навчальні практики, курси підвищення кваліфікації вчителів, зміст підручників і посібників для вчителів крізь призму STEM.
Потім – розробити нові програми, що базуються на проблемному та дослідницькому підходах, і пропілотувати в окремих галузях знань для окремих вікових груп, запровадити науковий метод при викладанні STEM-предметів, збільшити кількість учнів, залучених до STEM-освіти завдяки співробітництву шкіл, та створити шкільні STEM-центри.
Окрім того, у рішенні йдеться про поєднання, де можливо, міжнародних підходів Intel ISEF і МАН (формат захисту робіт, методи та інше).
– Ми дізнаємося, що досягли мети, якщо закон «Про освіту» передбачатиме STEM-напрям в освіті, будуть створені програми підвищення кваліфікації для вчителів і проведені відповідні тренінги, поглибиться співпраця між науковими й освітніми установами, зокрема збільшиться кількість учнів, які співпрацюють із науковими установами, а на рівні МАН зросте число практико-орієнтованих наукових проектів школярів, – підбила підсумки круглого столу Наталія Вяткіна.
Шпальти підготував Дмитро ШУЛІКІН,
«Освіта України»
