STEM-образование для детей

Как сделать так, чтобы дети хорошо учились и не отлынивали от занятий? Этот вопрос перманентно волнует учителей с древнейших времен. На протяжении всей истории педагогики постоянно появляются новые методы, методики, системы преподавания, должные приблизить всех к заветной цели – хорошей успеваемости и прочным знаниям.

И не то чтобы «воз и ныне там». Скажем так: до сих пор сохраняется огромный потенциал и большой резерв для свежих инноваций в системе образования, если мы все еще хотим добиться какого-то суперрезультата.

Практика показывает, что никого ничему нельзя научить, пока человек сам не захочет научиться чему-либо. Именно таких людей мы ждем на нашей программе «Лучшие техники самообразования» и готовы дать им в руки современные методы и инструменты получения знаний. А сегодня мы поговорим об одном из прогрессивных направлений в образовании. Итак, наша тема – STEM-образование.

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 18 мая 2022 года; проверки требуют 6 правок.

Современное образование наряду с другими сферами жизнедеятельности стремительно развивается.

Причем роль современных технологий в учебном процессе заключается далеко не только во внедрении гаджетов и цифровизации, но и в интеграции новых гибких методик! Одним из таких новаторских подходов к обучению и является программа STEM. Она направлена на то, чтобы сделать современное образование более доступным, удобным и результативным. Кроме того, эта методика учитывает врожденные способности учеников и способствует всестороннему развитию личности. В этой статье мы расскажем об особенностях STEM, преимуществах и недостатках, а также о разнице с другой методикой под схожим названием STEAM.

STEM — это аббревиатура, которая расшифровывается как:

S — science (наука),
T — technology (технология),
E — engineering (инженерия),
M — math (математика).

Под данным подходом подразумевается особая программа обучения, включающая в себя занятия точными и естественными науками, технологией, инженерией и математикой. Таким образом, STEM-подход гарантирует максимальное получение знаний сразу из нескольких разных областей.

Эта образовательная модель основана на принципах целостного обучения, идея которого заключается в обучении детей, прежде всего, необходимым им универсальным навыкам для реальной жизни. Ведь все пункты STEM-подхода взаимосвязаны. Например, изучение точных и естественных наук объясняет детям основные законы природы, с которыми мы сталкиваемся ежедневно. Изучение технологии позволяет применить полученные знания на практике, а инженерия и математика развивают логическое и критическое мышление, приучают к экспериментам и грамотному использованию имеющихся ресурсов. Так дети смогут быстрее осознать существующие взаимосвязи между теми или иными вещами, научиться следовать алгоритмам, рационально использовать информацию и быть готовыми к последствиям собственных действий. Поэтому STEM уделяет особое внимание именно связям между различными науками, а не только им самим.

Однако, несмотря на все свои преимущества, STEM-подход имеет один значительный недостаток, а именно отсутствие в образовательной программе творческих дисциплин. Для того чтобы это исправить, и появилась новая версия методологии — STEAM. Проще говоря, теперь аббревиатура включает еще одну букву — А, которая означает arts, то есть гуманитарные науки и искусства.

Изучение atr-дисциплин, по мнению экспертов, делает образовательный процесс более разнообразным и насыщенным. К тому же это позволяет развить коммуникативные навыки и творческие способности учеников. Все это пригодится для успешной социализации и дальнейшего поступления в престижный вуз. А подробнее об этом вы узнаете на курсе «Лучшие университеты мира. Как поступить и осуществить мечту».

Что такое STEM-образование

Суть STEM-подхода в том, что в основе приобретения знаний лежит визуализация научных явлений, позволяющая наглядно увидеть все теоретические закономерности, практическое применение, и таким образом понять то или иное явление, процесс, закон природы и т.д.

В основе STEM-образовании предметы изучаются не по отдельности, а все вместе и в применении к прикладным задачам. На так называемых STEM-специальностях в вузах всегда много проектной работы, лабораторных исследований, опытов и экспериментов. Именно такой интегративный подход и позволяет видеть ситуацию в целом, а не просто заучивать сумму знаний.

Аббревиатуру STEM в 2001 году предложили ученые Национального научного фонда США. Это независимое агентство при правительстве США, фундаментальные исследования и образование практически во всех сферах науки за исключением медицины.

Чуть позже аббревиатуру стали дополнять буквой А, обозначающей Art (искусство). STEAM-подход стал ответом на новые вызовы, когда эстетическая составляющая превратилась в неотъемлемую часть технического прогресса.

Вся техника от стиральных машин до крылатых ракет, все инженерные сооружения имеют свой дизайн. И производственная эстетика играет важную роль на всех этапах: от обеспечения комфортных условий работы инженерно-технического персонала на этапе создания очередного инженерного чуда до дизайна готового изделия или сооружения.

Помимо STEAM, существует масса других вариаций STEM-образования, где в приведенный выше перечень добавляются такие дисциплины, как медицина, инновации, робототехника, экология, экономика:

Однако основой научно-технического прогресса всегда были, есть и будут технические и естественные науки. И именно на них сосредоточено основное внимание в STEM-образовании.

4 принципа STEM-образования:

Проектный формат организации учебного процесса.
Практическая направленность, при которой результаты проекта потенциально возможно внедрить на производстве, в быту или непосредственно в учебном заведении для усовершенствования учебного процесса.
Интегративный подход и межпредметный характер, когда предметы изучаются в тесной связке друг с другом.
Получение практических навыков и развитие soft skills.

Сегодня существует Международный день STEM, который отмечается 8 ноября. День STEM был объявлен официальным праздником в 2015 году, а выступивший с этой инициативой генеральный директор компании MGA Entertainment Исаак Ларян отметил, как важно показать детям, что STEM – это фактически все, что нас окружает. И даже любое хобби, так или иначе, связано с наукой, инженерией, технологиями и математикой.

Чаще всего про STEM-подход вспоминают в контексте получения высшего образования. Однако будет лучше, если с основами STEM-подхода будущие новаторы познакомятся не в вузе, а задолго до похода в школу.

Дальнейшее развитие концепцииПравить

Массовая цифровизация и роботизация могут снижать спрос на работников отдельных профессий, основанных на выполнении рутинного труда, повышают востребованность специалистов творческих профессий. Одним из направлений адаптации рынков труда к новым условиям является привлечение человеческого капитала в перспективные сферы деятельности, которые в наименьшей степени подвержены рискам цифровой экономики и востребованы в новой экономике.

Современные экономические реалии определяют необходимость разработки и внедрения новой научно-образовательной политики на основе стимулирования STEAM-конвергенции, когда наука, технологии и искусство изучаются и практикуются совместно.

Ключевые особенности подходов STEM и STEAM

Оба этих подхода основаны на мнении, что для достижения успеха в будущем ребенок должен развиваться сразу в нескольких областях, уметь комбинировать имеющиеся навыки, постоянно совершенствовать свои способности и проявлять любознательность к миру во всем его многообразии. Именно поэтому главными особенностями подходов STEM и STEAM являются следующие принципы:

В процессе обучения дети сталкиваются, прежде всего, с теоретической информацией. Однако не менее важно, чтобы они убедились в ее достоверности и подтвердили то или иное суждение на практике. Именно поэтому необходимо иметь специально оборудованные классы для экспериментов или лабораторных работ.

В ходе учебного процесса перед учениками обязательно ставится определенная задача практического характера. Она может быть индивидуальной или общей. В первом случае ребенок учится рассчитывать исключительно на собственные знания и умения. А во втором случае ученики работают в командах, распределяют обязанности, ставят цели и несут общую ответственность за успех или невыполнение задачи.

Ученики должны понимать, что именно они делают и для чего. Их мотивация и результативность значительно возрастут, если дети будут осознавать, что их деятельность принесет реальную пользу. Так, задачей может стать проект по улучшению окружающей среды, которая, как известно, серьезно страдает в последние годы.

Все пособия и исследования, которые использует педагог в своей деятельности, должны быть современными и отражать положение дел в той или иной области за последние несколько лет.

Все дисциплины и знания из разных областей знаний должны преподаваться в равной степени. Например, гуманитарные науки следует изучать так же тщательно и часто, как и математические. История искусства, иностранные языки, литература — не менее важные предметы, поэтому не следует пренебрегать ими в пользу технических дисциплин или наоборот.

Таким образом, STEM- и STEAM-подходы стирают границы между устаревшими понятиями в образовании, например, доказывают, что дети могут быть и «технарями», и «гуманитариями» одновременно. Необходимо только в равной степени уделять внимание разнонаправленным навыкам, как это делается в рамках программ STEM и STEAM. Эти методики позволяют приобрести набор универсальных и полезных знаний, которые пригодятся в любой сфере деятельности. Кроме того, дети с самого раннего возраста учатся быть любознательными, развивают аналитическое мышление, привыкают работать не только индивидуально, но и в команде. А для того чтобы научиться успевать абсолютно все и избегать эмоционального выгорания, вы можете воспользоваться курсом «Научись управлять временем. Тайм-менеджмент для подростка».

Новости образования за апрель

Что бы ни происходило в мире, обучение остается неотъемлемой частью нашей жизни. По нашей традиции мы собрали для вас самые позитивные и интересные новости из сферы образования за апрель, чтобы вдохновить вас на майские учебные подвиги!

STEM в миреПравить

Наиболее активно продвигают STEM-подход в образовательном направлении Соединенные Штаты Америки. Программа STEM внедряется на государственном уровне и такой подход введен в:

К реализации программы внедрения STEM в образовании присоединился топ-менеджмент компаний Intel, Xerox, Time Warner и другие. К проекту также привлечены фонд, основанный Биллом и Мелиндой Гейтс и Нью-Йоркский фонд, основанный корпорацией Карнеги и др. В результате была создана некоммерческая организация Change the Equation, которая поддерживает образование по STEM-направлениям.

Учебные заведения Франции, Великобритании, Австралии, Израиля, Китая, Сингапура предлагают студентам сертифицированные государственные образовательные программы в научно-технической сфере и ведут подготовку STEM-специалистов.

В 2002 году была запущена инициатива «Преобразование Сингапура», нацеленная на превращение этого города-государства в мировой центр креативности, инноваций и дизайна.

В развитие STEM также вовлечены Вьетнам, Гонконг, Турция, Катар, Канада, Украина и др.

Дошкольный возраст и STEM-образование

Детская психика пластична и податлива, поэтому любые доступные для восприятия в этом нежном возрасте знания найдут отклик. Именно поэтому дошкольные образовательные учреждения (сокращено ДОУ) – это настоящий полигон для испытания различных инноваций, начиная от методики ТРИЗ и заканчивая развитием STEM-образования. Сегодня уже накоплен определенный опыт внедрения STEM-образования в ДОУ.

Программа STEM-образование детей дошкольного возраста – модули:

Дидактическая система Ф. Фрёбеля.
Эксперименты с живой и неживой природой.
LEGO-конструирование.
Математическое развитие.
Робототехника.
Мультстудия «Я творю мир».

Теперь рассмотрим подробнее, что включает в себя каждый модуль.

Дидактическая система Ф. Фрёбеля

Данный модуль состоит из двух наборов для развития пространственного представления. Один из них полностью тождественен тому варианту, который предложил немецкий педагог и теоретик дошкольного образования Фридрих Вильгельм Август Фрёбель (1782-1852). Второй представляет собой мягкие напольные модули, из которых можно сооружать различные фигуры.

Отметим, кстати, что именно Фридрих Вильгельм Август Фрёбель предложил такое понятие, как «детский сад». Это случилось в 1837 году, и вот уже почти два столетия мы пользуемся данным термином в его первоначальном значении.

6 даров Фрёбеля:

Дар 1 – шерстяной шар-мячик.
Дар 2 – деревянный шар, куб, цилиндр в одном комплекте.
Дар 3 – куб, состоящий из 8 кубиков одинакового размера.
Дар 4 – куб, состоящий из 8 прямоугольных плиток.
Дар 5 – куб, состоящий из 27 кубиков.
Дар 6 – куб, состоящий из 27 кубиков, большинство из которых разделены на плитки, треугольники и другие фигуры.

Как мы уже знаем, в 19 веке понятия STEM-образования не существовало, однако предложенный Фрёбелем набор как нельзя лучше соответствует задачам STEM-образования. Тут мы кратко описали, что представляют собой 6 даров Фрёбеля. Более наглядное представление можно получить, посмотрев на изображение самих даров и фигур, которые можно из них соорудить:

Посмотреть, как идет процесс работы с «дарами Фребеля», можно на видео STEM-образование (Т.В. Волосовец):

Для справки: Татьяна Владимировна Волосовец – кандидат педагогических наук, эксперт в области дошкольного образования.

Эксперименты с живой и неживой природой

В рамках данного модуля детям ненавязчиво рассказывают, кто такие ученые, что такое научная лаборатория и научный эксперимент, а также по возможности знакомят с базовыми приспособлениями для изучения природы: лупа, микроскоп и т.д.

Дети под руководством воспитателя изучают строение растений, произрастающих в том регионе, где они живут, разбираются, что такое вода, воздух, почва, и изучают их свойства, получают понятие о явлениях природы, таких как дождь, снег, ветер.

Данная программа STEM в дошкольном образовании призвана научить детей простейшим приемам классификации. Например, понять, что существуют звери, птицы и насекомые, что животные бывают дикими и домашними, а птицы – перелетными и зимующими.

LEGO-конструирование

Тут название модуля говорит само за себя. Любимый многими поколениями малышей конструктор LEGO – это не просто занимательная игрушка. Это поистине уникальная возможность для развития фантазии, сообразительности, изобретательности, мелкой моторики.

Во-первых, освоение пойдет более быстрыми темпами. Во-вторых, ребенок точно ничего не упустит и попробует большее разнообразие вариантов использования деталей конструктора.

При этом ни в коем случае нельзя подгонять ребенка. Нужно, чтобы он мог рассмотреть и изучить каждую деталь, привыкнуть к расцветке, научиться самостоятельно скреплять детали и понять, что тут возможны самые разные варианты крепления.

Развитие математических знаний и сенсорных представлений.
Формирование первоначальных навыков измерения различных параметров.
Развитие памяти, внимания, основ анализа, синтеза, обобщения, сравнения.
Развитие навыков ориентирования в двух- и трехмерном пространстве.
Тренировка двигательной активности пальцев рук.

Если организовать групповые занятия с использованием конструктора LEGO, это будет способствовать сплочению команды юных новаторов, умению совместно решать задачи и распределять роли.

Математическое развитие

В частности, в комплект входит набор для сортировки «Радужные камешки», который состоит из 36 разноцветных камешков необычной формы и 20 карточек с заданиями. Различные цвета и разные формы позволяют познакомить детей с базовыми сенсорными признаками: цвет, форма, размер и т.д.

И, собственно, основная задача – это научить детей сложению и вычитанию, сравнению, сортировке, сериации, раскладке камешков по размеру от мелких к большим и от большего размера к меньшему размеру.

С основами знаний по геометрии дети знакомятся с помощью набора «Логические блоки», в который входят 60 элементов. Все они различаются по четырем признакам: цвет, форма, размер (большие и маленькие), ширина (узкие и широкие).

С помощью этих элементов можно сформировать задания на развитие логики в духе «найти лишний предмет». Например, квадрат в ряду треугольников, синюю фигурку среди множества красных и т.д.

Помимо этого, дети учатся оперировать математическими терминами и понятиями, такими как «больше», «меньше», «равно», а также запоминают названия геометрических фигур.

Робототехника

Занятия по робототехнике способствуют развитию мотивации к изучению технических дисциплин и техническому творчеству. И, как следствие, способствуют ранней профессиональной ориентации. Причем иногда бывает и такое, что дети осваивают роботов даже лучше, чем воспитательница.

Мультстудия «Я творю мир»

Сначала детей знакомят с историей и техниками мультипликации, функциями режиссера, сценариста, оператора, художника-мультипликатора, актера озвучивания и других специалистов, занятых в процессе создания мультфильма. Собственно работа над мультфильмом включает в себя несколько этапов:

Разработка сюжета и персонажей мультфильма, выбор саунд-трека.
Создание раскадровки будущего мультфильма.
Изготовление декораций и персонажей.
Съемка мультфильма.
Озвучка мультфильма.
Монтаж мультфильма.
Коллективный просмотр готового мультфильма.

Если в детском саду несколько групп, где внедрена технология STEM-образования, можно организовать показ всех мультфильмов, сделанных во всех группах, и опрос, какой мультфильм понравился детям больше всего. Можно организовать конкурс с призами. Как вариант, применить систему голосования по образу и подобию «Евровидения», когда зрители могут в финале голосовать за выступление представителя любой страны, кроме своей.

Итак, мы рассмотрели основные составляющие STEM-подхода для дошкольников. В целом, пригодны описанные программы STEM-образования и для детей младшего школьного возраста, потому что там заложен потенциал как для совсем простых, так и для более сложных заданий.

В любом случае, STEM-образование подразумевает творчество и практическую направленность, когда дети начинают понимать, как можно применить научные знания на практике. Теперь давайте подытожим все преимущества такого формата, как STEM-образование.

Преимущества STEM-образования

Топ-10 несомненных плюсов STEM-обучения:

Интегративный подход и тематическое обучение, когда предметы изучаются в тесной связке друг с другом – STEM-обучение является симбиозом междисциплинарного и проектного подхода, а интеграция науки в технологии, инженерию и математику позволяет избежать отвлеченного характера знаний, что часто встречается в традиционном образовании.
Применение полученных знаний в реальной жизни – наглядная демонстрация и проектная составляющая также добавляют конкретики в учебный процесс, а конкретный материальный результат усилий сам по себе отвечает на вопросы «Зачем?» и «Для чего?», избавляя педагогов от необходимости заставлять кого-то что-то делать.
Развитие навыков критического мышления и освоение алгоритма проблем – каждое занятие по технологии STEM-образования превращается в поиск решения какой-либо проблемы, в результате чего сам факт наличия проблемы перестает стрессировать и выполняет исключительно мобилизующую функцию, что всегда полезно для жизни.
Повышение уверенности в своих силах – это прямое следствие всех предыдущих пунктов, потому что умеющий решать проблемы человек, способный предъявить результаты своей деятельности, всегда уверен в себе.
Развитие навыков коммуникации и тимбилдинга – в STEM-образовании очень много командной работы, и при этом здесь созданы условия для дискуссий и высказывания мнений. Это все создает условия для того чтобы дети научились доносить свою точку зрения до окружающих, воспринимать альтернативные точки зрения и конструктивно взаимодействовать.
Развитие интереса к техническому творчеству и стимулирование ранней профориентации – с учетом того, что любая специальность технического профиля требует длительной подготовки, ранняя специализация повышает шансы занять «свое место под солнцем». А таких желающих много, потому что работа в сфере робототехники и IT-технологий неплохо оплачивается.
Развитие креативного мышления и инновационного подхода к проектам – учитывая, что с самых первых шагов STEM-образование учит мыслить системно и проходить последовательно все этапы от постановки задачи до готового продукта, это замечательный опыт, который точно пригодится во взрослой жизни и реальной работе.
Мост между обучением и карьерой – возможно, в детском садике или начальной школе еще рано окончательно определяться с выбором профессии, однако комплекс навыков, который дает STEM-подход к обучению, однозначно приближает к цели независимо от конкретного выбора профессии в будущем. Эти навыки одинаково полезны инженерам, конструкторам, механикам, менеджерам, режиссерам, сценаристам, врачам, физикам, биологам и многим другим.
Подготовка юного поколения к технологическим инновациям жизни – даже если ребенок в будущем выберет далекую от науки, техники и творчества профессию (что вряд ли), в его жизни все равно будет много технических инноваций, начиная от «навороченной» бытовой техники и заканчивая гаджетами. Поэтому научиться разбираться с новым и непонятным всегда полезно.
STEM как дополнение школьной программе – ввиду своей практической направленности STEM-образование может существенно дополнить знания, получаемые в рамках традиционных школьных программ, и стимулировать интерес к учебе как таковой.

Это вкратце все, что мы хотели вам рассказать про STEM-образование. Мы желаем вам исключительно полезных инноваций и ждем на нашей программе «Лучшие техники самообразования». А еще просим ответить на один вопрос по теме сегодняшней статьи:

КритикаПравить

Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM) Education: A Primer. Fas.org. Дата обращения: 21 августа 2017. Архивировано 9 октября 2018 года.
Language, Thought, and Values. Дата обращения: 23 октября 2020. Архивировано 8 мая 2019 года.
STEM Toys: іграшки, що розвивають і допомагають дітям вчитися. Дата обращения: 23 октября 2020. Архивировано 8 апреля 2019 года.
Teitelbaum, Michael S. The Myth of the Science and Engineering Shortage. The Atlantic. Дата обращения: 23 октября 2020. Архивировано 24 августа 2019 года.
Charette, Robert N. The STEM Crisis Is a Myth. IEEE Spectrum (30 августа 2013). Дата обращения: 23 октября 2020. Архивировано 6 сентября 2019 года.
Кузьминов Ярослав, Сорокин Павел, Фрумин Исак. Общие и специальные навыки как компоненты человеческого капитала: новые вызовы для теории и практики образования // Форсайт. — 2019. — , . — . — ISSN 1995-459X. Архивировано 11 января 2022 года.
Степан Земцов, Вера Баринова, Роза Семёнова. Риски цифровизации и адаптация региональных рынков труда в России // Форсайт. — 2019. — , . — . — ISSN 1995-459X. Архивировано 24 мая 2021 года.
Семенова Р. И., Земцов С. П., Полякова П. Н. STEAM-образование и занятость в информационных технологиях как факторы адаптации к цифровой трансформации экономики в регионах России // Инновации. — 2019. — Вып. 10 (252). — . — ISSN 2071-3010. Архивировано 24 мая 2021 года.