Как воспитать исследователя за школьной партой?

Вице-президент корпорации «Майкрософт» Брэд Смит еще шесть лет назад заявил, что нехватка квалифицированных специалистов достигла такого уровня, что можно смело говорить о кризисе гениев для высокотехнологичных компаний. По мнению представителей корпораций, это проблема обусловлена ​​рядом причин: низким уровнем успеваемости в дисциплинах физико-математического профиля, отсутствием мотивации при изучении STЕM-предметов, а также тем, что инженерные профессии мало интересуют молодежь.

Почему все страны, которые развивают инновационную экономику, делают сегодня ставку на STЕM? Подхватила ли мировой тренд белорусская школа? Какими должны быть соотношение технической и креативной составляющих в образовании? И что вообще скрывается за четырьмя буквами? Ответы на эти вопросы искали участники конференции «Актуальные проблемы STЕM-образования», которая прошла в стенах БГПУ по инициативе ассоциации «Образование для будущего».

Точные науки + искусства

Аббревиатура STЕM расшифровывается как «sсiеnсе, tесhnоlоgу, еnginееring и mаthеmаtiсs» — «естественные науки, технологии, инженерное дело и математика». В самом общем смысле понимается комплекс академических и профессиональных дисциплин в этих науках, направленный на подготовку специалистов с новым типом мышления для инновационной экономики. Но все чаще в эту аббревиатуру добавляется буква «А», за которой стоит компонент Аrt — «искусство» (получается STЕАM). По мнению многих специалистов, противопоставление науки и искусства непродуктивно и оба эти направления нужно развивать в тандеме. Попытка развивать образование только в направлении науки, инженерного дела и математики без параллельного развития Аrt-дисциплин может привести к тому, что молодое поколение будет лишено креативности. Только в единстве точных и гуманитарных наук можно воспитать всесторонне развитых специалистов, изобретателей и новаторов в своей сфере. Вообще шансов трудоустроиться в IТ-компанию с мировым именем у программиста с инженерным образованием значительно меньше, чем у программиста, имеющего знания еще и в смежных областях: биологии, химии, психологии, социологии, менеджменте, искусстве и так далее.

Поэтому сегодня во всем мире растет армия поклонников перехода от STЕM-образования к STЕАM-образованию (те же науки плюс творчество). В странах, где развивают высокотехнологичное производство, STЕАM-образование становится приоритетным. Государственные программы в области STЕАM-образования реализуют Австралия, Китай, Великобритания, Израиль, Корея, Россия и другие страны.

Не только робототехника

Деятельность ассоциации «Образование для будущего» направлена ​​именно на воспитание нового поколения востребованных инженеров и изобретателей, которые будут создавать высокотехнологичное будущее Беларуси. Недавно благодаря ассоциации группа белорусских профессионалов посетила США, где наши педагоги в течение трех недель изучали опыт своих зарубежных коллег по внедрению STЕM-подходов в учебный процесс.

— Информационные технологии изменили практически все сферы жизни человека за исключением пока одной — образования, — рассуждает директор ассоциации «Образование для будущего» Александр Хомич. — Мы по-прежнему используем интерактивную доску в классе преимущественно как монитор. Так, в Америке компьютер является абсолютно нормальным средством в учебном процессе. Но дело вовсе не в технической оснащенности школ, а в том, как педагог использует свою фантазию, что он может сделать из подручных предметов, например из скотча и палок? По моим ощущениям, по развитию STЕM-образования мы на сегодняшний день пока не отстаем и наши педагоги ни в чем не уступают своим американским коллегам. Кстати, во время посещения одной из школ в Нью-Йорке на Манхэттене, выпускники которой поступают в вузы Лиги плюща, мы увидели советские учебники по алгебре на русском языке...

— На самом деле учителя в Америке не сильно отличаются от нас, их волнуют те же проблемы, что и белорусских педагогов, — подтверждает Ирина Адамович, учитель математики с борисовской СШ № 20 и руководитель STЕM-центра, созданного на базе этого учреждения. — Когда я сказала, что на уроках математики у нас запрещено пользоваться калькулятором, они подняли большой палец и сказали, что это очень круто, потому что их ученики, к сожалению, калькуляторами пользуются.

В аббревиатуре STЕM на первом месте стоит буква «S» — sсiеnсе, наука. Если говорить про STЕM-центры в Беларуси, то у нас главный акцент сегодня делается все-таки на инженерию и робототехнику. А в американских школах, реализующих STЕM-проекты, исследовательский и инженерный подход развиваются параллельно: первый предназначен для получения новых знаний, а второй — для решения какой-то конкретной проблемы. В детском саду и начальной школе упор делается на исследования — освоение понятий, связанных с научной и исследовательской деятельностью, и непосредственно на исследовательскую деятельность в малых группах. Образ мысли исследователя и инженера формируются уже в этом возрасте. Главное — не запоминание, а понимание процесса или явления. Детям проще запомнить то, чему они научились, когда они вовлечены в процесс, а не являются пассивными наблюдателями.

В средней школе серьезное внимание уделяется подготовке детей к выполнению практических проектов. А в старшей ядром обучения становится практическая проектная деятельность, которая предполагает включение детей в учебные, исследовательские или профессиональные проекты, которые выполняются под кураторством университета или конкретных компаний.

Для примера: в одной из школ Рочестера, которую посетили белорусские педагоги, реализовывался конкретный междисциплинарный профориентационный проект. Старшие школьники должны были обеспечить очками учеников младших классов с ослабленным зрением: подобрать и вырезать линзы, отполировать их, вставить в оправу... А для этого были нужны знания и в оптике, и в медицине, и навыки стилиста... Надо объяснить, что, несмотря на свои относительно небольшие размеры, этот город имеет репутацию «оптической столицы» мира: там расположено много предприятий оптической промышленности и штаб-квартира корпорации Kоdаk.

Образование с географической привязкой

— Что меня особенно вдохновило, так это включенность образования во все, что происходит на местном локальном уровне, — поделилась своими впечатлениями Валентина Чекан, соучредитель IT-Рrinсеss Асаdеmу и STЕM-sсhооl. — Образование не оторвано от жизни, а имеет сильную географическую привязку: есть конкретный город, в котором есть конкретные университеты, компании, музеи, библиотеки, школы, учителя, ученики и их родители. И все они находятся в тесном сотрудничестве. STЕM-уроки там проводятся на базе музеев и библиотек. Есть конкретный географический и социальный запрос, кого и чему надо обучать. Если есть спрос на конкретных специалистов, их начинают «воспитывать» заранее. Сегодня школьнику 13-14 лет, но очень скоро он будет включен в социум.
И компании это прекрасно понимают, поэтому идут в школы, предлагают и курируют свои STЕM-проекты.

Я, как гуманитарий считаю, что STЕM — отличный инструмент развития у детей любознательности: это то, что движет человеком в жизни. А если ее «убить» еще в нежном возрасте, то позже получение знаний превращается в профанацию, мы получаем диплом ради диплома. К тому же STЕM подразумевает высокий уровень коммуникации. У учителя гораздо меньше проблем с поведением в классе, когда все ученики нацелены на совместный результат. Есть глобальная проблема, которая делает школьников очень важными в какой-то конкретный момент.

STЕM — это и культура общения, и групповая ответственность, и умение делегировать задачи другим. Я вижу, как исследовательская и инженерная работа решает множество гуманитарных проблем. Школьников задействуют в социально направленных проектах: экологических, медицинских и других, что воспитывает детей социально ответственными...

Есть еще один важный нюанс: STЕM — это прежде всего практика: ученики движутся от частного к общему. Например, изучают озеро Онтарио, которое находится рядом с ними, исследуют его загрязненность, делают рекомендации для местных жителей и только потом приходят к общему пониманию экологических проблем в мировом масштабе.

Мультидисциплинарных подход

В Беларуси драйвером для STЕM-направления стало развитие робототехники и программирования, которые постепенно актуализируют и весь остальной комплекс STЕM.

STЕM-образование активно двигают вперед многие частные коммерческие школы и курсы. Такие направления, как робототехника, техническое моделирование, информационные технологии, развиваются также на базе государственных центров технического и инновационно-технического творчества. В Белорусском государственном педагогическом университете на уровне магистратуры планируют начать подготовку по двум новым специальностям «образовательная робототехника» и «информатизация образования». Прозвучало еще одно интересное предложение: ввести на первой ступени обучения специальность «физика и STЕM-педагогика», что позволило бы привлечь в профессию больше мужчин и сделать эту специальность для абитуриентов привлекательной. Год назад на физико-математическом факультете открылся Республиканский ресурсный центр образовательной робототехники. Он будет частью «Педагогического STЕM-парка», который создается в университете. К тому же основы визуального программирования и образовательной робототехники теперь будут изучать не только на физико-математическом факультете БГПУ. Соответствующий курс стали проходить и студенты факультетов начального и дошкольного образования.

Все чаще STЕM становится инициативой отдельных школьных учителей или школьных коллективов, которые ищут новые подходы и методы для своей работы (организуют факультативы, кружки). Но все это происходит вне уроков. Поэтому, естественно, всех интересовал вопрос, как найти место для STЕM на школьных занятиях? Реально ли это?

— В свои школьные годы я никак не мог понять, зачем меня заставляют изучать химию? — признается Александр Хомич. — Связь с внешним миром того, что изучается в наших школах, отсутствует, межпредметные связи отсутствуют. А STЕM-подход — мультидисциплинарный подход. Учитель ставит какую-то проблему, но не говорит, что ее решение можно найти в определенном параграфе учебника. Фактически ученику предлагается провести собственное исследование. А решение может лежать частично в сфере физики, частично — в сфере химии или биологии. Ты сам решаешь, какие знания и по какой дисциплине тебе нужны в данный момент.

— Мы пришли к выводу, что учитель — абсолютно свободный человек, и те 45 минут, которые есть в его распоряжении, — это тоже много. И в США, и у нас STЕM-урок — это инициатива педагога, — подчеркивает Валентина Чекан.

— Наши учителя просто не осознают себя свободными, — добавляет Ирина Адамович. — Да, ты должен сделать то, что записано в учебной программе. А вот как ты это будешь делать — твое собственное дело. Но учитель, который сам никогда не проводил исследование, не сможет научить этому детей. Поэтому педагогам нужно позаботиться о собственном развитии... Понятно, продумать хороший STЕM-урок — большая работа, но STЕM-компонент можно использовать на любых занятиях. Можно взять себе в союзники коллег, объединиться и к какой-то теме подойти всесторонне.

Справка

В начале 1990-х физиолог Р. Рут-Бернштейн изучил 150 биографий самых известных ученых, от Пастера до Эйнштейна. Как выяснилось, почти все изобретатели и ученые были также музыкантами, художниками, писателями или поэтами: Галилей — поэтом и литературным критиком, Морзе — художником-портретистом, Эйнштейн играл на скрипке и т.д.

Надежда НИКОЛАЕВА