Сучасне життя важко уявити без технологій. Смартфони, штучний інтелект, інтернет речей, автоматизовані системи і сервіси. Аби ефективно розвивати технологічну сферу, потрібні фахівці широкого профілю, які б не просто мали знання в одній сфері, але могли реалізовувати комплексні проєкти на перетині кількох галузей. Саме таких спеціалістів навчають у рамках STEM-освіти. 

Що таке  STEM?

Акронім STEM означає напрям що охоплює природничі науки (Science), технології (Technology), технічну творчість (Engineering) та математику (Mathematics). Таке навчання передбачає не вивчення окремих предметів, а комплексний підхід, в основі якого лежить бачення проблеми і шляху її вирішення. 

Як окрема галузь STEM-освіта виокремилася в США у 2009  році завдяки програмі «Educate to Innovate». В офіційних документах Департаменту освіти США йдеться, що вона повинна формувати особливе бачення світу, критичний спосіб мислення, дослідження і взаємодію із навколишнім середовищем. STEM об’єднує технічні дисципліни в єдину навчальну парадигму, яка має на меті практичне застосування знань для розв’язання реальних соціальних, економічних і техніко-технологічних проблем. 

Майстер-класи з робототехніки для дітей на заході з нагоди Дня Незалежності у 2021, Дніпро, Noosphere BE-IN

Чому звичайних уроків математики й фізики недостатньо

Довгий час вважалося, що «радянська» система математичної й технічної освіти є зразковою. Проте у  2018 році Україна вперше взяла участь у дослідженні PISA (Programme for International Student Assessment) – міжнародному дослідженні якості освіти і вміння застосовувати на практиці здобуті знання. Результати українських учнів виявилися невтішними: 36% 15-річних учнів не мають навіть базового рівня знань із математики. 26% учнів не досягли базового рівня читання, стільки ж – базового рівня природничих наук.

Тоді у 2008 році постала потреба у реформі «Нова українська школа» та системних змінах шкільної освіти. 2020-2021 навчальний рік було оголошено Роком математики в Україні.

А вже у 2020 році Міністерство освіти та науки України затвердило проєкт Стратегії розвитку вищої освіти в Україні на 2021-2031 роки, в якому визначило найбільш затребувані найближчим часом галузі. Це технології майбутнього, ІТ та дані, екологізація виробництва та життя, здоров'я людини. І щоб підготувати таких фахівців, недостатньо вивчати математику та фізику. Потрібне всестороннє навчання — яке і забезпечує STEM-освіта.

Noosphere STEM Camp

Викидати рахівниці і закуповувати 3D-принтери?

Проте в Україні STEM стикається з двома основними викликами. По-перше, для навчання професіям майбутнього необхідне відповідне технічне забезпечення, обладнання, лабораторії. По-друге, самі педагоги повинні мати високий рівень знань і навичок, щоб навчати дітей, скажімо, робототехніці. 

Частково потребу у матеріальному забезпеченні покриває держава. Наприклад, у 2020 році уряд виділив понад 800 мільйонів гривень на облаштування шкільних  STEM-лабораторій. За ці кошти планували придбати 3D-принтери, 3D-сканери, цифрові лазерні верстати, різноманітні конструктори тощо. Втім, потреба у коштах значно більша. Особливо це стосується шкіл у селах та маленьких населених пунктах, де часто відсутні навіть сучасні комп’ютери. 

До того ж корективи внесла війна. Частина навчальних закладів зруйнована чи пошкоджена. Тож найближчим часом у пріоритеті буде відбудова цих закладів, яка коштує чималих грошей. 

Щодо позашкілля, то станом на 2021 рік в Україні діяло понад 1300 закладів позашкільної освіти. Втім, ми розуміємо, що далеко не всі вони мали технологічний профіль. І знову ж таки: в умовах війни важко сказати, де і скільки гуртків та секцій функціонує та в якому форматі. 

Тож коли традиційна шкільна освіта не може забезпечити повноцінне навчання майбутніх фахівців, на арену виходять організації, які впроваджують принципи STEM та популяризують технічну освіту. І що важливо - роблять це у форматі ігор та челенжів, які були б цікавими дітям.

Noosphere STEM Camp

Запускати ракети, не виходячи з дому

Ще з часів пандемії українські  заклади та їхні вихованці адаптувались до дистанційного навчання. Тож для STEM-освіти можна використовувати так званий змішаний формат — поєднання очного, дистанційного навчання та самостійної роботи у різноманітних програмах, іграх та симуляторах. 

Наприклад, ракетомодельний спорт важко уявити онлайн. Адже дисципліна передбачає виготовлення і запуск моделей ракет з урахуванням принципів аеродинаміки. Ракетомоделісти створюють власні моделі ракет різних видів, оснащують їх корисним вантажем, на практиці застосовують знання законів фізики і математики. Та навіть ракетомодельний спорт перейшов у віртуальну площину — вже не вперше в Україні відбуваються змагання з віртуального ракетомоделювання.

Так, зараз розпочалися треті Noosphere Space Games. Учасники працюють у грі-симуляторі Kerbal Space Program. Вона імітує умови космосу — його фізичні та аеродинамічні властивості. Завдання — сконструювати ракету, яка має доставити космічний ровер на віртуальну планету Дюна (аналог Марсу). Ровер повинен здійснити рух заданим маршрутом по поверхні планети й встановити прапор, після чого повернутися на планету Кербін (аналог Землі). У процесі створення проєктів учасники матимуть змогу «прокачати» свої знання з фізики, аеродинаміки, провести власні розрахунки й, можливо, відкрити у собі талант та бажання до ракетомоделювання.

Учасниці Noosphere Space Games

Створити віртуального робота-прибиральника

Іще одна можливість для дітей — спробувати себе у робототехніці. Це не просто конструювання роботів, але й програмування їх для певних завдань. Тобто граючись, дитина може вивчати не тільки інженерну справу, але й мови програмування.

Важливо, що це не обов’язково повинні бути фізично сконструйовані механізми. Наприклад, американська компанія VEX на рівні з наборами навчальних конструкторів пропонує віртуальну платформу зі створення і програмування роботів.

Так, у кінці січня стартували змагання VEXcode VR Cleanup Challenge. Це перші в Україні офіційні змагання VEX, які відбуваються в режимі онлайн. Учасники від 8 до 14 років повинні створити віртуального робота і запрограмувати його на прибирання коралового рифу. 

Онлайн-формат дозволяє долучитися школярам, незалежно від місця проживання. І це чудова можливість для них познайомитися зі світом робототехніки та зрозуміти, чи хочуть вони розвиватися у цьому напрямку далі.

VEX RoboWeek

А де вчитися вчителям? 

Якщо з можливостями для дітей все більш-менш зрозуміло, то багато питань виникає щодо того, хто ж має викладати STEM-дисципліни. І знову ж, війна не дозволяє організувати повноцінні очні курси для вчителів. 

У цьому напрямку працюють державні установи. Різноманітні вебінари й тренінги проводить Державна наукова установа «Інститут модернізації змісту освіти». Також у Малій академії наук діє Всеукраїнський науково-методичний віртуальний STEM-центр, який надає дистанційну й очну фахову методичну допомогу.

Окрім того, низка організацій і компаній проводять навчання для педагогів. Наприклад, згадана вже платформа VEX пропонує комплексну програму навчання викладачів, які зможуть навчати дітей робототехніці та програмуванню на конструкторах  VEX.

VEX RoboWeek

Співпраця з робототехнічною платформою VEX, змагання з віртуального ракетомоделювання та інші технологічні ініціативи для школярів – це вагома частина екосистеми ГО «Асоціація Ноосфера». За підтримки свого співзасновника, мецената Макса Полякова, вона взяла за мету розвиток STEM-освіти в Україні через організацію цікавого й змістовного дозвілля для дітей. На різноманітних заходах та майстер-класах малечу не просто навчають, юних дослідників спонукають бути допитливими, прищеплюють їм любов до науки й техніки. А головне – заохочують мріяти і вчитися втілювати ці мрії за допомогою сучасних технологій.

Титульне фото Depositphotos

Приєднуйтесь до нашої сторінки і групи у Фейсбуці, спільнот у Viber та Telegram