Інна Дутчак - старший науковий співробітник Чернівецької філії Державної наукової установи «Інститут модернізації змісту освіти», кандидат історичних наук

В Україні набирає популярності тематика STEM-освіти. Наука (Science), технології (Technology), інженерія (Engineering), математика (Mathematics) – саме ці напрями лежать в основі даної методики навчання. А також інноваційні технології. При цьому дані дисципліни вивчаються не окремо, як ми звикли, а в комплексі. STEM-освіта ґрунтується на міждисциплінарних підходах у побудові навчальних програм різного рівня, окремих дидактичних елементів, до дослідження явищ і процесів навколишнього світу, вирішення проблемно-орієнтованих завдань. Велике значення грає практичне застосування отриманих знань. Дитина не просто знайомиться з новими напрямами розвитку точних наук та інженерії, а вчиться реалізовувати вивчене на практиці. Причому, технології використовують навіть у вивченні творчих, мистецьких дисциплін. Наприклад, музикантів навчають не тільки музикувати, але і використовувати комп'ютерні програми для створення музичних творів. У STEM-освіті активно розвивається креативний напрямок, що включає творчі та художні дисципліни (промисловий дизайн, архітектура та індустріальна естетика і т.д.).

Упровадження STEM-освіти в Україні передбачає створення STEM-центрів/лабораторій на базі закладів загальної середньої (регіональних опорних шкіл), позашкільної освіти, наукових лабораторій, які мають відповідну матеріально-технічну, науково-методичну базу, фахівців для організації ефективної навчальної та науково-проектної діяльності. Актуальними напрямами освітньої діяльності таких центрів на сьогодні виступають робототехніка та інженерні розробки, авіамоделювання, ракетомоделювання, аерокосмічні технології 3D-моделювання, винахідництво, хіміко-біологічні технології, легоконструювання, основи веб-дизайну, основи відео-технологій, основи інформатики та ін. У STEM-центрах/лабораторіях використовуються актуальні високотехнологічні засоби навчання та обладнання, які пов'язані з технічним моделюванням, електротехнікою, ІТ-технологіями, науковими дослідженнями в області біо-, нано- енергозбережувальних технологій, автоматикою, телемеханікою, робототехнікою й інтелектуальними системами, радіотехнікою і електронікою, авіацією, аерокосмічною технікою та ін.

Інформаційно-комунікативні технології суттєво збільшують спектр методичних підходів щодо створення мережі STEM-центрів/лабораторій та дають можливість відкривати їх віртуальні версії. Так, наприклад, у рамках дослідно-експериментальної роботи всеукраїнського рівня відкрито Всеукраїнський науково-методичний віртуальний STEM-центр (ВНМВ STEM-центр). Практика показує, що відкриті освітні інтернет-ресурси є доповненням до традиційних засобів навчання, забезпечують рівний доступ до якісної освіти молоді різних вікових груп, можливостей, зокрема дітей з особливими потребами, а також сприяють використанню різних форм навчання (індивідуальне навчання, групова робота, фронтальна робота, проектна діяльність). Освітні сайти, віртуальні лабораторії, імітаційні тренажери, інтерактивні музеї роблять проведення дослідних експериментів доступними, а процес навчання творчим. Так, використання якісних освітніх інтернетресурсів, з одного боку, створює позитивну мотивацію до опанування учнями STEM- дисциплін, а з іншого – сприяє колективній навчальній діяльності усіх суб’єктів освітнього процесу. Та слід зазначити, що переважна більшість веб-ресурсів для підтримки STEM-навчання мають англомовний інтерфейс, тому їх ефективне використання неможливе без відповідної мовної компетентності користувачів.

Із найбільш поширених засобів для здійснення STEM-навчання є конструктори, робото-технічні системи, моделі, вимірювальні комплекси та датчики, лабораторні прилади, електронні пристрої (3Dпринтери, комп'ютери, цифрові проектори, проекційні екрани різноманітних моделей, оверхед-проектори, копі- та інтерактивні дошки, документ-камери, проекційні столики тощо). Їх використання надає змогу здійснювати проектну та дослідницьку діяльність, реалізувати завдання моделювання різноманітних процесів і явищ та усвідомлено формувати якісно нові міждисциплінарні знання.

Заклади освіти, які працюють за напрямом STEM, включають у плани роботи проведення науково-просвітницьких акцій, STEM-тижнів, організацію літніх та зимових таборів, які будуть містити заходи/заняття за напрямами STEM-освіти, наукових пікніків, Днів науки, фестивалів з мейкерства, науково-технічної творчості тощо.

Окрім того, у них організовують і проводять заходи з профорієнтації за форматом популярних проектів «Професії майбутнього», «Дівчата STEM», «ІТ-дівчата», враховуючи місцеві потреби ринку праці та можливості підприємств, бізнес-структур регіону.

Педагоги можуть взяти активну участь у Всеукраїнському фестивалі STEM-весна («Festival STEM-spring»), Європейському STEM-тижні, Всеукраїнському фестивалі з робототехніки («Robotika»), а також у фестивалях нового формату «Maker Faire», стартапів «Class ідея», логічних ігор «Кубик Рубика» тощо, або розробити власні заходи у рамках фестивалю.

Учні можуть взяти участь у заходах, які проводяться за підтримки Міністерства освіти і науки України, наприклад: олімпіади з предметів природничо-математичного циклу, комплексна олімпіада з математики, фізики, ІКТ «Турнір чемпіонів», міжнародний математичний конкурс «Кенгуру», міжнародний ІТ-конкурс «Бобер», міжнародна дистанційна гра-конкурс «Олімпіс», Всеукраїнський фізичний конкурс «Левеня», Всеукраїнський Інтернет-турнір «Відкрита природнича демонстрація», Всеукраїнські інтерактивні конкурси «МАН-Юніор Дослідник» і «МАН-Юніор Ерудит», науково-технічна виставка-конкурс молодіжних інноваційних проектів «Майбутнє України», міжнародний науково-пізнавальний марафон «День комети», Всеукраїнська конференція-конкурс науково-дослідних робіт школярів «Зоряний шлях»; змагання з робототехніки «DRON», «Robotika», «Robotraffic» тощо.

Якість впровадження STEM-освіти багато в чому визначається компетентністю та рівнем професійної діяльності науково-педагогічних працівників, наскільки вони активно використовують новітні педагогічні підходи до викладання й оцінювання, інноваційні практики міждисциплінарного навчання, методи та засоби навчання з акцентом на розвиток дослідницьких компетенцій. У зв’язку з цим, останнім часом посилена увага приділяється здійсненню якісної підготовки педагогів, реалізації довгострокових ініціатив щодо їх професійного розвитку на курсах підвищення кваліфікації в інститутах післядипломної педагогічної освіти та у міжкурсовий період.
Розвитку професійної компетентності педагогічних працівників сприяє участь у різнопланових заходах регіонального, всеукраїнського, міжнародного рівнів: науково-практичні конференції, семінари, вебінари, STEM-фестивалі, конкурси, заняття у web-STEM-школі «STEM-освіта вчителя» тощо. На таких заходах освітяни не тільки отримують нові знання, доступ до нових ресурсів, але й мають змогу презентувати власні наробки та обмінюватися новими думками, ідеями, досвідом.

Учителям відповідно до вектора свого фахового зростання доцільно використовувати всі пропозиції і долучатися до проектів, які реалізують не тільки державні освітні установи, а і громадські, міжнародні (грантові), комерційні. Наприклад, з метою підвищення якості викладання предмету, якісного проведення практичних робіт, дослідів з використанням сучасних вимірювальних комплексів педагогічні працівники можуть консультуватися та пройти стажування у міжпредметному лабораторному комплексі «МАНЛаб».

Інформацію про події з питань організації навчання за напрямами та проблематикою STEM-освіти, які проводить Міністерство освіти і науки України, Державна наукова установа «Інститут модернізації змісту освіти», безпосередньо відділ STEM-освіти педагогічні працівники можуть отримувати з офіційних сайтів цих установ та зі сторінок соціальних мереж, наприклад, приєднавшись до групи на сторінці «Відділ STEM-освіти» у мережі facebook.

З метою підвищення фахової ерудованості педагоги мають можливість взяти участь у Всеукраїнських конкурсах/змаганнях: «Геліантус – учитель», «Наука на сцені», Інтернет-конкурс «Учитель року» за версією науковопопулярного природничого журналу «Колосок», у конкурсі на здобуття премії «Global Teacher Prize Ukraine» та інших.

Суттєву допомогу щодо підвищення фахового рівня та якісної підготовки до уроків педагогам надають науково-методичні видання Міністерства освіти і науки України, науково-популярні, фахові журнали з природничих дисциплін.

Успішний розвиток STEM-освіти здійснюється через залучення ресурсів та співробітництво у процесі навчання й викладання між педагогічними колективами та зовнішніми учасниками, такими, як вищі навчальні заклади, академічні наукові установи, науково-дослідні лабораторії, наукові музеї, природничі центри, підприємства, бізнес-структури, громадські та інші організації. Особлива увага приділяється співробітництву фахівців різного профілю у розробці спеціального середовища навчання з використанням ІКТ. Процес реалізації освітніх STEM-проектів передбачає також активну взаємодію з батьківською та громадською спільнотами.

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. Навички критичного мислення та наукові знання, отримані в результаті навчання за STEM, дозволяють дитині вирости новатором – двигуном розвитку людства.