STEM-освіту часто називають «навчанням навпаки». Ланцюжок «від теорії до практики» у STEM зазвичай зворотний: спочатку – гра, придумування та майстрування пристроїв і механізмів, а вже потім, у процесі цієї діяльності, – опанування теорії і нових знань. Але, звісно, STEM-освіта – це не тільки «навчання навпаки». Абревіатура STEM розшифровується як science (природничі науки), technology (технологія), engineering (інженерія), mathematics (математика) – і найбільший «козир» STEM-освіти у тому, що вона допомагає опанувати їх не відокремлено, а за допомогою інтеграції всіх п’яти дисциплін у єдину систему навчання.

Чи затребувані нові підходи в українській системі освіти? Якими є перші успіхи і невдачі STEM-першопрохідців? Про це на всеукраїнському науковому семінарі в рамках VII Міжнародної науково-практичної конференції «Інноваційні технології навчання обдарованої молоді» розповіли педагоги-практики, які працюють у школах, вишах і позашкіллі. Кажуть: ще рік тому дізналися про саме лише поняття STEM, а нині вже можуть поділитися першими результатами роботи.

Винайти велосипед заново

Усі активісти STEM-освіти констатують: універсальних рецептів щодо впровадження такого навчання немає.

У київському НВК №141 «ОРТ», наприклад, досвід із тривимірного проектування, програмування, робототехніки та мікроелектроніки накопичили чималий, але як краще організувати STEM-навчання – ще розмірковують. (До речі, вони підтримують ідею, що до слова STEM варто додати літеру «А», що означає: art, мистецтво).

– Але краще, коли STEAM-освіта – це не окремий центр при школі, а напрями, впроваджені у весь навчальний процес закладу, – ділиться думками директор НВК Юрій Кіньков. – Я переконаний, що майбутнє – саме за інтеграцією предметів. Наприклад, курс робототехніки «Від простих машинних механізмів до мікроелектроніки» у нас викладають на уроках трудового навчання – знання, які отримують діти, «дотичні» до фізики, інформатики тощо. І будь-яке навчання краще починати одразу з практики, щоб, образно кажучи, велосипед діти щоразу винаходили самі. Тоді вони розумітимуть, для чого їм потрібні знання та де їх можна застосувати.

У НВК №141 вчаться моделювати, конструювати, вивчати мобільну робототехніку, електроніку, інженерну графіку, тривимірне моделювання, прототипування, мехатроніку тощо. Природничі дисципліни учні опановують не в теорії, а за допомогою дослідів і експериментів.

Коли не вистачає шкільної матеріальної бази – учителі домовляються з університетами про «наукову допомогу». Наприклад, саме зараз учні НВК закінчують збирати 3D-принтер у Київській політехніці.

Юрій Кіньков застерігає колег від небезпеки імітації STEAM.

– Тридцять років тому була мода у класних журналах писати «ТСО» (технічні засоби навчання), – каже Юрій Григорович. – Хто частіше використовує «ТЗН» – той і є кращим учителем. Дуже боюся, щоб ми не перетворили STEAM на чергову профанацію «ТЗН». Така освіта – це засіб, інструмент для досягнення мети, а не тренд, який повинен бути скрізь і всюди.

Роботи і дебати

Третій рік упроваджують STEM-освіту і в Харківському санаторному навчально-виховному комплексі №13. Директор НВК Галина Михайленко розповідає, що у цьому закладі давно міркували над тим, як змінити ситуацію із застосуванням знань у реальному житті.

– Давно помітили, що у туристичному поході, наприклад, діти не можуть пояснити природні явища, які вивчали на уроках, розрізнити птахів чи звірів. А ще школярі з гарними знаннями з історії не завжди можуть використати ці знання під час вивчення літератури, а чудові математики відчувають складнощі на уроках хімії, – розповідає Галина Володимирівна. – Іншими словами – учні можуть мати відмінні оцінки за теорію, а застосувати знання в житті (чи при вивченні інших шкільних предметів) – не вміють.

Ситуація почала змінюватися, коли школа взяла участь у проекті LEGO Foundation. Першим до проекту долучилось дошкільне відділення, і дуже швидко його вчителі переконалися, що конструювання можна використовувати не тільки для загального розвитку, а й у математиці, вивченні світу, розвиткові мови. Тому методику почали застосовувати у початковій школі й середній. З інтересу до конструювання «почалися» і інші напрями роботи у НВК. Наприклад, участь у архітектурних дитячих конкурсах. Діти із захворюваннями хребта не почуваються поза соціумом: разом зі студентами архітектурного факультету Харківського національного університету міського господарства розробили проект площі Свободи, реконструкцію парку «Жуки» (саме тут знаходиться школа).

В одному з конкурсів НВК здобув перемогу в номінації «Архітектура» і отримав конструктори з робототехніки. Завдяки цьому у школі активно розвивається ще один напрям – конструювання роботів.

– Нам пощастило – у нас працюють хороші молоді вчителі фізики й інформатики, які використовують нові методи для викладання навчального матеріалу, – продовжує розповідь директор. – Для дітей нові форми роботи стали абсолютним відкриттям. Здавалося б, звичайний санаторний заклад, де учні перебувають 5 днів на тиждень, і раптом – роботи! Діти з особливими потребами мріють стати інженерами, конструкторами. І вони ними обов’язково стануть.

Так робототехніка та LEGO-конструювання стали у цій школі інструментами із запровадження STEM-освіти. Але ними тут вирішили не обмежуватися. В українсько-німецькому проекті з дебатних технологій, у якому бере учать НВК, його педагоги також вирішили використати підходи STEM. Наприклад, під час дебатів обговорюють технічні теми, чи потрібно вдома встановлювати індивідуальне опалення. Для цього доводиться серйозно попрацювати, вивчити тему, знайти аргументи «за» і «проти».

– За STEM-освітою – майбутнє, – переконана Галина Михайленко. – Ми живемо у світі, який не розділено на окремі дисципліни чи предмети, тому й дітям важливо бачити його цілісним.

Від «науки в собі» до навчання в житті

У тому, що майбутнє – за міжпредметною інтеграцією, переконана і доцент кафедри інформатики та методики викладання Тернопільського національного педагогічного університету Ольга Барна. На її думку, сьогодні діти отримують фрагментарні знання, які можна порівняти з пазлами. І лише у небагатьох учнів ці «пазли» складаються в єдину «картину» світу.

– На жаль, навіть у тих школах, де впроваджують STEM-освіту, це робиться в межах окремих предметів, у жорстких рамках програм, – визнає Ольга Барна. – До того ж діти отримують знання від учителя, з підручників, з інтернету і дуже рідко апробують їх самі.

Між тим у Європі, навпаки, більшість шкільних предметів – практико-орієнтовані. Під час вивчення теми «Відсотки» учні мають порахувати, наприклад, скільки відсотків потрібно платити за банківський кредит, – практичні задачі для школи «диктує» саме життя.

Викладач переконана, що завдання університету – підготувати (і швидко перепідготувати) педагогів, які б уже сьогодні-завтра могли реалізовувати STEM-освіту. І допомогли середній школі організувати таке навчання «не політерно» (коли кожна наука з системи STEM – окремо), як це часто спостерігається нині, а саме в комплексі.

Запровадити STEM-освіту в школі найкраще можна у профільних класах. Зокрема, у класах математичного профілю робити прості інженерні розрахунки тощо.

Метод інтеграції предметів починає враховуватися і при написанні підручників. Наприклад, під час роботи над підручником «Інформатика», одним з авторів якого є й Ольга Барна, метод інтеграції предметів – обов’язковий.

– Ми синхронізуємо цей предмет з усіма іншими, – розповідає викладач. – Аналізуємо – як можуть учні «зв’язати» ту чи іншу тему з біологією, хімією, фізикою. Щоб це була не «наука в собі», а навчання в житті, яке можна було б використати в інших галузях.

У Тернопільському національному педагогічному університеті напрями STEM – серед пріоритетних. Тут діє STEM-центр, де студенти разом з учнями мають змогу скористатися лабораторіями, знайти наукову і методичну підтримку. Разом зі школярами студенти створюють моделі діючих роботів, опановують 3D-друк, проводять дослідження у хімічній і біологічній лабораторіях. Окрім того, у магістерських програмах передбачено спеціальні інтегровані курси, на яких навчають працювати над спільними проектами.

Чимало проектів фінансує міська громада. Наприклад, у проекті «3D-замки Тернопільщини» студенти й учні моделюють будівлі, які потребують відновлення. Незабаром у Тернополі з’явиться галявина замків, на якій будуть розташовані ці пам’ятки історії та архітектури. Участь у цьому беруть студенти-історики, фізики, мистецтвознавці. Досвід спільної діяльності й «освіти навпаки» (коли знання здобувають під час практичної роботи над проектом) стане у пригоді молодим педагогам у майбутній професійній діяльності.

– Відбувається інтеграція предметів, – каже Ольга Василівна. – І якщо до STEM-наук додати літеру «A» (тобто креативність, творчість), то ми отримаємо не просто інтеграцію технічних дисциплін, а дисципліни, побудовані на креативності. Бо коли нація перестає продукувати ідеї, вона стає лише спільнотою споживачів.

Нові моделі починаються із гри

У педагогів Київського палацу дітей та юнацтва – своє бачення розвитку STEM-освіти. Тут переконані, що найкраще (і найлогічніше) ці напрямки розвиватимуться саме в позашкільних навчальних закладах.

– Шкільні програми пишуть і змінюють повільно, а ми є мобільними й можемо швидко організовувати роботу за новими напрямами, – розповідає заступник директора з науково-педагогічної та соціальної роботи палацу Ірина Пархоменко. – Крім того, у школах (особливо гуманітарного профілю) часто немає матеріальної бази для створення STEM-лабораторій.

Технічне спрямування STEM-освіти в Київському палаці дітей та юнацтва в «авральному порядку» почали впроваджувати два роки тому, коли після переїзду лабораторій МАН у власне приміщення у палаці стали більше займатися одним із напрямів – танцювально-розважальним.

– Дуже вдячні за досвід і допомогу НВК №141 «ОРТ», – продовжує Ірина Миколаївна. – Коли ми до них приїхали, то побачили дивовижну картину, як по всіх поверхах бігають діти і ходять роботи.

Нині в палаці діє технічна платформа (з гуртками радіотехніки, авто-, авіа- та ракетомоделювання, 3D, робототехніки тощо), біологічна (екології, енергоспоживання), мистецька та журналістська.

– Діти приходять до нас гратися, наприклад, машинками на трасовому моделюванні, – каже Ірина Пархоменко. – Але минає небагато часу – і вони роблять власні автомобілі. Навчаються паяти, засвоюють закони фізики. Це «освіта навпаки», коли спочатку щось робимо, а потім шукаємо знання. Це набагато цікавіше і результативніше.

Нині Київський палац дітей та юнацтва готовий допомогти школам столиці опановувати напрями STEM. Тут розмірковують над моделлю загальноміського користування платформами і лабораторіями палацу та можливістю проводити у його стінах уроки для старших, профільних класів.

Через астрономію – до STEM

STEM-освіта запроваджується і в лабораторії космічних досліджень Обласного комунального позашкільного навчального закладу «Рівненська Мала академія наук учнівської молоді».

Ця лабораторія – наймолодший підрозділ Рівненської МАН. Поштовхом для її утворення стала співпраця з Науково-дослідним інститутом «Миколаївська астрономічна обсерваторія». Коли «малі академіки» вперше приїхали в обсерваторію, там дуже здивувалися. Але співпраця дуже швидко стала цікавою і результативною. Обсерваторія передала юним дослідникам радіотелескоп і лабораторія ввійшла у мережу станцій, які спостерігають за метеорами.

– Так ми прийшли до STEM-освіти, – розповідає завідувач лабораторії Євген Малиновський. – Адже є два види спостережень: так звані тротуарні, коли телескоп виносять на вулицю і спостерігають зоряне небо, і – систематичні наукові дослідження, які для нас важливіші. Тому вирішили об’єднати п’ять телескопів у єдину систему спостереження. Спеціальну програму доручили написати дітям. Для того, аби скласти математичну модель, їм треба, наприклад, перечитати літературу зі сферичної тригонометрії. Тобто вони опановують не абстрактні знання, а ті, що потрібні для роботи. Це і є STEM-освіта.

 Світлана ГАЛАТА, газета «Освіта України» №2, 2017