За последние несколько десятилетий STEM-образование завоевало всемирную популярность. В Европе, США и Азии школы активно интегрируют программы STEM в свои учебные планы. В России с недавних пор также начали внедрять этот формат. В статье разбираем, что предполагает такое образование, чем отличается от традиционных методик и какие имеет преимущества.
Концепция STEM зародилась в Соединенных Штатах. Ее начали активно внедрять в образовательную систему в начале 2000-х годов по инициативе Национального научного фонда США. Этот термин объединяет четыре основные области:
естествознание;
технологии;
инженерное дело;
математику.
При этом подчеркивается взаимосвязь предметов. Отличительная черта подхода STEM — интегративная модель обучения, которая стирает границы между дисциплинами и позволяет учащимся видеть межпредметные связи и решать сложные задачи с помощью комплексного подхода.
Помимо STEM существует также концепция STEAM-образования, которая дополняет технические дисциплины гуманитарными и подчеркивает значимость творческого подхода в научно-техническом образовании.
Сегодня программы STEM и STEAM реализуются в образовательных учреждениях во многих странах мира, включая Великобританию, Швейцарию, Германию. Заметен глобальный тренд на укрепление технического и научного образования. В последние годы активно развивается и STEM-модель в России.
Интеграция теоретических знаний и практических умений помогает школьникам лучше разбираться в предметах и учит смотреть на науки комплексно. Главные принципы STEM-технологии включают мультидисциплинарность, новаторство, творческий подход, практические знания и развитое критическое мышление.
Каждый компонент системы развивает определенные компетенции:
Естественные науки помогают разобраться в законах природы, с которыми мы сталкиваемся каждый день.
Технологии позволяют использовать знания в повседневной жизни.
Инженерное дело учит проводить эксперименты и работать с различными материалами.
Математика развивает способность к логическому и алгоритмическому мышлению.
В концепцию STEAM-технологий дополнительно входит изучение искусства и гуманитарных наук. Это расширяет кругозор ребенка и развивает навыки общения.
Классическая схема образования предполагает изучение отдельно взятых предметов. STEM-система ясно показывает связи между различными областями знаний. Дети изначально учатся применять все навыки, полученные из разных областей, для решения конкретных задач.
Проектная работа является важной частью обучения по этой системе. Во время создания проекта дети учатся работать в команде, эффективно распределять задачи, анализировать результаты своей деятельности, критически мыслить, уступать, слышать другое мнение и искать нестандартные решения.
STEM-образование обладает целым рядом преимуществ. Разберем положительные и отрицательные стороны такого подхода.
|
Преимущества |
Недостатки |
|
Интерактивность и практическая направленность. Проекты, такие как разработка роботизированных устройств для уборки или создание автоматизированных метеостанций, превращают учебный процесс в захватывающее приключение и увеличивают интерес школьников к учебе. |
Ограниченное развитие творческих навыков. STEM-образование для детей дошкольного возраста, а также младших школьников сфокусировано на точных науках, что ограничивает развитие творческих способностей. Особенно у тех, кто склонен к искусству, музыке или театру. |
|
Развитие ключевых умений. На протяжении всего обучения у детей формируется способность к аналитическому и критическому мышлению, что позволяет им не просто усваивать информацию, но и глубоко ее анализировать. |
Приоритет технических дисциплин. Программы ориентированы на подготовку инженеров и технических специалистов. Места для гуманитарных наук и искусств остается не так много. |
|
Универсальность. STEM-образование делает науку доступной и интересной для всех школьников, независимо от их врожденных способностей. |
Система оценки знаний. Текущая система оценок и экзаменов преимущественно ориентирована на традиционные подходы в образовании, что ставит под вопрос адекватность оценки знаний в рамках STEM-технологии. |
|
Командная работа и коммуникативные навыки. Уже с раннего возраста ученики учатся работать в команде, уважать мнения других и строить продуктивные взаимоотношения. |
|
|
Инновации и технологии. Обучение STEM позволяет детям познакомиться с последними технологическими достижениями и научиться применять их на практике. |
|
|
Мотивация и влияние на мир. Реализация проектов с конкретным, осязаемым результатом вдохновляет школьников и укрепляет уверенность в том, что они могут сделать мир лучше и что каждый человек имеет значение. |
Получается, что STEM-образование не только обогащает учебный процесс, делая его более интересным и динамичным. Такой подход позволяет воспитать поколение, способное эффективно решать сложные задачи, работать в команде и применять полученные знания для улучшения качества жизни общества. Необходимо лишь придерживаться баланса и учитывать важность изучения не только технических дисциплин, но и необходимость развития творческих способностей.
Внедрение STEAM-модели в учебный процесс представляет собой сложную задачу. Аналитики указывают на три основные трудности: нехватку времени, финансов и квалифицированных специалистов. Остановимся подробнее на каждой из них.
Время
Полноценно использовать возможности STEAM-модели не получается из-за банальной нехватки времени. Обычного урока 40–45 минут недостаточно ни для педагога, ни для ребенка.
Выходом может стать дополнительное образование, например, специализированные кружки. Основной материал ребенок будет получать на стандартном уроке, а проработкой сможет заняться дополнительно на кружках.
Но проблема не ограничивается только нехваткой времени для освоения материала. Преподаватели также сталкиваются с трудностями при изучении нового оборудования, технологий, методик. Решением — организация методического сопровождения и предоставление помощи со стороны поставщиков наглядного материала и оборудования. Например, приложение инструкций по применению, видеоматериалов.
Финансирование
Интеграция STEAM-подхода в учебный процесс — амбициозная задача, которая стоит перед многими школьными и дошкольными образовательными учреждениями. Но ее реализация требует больших финансовых вложений. В обычных школах и детских садах денег на это может просто не быть.
Одним из решений этой проблемы может стать организация тесного взаимодействия между школами и кружками дополнительного образования: например, робототехники. Мастер-классы при этом могут проводиться в домах творчества. Это обеспечит доступ к современному оборудованию и программам без необходимости оснащения каждой школы.
Может помочь и активное привлечение частных инвестиций и поиск спонсоров среди местного бизнеса. Это станет дополнительным ресурсом для развития STEAM-направления.
Совместные усилия школ, учреждений дополнительного образования и бизнес-сообщества могут стать ключом к успешному внедрению и развитию STEAM-образования.
Преподаватели
Школы и детские сады сталкиваются с серьезной проблемой нехватки специалистов. Одним из способов решения кадровой проблемы стало привлечение студентов технических вузов, обладающих необходимыми знаниями и умениями. Такой подход позволяет поддерживать необходимый уровень педсостава.
Перспективным решением кадровых и финансовых проблем может быть объединение школ и детских садов в группы с различными специализациями: одни специализируются на гуманитарном направлении, другие — на биотехнологиях, третьи — на инженерии. Сотрудничая, можно обмениваться опытом и достигать лучших результатов.
Если школа не предлагает программы STEM или ребенок еще не достиг семилетнего возраста, можно заниматься самостоятельно дома. Главное — сделать образовательный процесс увлекательным.
Собирайте вместе конструктор. Это занятие может стать прекрасным введением в мир архитектуры и геометрии. Создавая связь между школьными занятиями и домашними проектами, можно углубить знания ребенка и развить в нем дополнительные навыки.
Игры с конструкторами в рамках STEM-образования детей дошкольного и младшего школьного возраста не только развивают мелкую моторику и координацию движений, но и улучшают восприятие геометрических форм, а также знакомят с основами физики. Когда ребенок взаимодействует в игре с друзьями или членами семьи, это развивает его коммуникативные навыки и умение строить социальные отношения.
Посетите тематические экскурсии, выставки. Это поможет ребенку познакомиться с историей той же архитектуры и узнать, какие здания в какую эпоху строились и чем отличались.
Таким образом, благодаря тщательно продуманным заданиям, которые логически связаны с интересами ученика, можно научить его применять полученные знания в обычной жизни.
Не забывайте, что ребенок может устать даже от самого интересного занятия. Предлагаем делать небольшие перерывы на отдых, в который можно добавить вкусный перекус с желе «Растишка».
В России все образовательные учреждения работают в соответствии с федеральными образовательными программами. Они разработаны для каждого уровня образования с целью создать единую образовательную систему в стране.
Внедрение элементов STEM-технологий носит лишь частичный характер. На государственном уровне пока что нет одобренной полноценной программы. Но есть ряд частных инициатив по внедрению STEM-технологий в дошкольное образование. Обычно программа для дошкольников состоит из шести ключевых модулей, каждый из которых направлен на выполнение разных задач. Интеграция этих модулей обеспечивает комплексное развитие интеллектуальных способностей у детей, стимулирует их участие в исследовательской работе и вовлекает в сферу научного и технического творчества.
Модуль направлен на знакомство с основами математики: сложением, вычитанием, умением сравнивать и классифицировать предметы по различным критериям. В качестве обучающих материалов применяются пластилин, картон и бумага, кубики, логические блоки и конструкторы.
Этот модуль позволяет детям в игровой форме погрузиться в мир научных исследований, знакомит с основами работы в лаборатории. Малыши учатся наблюдать за окружающим миром, фиксировать наблюдения, а также изучают свойства воды и воздуха.
Модуль направлен на развитие пространственного восприятия и формирование научного мировоззрения. Для этого используются обучающие материалы, разработанные Фридрихом Фребелем: различные по размеру, форме и цвету кубики, шарики, цилиндры, прямоугольники, полоски и ленты для плетения. Играя, дети развивают логическое мышление, учатся различать форму и величину одних предметов относительно других.
На занятиях дети знакомятся с базовыми принципами робототехники и программирования через игру. Они изучают устройство простых роботов и основы их конструирования. Это развивает интерес к техническим наукам и помогает в выборе будущей профессии. Для этого используются конструкторы разной сложности в соответствии с возрастом ребенка.
Когда ребенок собирает маленькие детали, то развивает мелкую моторику, творческое мышление, внимание и память. Конструирование развивает пространственное мышление и знакомит с основами механики, а также учит детей работать самостоятельно и вместе с командой.
Благодаря этому модулю дети узнают, как создавать анимационные фильмы, а также знакомятся с историей мультипликации и основными этапами создания мультфильмов. Дети учатся разрабатывать сюжеты, создавать декорации и героев, осваивают основы съемки, что развивает креативность и цифровые навыки.
Среди ключевых направлений развития STEM-образования можно выделить:
Персонализацию образовательного процесса. Учебные заведения активно внедряют индивидуальный подход к процессу получения знаний. Детей ориентируют на образование в соответствии с личными интересами и увлечениями. Это не только развивает уникальные таланты и навыки, но и помогает ребенку адаптироваться в обществе.
Проектное мышление и командная работа. Малыши учатся выполнять работу сообща: решать задачи и достигать цели. STEM-образование в ДОУ и школе учит мыслить разносторонне, быстро воспринимать новую информацию, применять полученные знания на практике, адаптируя их к ситуации.
Смешанный формат обучения. Технология позволяет успешно сочетать очный и удаленный формат обучения. Опыт ковидных лет показал эффективность онлайн-образования. Внедрение формата, сочетающего онлайн- и офлайн-занятия, позволяет детям и их родителям более гибко управлять своим временем.
Перспективы развития STEM-образования — это создание адаптивной системы, отвечающей современным требованиям к выпускникам школ. Оно подразумевает не только интеграцию новых методик и подходов в школьные программы, но и внедрение STEM-образования на уровне детского сада.
