STEM-освіта

STEM-освіта – 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. 

STEM (S - science, T - technology – Е-engineering – М-mathematics). Акронім STEM вживається для позначення популярного напряму в освіті, що охоплює природничі науки (Science), технології (Technology), технічну творчість (Engineering) та математику (Mathematics). Це напрям в освіті, при якому в навчальних програмах посилюється природничонауковий компонент + інноваційні технології. Технології використовують навіть у вивченні творчих, мистецьких дисциплін. 

Наприклад, за кордоном музикантів навчають не тільки музикувати, але і використовувати комп'ютерні програми для створення музичних творів. 

Чому STEM-освіта так актуальна? Стрімка еволюція технологій веде до того, що незабаром найбільш популярними та перспективними на планеті фахівцями стануть програмісти, IT-фахівці, інженери, професіонали в галузі високих технологій і т.д. У віддаленому майбутньому з'являться професії, про які зараз навіть уявити важко, всі вони будуть пов'язані з технологією і високо технологічним виробництвом на стику з природничими науками. Особливо будуть затребувані фахівці біо- та нано-технологій. 

Постає питання - як підготувати таких фахівців? Навчання - це не просто передача знань від учителя до учнів, це спосіб розширення свідомості і зміни реальності. 

У STEM-освіті активно розвивається креативний напрямок, що включає творчі та художні дисципліни (промисловий дизайн, архітектура та індустріальна естетика і т.д.). Тому що майбутнє, засноване виключно на науці, навряд чи когось порадує. Але майбутнє, яке втілює синтез науки і мистецтва, хвилює нас вже зараз. Саме тому вже сьогодні потрібно думати, як виховати кращих представників майбутнього. 

На думку американських вчених спроба активізувати освіту тільки в напрямку науки без паралельного розвитку Arts-дисциплін може призвести до того, що молоде покоління позбудеться навичок креативності. 

У штаті Массачусетс, наприклад, прийнято законодавство, яке зобов'язує проводити рейтинг шкіл не тільки за рівнем виконання учнями стандартних тестів, але також і по тому, наскільки навчальний план кожної школи сприяє посиленню креативності учнів. Так званий «індекс креативності». 

Освіта в галузі STEM є основою підготовки співробітників в області високих технологій. Тому багато країн, такі як Австралія, Китай, Великобританія, Ізраїль, Корея, Сінгапур, США проводять державні програми в галузі STEM-освіти. 

Значних економічних успіхів добився Сінгапур. Сінгапурська система освіти незмінно перспективна. Прийняттям двомовності з англійською мовою (в доповнення до рідної мови), зосередженістю на науці, технології, інженерії та математиці (STEM) - Сінгапур передбачив багато з ключових стратегій в галузі освіти, прийнятих сучасними політиками. Ще в 2002 році була запущена ініціатива «Перетворення Сінгапуру», націлена на перетворення цього міста-держави на світовий центр креативності, інновацій та дизайну. Уряд Сінгапуру реформує систему освіти так, щоб стимулювати креативні якості молоді. Один із шляхів цього - впровадження молодих, по-новому мислячих талановитих людей в різні державні структури, відповідальні за економічну політику. 

Впровадження STEM-освіти змінить економіку нашої країни, зробить її більш інноваційною та конкурентоспроможною. Адже за деякими даними залучення тільки 1% населення до STEM- професій підвищує ВВП країни на $50 млрд. А потреби у STEM-фахівцях зростають у 2 рази швидше, ніж в інших професіях, тому що STEM розвиває здібності до дослідницької, аналітичної роботи, експериментування та критичного мислення. 

Концепція освіти з технологічним ухилом та орієнтацією на завдання реального світу STEM знайшла розвиток у системах STEAM, STEMM і STREAM, які передбачають також творчість. Для чого? 

Освіта – дзеркало майбутнього країни. Залежно від того, у чому держава вбачає свої переваги, зони росту, вона коригує національну освітню програму, аж до самих підвалин системи освіти. У добу індустріалізації важливі були грамотність і володіння робітничими навичками. У постіндустріальну епоху на перший план вийшли технологічні аспекти розвитку молоді. Результатом стала цифрова революція – з інтернетом, повсюдним використанням комп’ютерів, інформаційних технологій. Але згодом виявилося, що якість продукту, ефективність, технологічність уже не такі важливі, як зручність його використання. 

Дизайн, зручність, ергономіка – реальний досвід використання 

Сьогодні під час створення будь-якого товару пріоритетними є нематеріальні аспекти на стику ергономіки та філософії. Це передусім така потреба людини, як задоволення від користування. На цьому, зокрема, ґрунтувався успіх компанії Apple, яка поставила на перше місце задоволеність користувача – і виграла козиря. 

Відповідно, в освіті такі моменти, як вивчення технічних наук, математики, інженерії, самі по собі перестали бути важливими. Їхня значимість зростає в міру розуміння ролі кожної дисципліни у процесі створення готового продукту, за яким стоїть людина, що його використовує. Так, у спробі знайти ідеальний інструмент для передання розуміння комплексного аспекту «людини у світі», в США народилася концепція STEM (від англійської абревіатури Science, Technology, Engineering, Mathematics – «наука, технологія, інженерія, математика»). За цією концепцією, під час підготовки спеціалісти мусять навчитися чітко розуміти, яке місце у світі матиме кожен конкретний продукт, кожна майбутня розробка. 

Такий комплексний підхід до традиційних предметів дає змогу учням оцінити, наскільки актуальні їхні викладки, зрозуміти, яке місце у світі займають вирішувані ними питання. І STEM годиться не тільки для навчання технічних фахівців. Ба більше, ця система може бути застосована не тільки у вишах – уже сьогодні її успішно використовують навіть у школах і дошкільних закладах. 

Експерти небезпідставно вважають, що новий підхід стимулює інноваційну діяльність, оскільки допомагає впорядкувати і формалізувати творчі процеси, які стоять за інноваційними проривами. На користь методики STEM висловлюються науковці, які довели перевагу інтерактивного навчання у формі досліджень порівняно із традиційною моделлю передавання знань учителем учневі. 

Американський досвід 

Американські студенти й школярі, у навчанні яких застосовують концепцію STEM, опановують дисципліни з урахуванням досвіду реального світу. Це не означає, що вони вивчають лише ті предмети, за назвами яких створено акронім STEM. Ні, американські школи змістили акцент у навчальних планах на ті галузі, яким приділялося недостатньо уваги; так освітній процес наблизили до вимог сучасної економіки, серед яких здатність швидко виводити на ринок інноваційні та конкурентні продукти. 

Зосередившись на інноваціях, американці зуміли втримати пальму першості у світовій економіці: США розробляє для продуктів технології та дизайн, на які припадає більша частка доданої вартості, а виробництво при цьому налагоджено в країнах Азії. 

Сьогодні виготовлення продукту нерідко виявляється в рази менш прибутковим, ніж реалізація інтелектуальної частини проекту – на рівні ідей, креслень, винаходів і патентів. І Сполучені Штати, усвідомивши це, лишаються найпотужнішою економікою, яка продовжує головно задавати темп інновацій у світі й посідає провідні місця в різних рейтингах. США вдалося знайти розумний компроміс між залученням науковців з усього світу до напряму досліджень і розробок, розвитком високих технологій, створенням додаткової вартості, про яку йшлося вище, і, звісно ж – у розбудові сфери вищої освіти (з урахуванням концепції STEM). 

Освіта: STEM і STEAM – додайте трохи творчості до науки! 

STEAM сприяє розвитку важливих властивостей і навичок: 

· Комплексне розуміння проблем 

· Творче мислення 

· Інженерний підхід 

· Критичне мислення 

· Розуміння і застосування наукового методу 

· Розуміння основ проектування 

Освіта: STEM і STEAM – додайте трохи творчості до науки! 

STEM, STEAM, STEMM, STREAM 

Важливо зазначити, що ідея використання методів різнобічного розвитку у сфері освіти не є якимсь ноу-хау. Наприклад, існує концепція SEL, що передбачає розвиток у дітей соціальних та емоційних навичок і з якою значною мірою пов’язують виховання «людей майбутнього». Або ж метод феномен-орієнтованого навчання та викладання PBL, подібний до STEM у тому сенсі, що й тут, і там є спроби об’єднати різні дисципліни в межах вивчення чи опрацювання якоїсь теми. 

Згадана методика PBL і концепція STEM часто передбачають підкріплення технічних дисциплін гуманітарними. Тому логічним кроком стала спроба «узаконити» таке об’єднання, долучити до суто технічної концепції STEM творчий аспект розвитку особистості. Так виникли системи, де поряд із наукою, технологією, інженерією і математикою присутні Art (від англ. «мистецтво») – це методика STEAM, Music (англ. «музика») – STEMM, Reading («читання» поряд із мистецтвом) – STREAM. Найбільшого поширення набула саме концепція STEAM як повноцінне, усталене і самодостатнє явище. 

Варто зазначити, що такий комплексний підхід, коли технічні дисципліни поєднуються з творчістю, допомагає пробудити в учня інтерес до навчання. STEAM дає змогу підключити до сухих цифр і фактів сенси, без яких людині важко довго сприймати інформацію різного рівня абстракції, хай то математичні формули, фізичні або хімічні. STEAM-викладачі пробуджують креативний підхід, інтерес до всебічного сприйняття предмета навчання, критичне мислення – і таким чином дають учням більше, ніж просто знання: вони дають їм також навички, смак до пізнання і роботи, бажання зануритися в саморозвиток, полюбити сам процес навчання. 

STEAM – ЦЕ SCIENCE, TECHNOLOGY, ENGINEERING, ARTS, MATHEMATICS 

Загалом, якщо оцінювати перспективність двох цих концепцій – «чистого» STEM і STEM із творчою складовою, то перша з них була затребуваніша наприкінці минулого століття. Водночас STEAM може адекватно і ефективно відповісти на виклики не тільки сьогоднішнього дня, але і майбутнього. Тут ідеться про те, що значна частина робочих процесів уже зараз піддається автоматизації, а в майбутньому, як пророкують аналітики, дедалі більше професій потраплятиме в зону ризику, зникатиме одна по одній, – їх замінятиме штучний інтелект. І поки що серед небагатьох навичок, які в прогнозованому майбутньому витримають натиск ШІ, залишаються емпатія і емоційний інтелект. Розуміння потреб людини і творче переосмислення питань, які стоять перед нами, – прерогатива фахівців, які знайомі з гуманітарними аспектами розвитку особистості, творчістю, мистецтвом, філософією. 

Освіта: STEM і STEAM – додайте трохи творчості до науки! 

На практиці 

Різні експерти трактують суть концепцій STEM і STEAM по-своєму. Але безліч принципів цих освітніх систем стали загальноприйнятими. 

Саме слово «stem» в англійській означає «стовбур», «основа»: чотири дисципліни STEM вважають головними в інноваційній діяльності, на яку фокусується багато сучасних економік. В освітньому процесі на базі концепцій STEM і STEAM ці чотири предмети інтегруються до навчального плану і їхні елементи присутні у вивченні чи не всіх інших дисциплін, де це можливо. Основна мета STEM/STEAM-освіти – розвиток творчого мислення, навичок використання інженерного підходу до розв’язання реальних завдань, розуміння важливості дизайну, усвідомлення ролі технологій у їхньому вирішенні. Під «мистецтвом» (Arts) у концепції частіше розуміють розвиток творчого сприйняття, навчання основам моделювання і художньо-технічного проектування, що дає змогу не тільки зробити освітній процес більш розмаїтим і насиченим, але також додатково підштовхнути учнів до креативного розв’язання поставлених завдань, розуміння принципів естетики. 

Освіта: STEM і STEAM – додайте трохи творчості до науки! 

В Україні сьогодні можна спостерігати певне розшарування, з яким і покликаний боротися STEAM-підхід: частина педагогів, навчальних програм і цілих навчальних закладів робить акцент на технічні дисципліни та їхню застосовність (STEM). Водночас школярі та студенти самі по собі можуть цікавитися творчістю, але їхні прагнення не мають відгуку з боку викладачів. Творчість рідко додають у навчальні плани поряд із технічними дисциплінами – окремі гуманітарні науки у навчальних закладах із технічним ухилом викладають майже «факультативно»: оцінка з філософії для студента-технаря не грає важливої ​​ролі навіть психологічно. 

З іншого боку, якщо взяти досвід тієї ж компанії Apple, то вона зосередилася на технологіях, зручності використання, створенні інфраструктури і – не в останню чергу! – на дизайні своїх продуктів, визначивши як мінімум на десятиліття тенденції у мобільних технологіях, які породили цілу багатомільярдну індустрію. І як зазначив у інтерв’ю «Дому інновацій» Патрік Ньюбері, директор із цифрових технологій Globallogic, котрий працював над дизайном продуктів Google, Nokia, Microsoft і багатьох інших компаній зі світовим ім’ям: «Дизайн – це не тільки етап розробки продукту, це ставлення компанії до користувачів». 

STEAM на державному рівні 

Американці, законодавці моди на STEAM, упроваджують концепцію повсюдно. У США навіть започаткували Національний день STEM і STEAM. Відповідно, і кількість навчальних закладів, які дотримуються методик STEM і STEAM, тут відчутно більша, ніж в інших країнах. Адептом STEAM свого часу стала Школа дизайну Род-Айленду (RISD) тут-таки, у США. Популярний коледж, який заслужено вважають однією з найкращих художніх і дизайнерських шкіл світу, всебічно підтримує впровадження концепції у навчальних закладах усіх рівнів і стверджує, що підхід STEAM допоможе розробити освітню модель, придатнішу для підготовки кадрів XXI століття. 

Конгресменка Сюзанна Бонамічі на зустрічі у RISD заявила стосовно STEAM, що продумана система освіти сприятиме вихованню генерації креативних мислителів, здатних до адаптації [у мінливих умовах сучасності], які допоможуть США ефективно конкурувати на глобальному ринку. 

Майбутнє за… творчістю? 

Новий підхід не є ексклюзивним: це не прерогатива «технологій», «математики», «науки» та «інженерії» як таких. STEAM можна знайти в кожному аспекті життя. Методика може бути застосована практично до будь-якої дисципліни, де б її не викладали – чи то в молодшій школі, чи у вищій. Філософія STEAM далеко пішла від застарілої концепції навчання, коли учні запам’ятовують факти, а їхні знання перевіряють за допомогою тестів із проставлянням оцінок. Така анахронічна освітня система, звісно ж, не сприяє інноваційності, розвитку творчого та критичного мислення. 

Але ж і STEAM не панацея: це лише інструмент, що допомагає учням зробити перший крок на шляху розуміння комплексності світу, усвідомлення багаторівневих зв’язків між різними аспектами життя. Згодом концепції, що сьогодні є свіжими та часто революційними, зокрема STEM, STEAM і будь-які інші, стануть буденністю і нам доведеться винаходити щось нове. Але навіть сьогодні можна упевнено сказати, що методики освіти майбутнього охоплюватимуть не тільки науку і математику, а й філософію, мистецтво, розуміння природи людини та її місця у світі.