По традиции, 1 сентября все говорят об образовании. Все понимают, что именно оно является ключом от будущего, в котором Украина будет лучше, чем сейчас. Потому что все мечтают о том, чтобы их дети работали головой, а не руками, зарабатывали много денег, а технологиями, которые они создают, восхищались во всем мире. И одним из рецептов, которые предлагают для этого, является STEM-образование.
Что нужно от украинской школы
Каждый год с наступлением 1 сентября даже очень далекие от образования люди начинают вспоминать о нем и высказывать мысли о том, как его надо спасать. Традиционно много говорят о том, как не перегружать детей, делать их обучение интересным и обеспечивать навыки, которые понадобятся им в жизни. С началом широкомасштабного вторжения к этому перечню добавились еще вопросы безопасности.
Однако есть и другие вопросы, которых люди обычно избегают. Например, какой должна быть украинская школа, чтобы наше государство процветало? Российское вторжение как никогда четко показало, что в современном мире успешной является та страна, которая имеет собственные технологии, воплощенные в мощном производстве.
Однако сборочные цеха и лаборатории, из которых выходят роботы, космические ракеты, суперкомпьютеры и боевые самолеты, не возникают сами по себе. Их делают люди — высокооплачиваемые специалисты, имеющие теоретические знания и практические навыки. Обычно таких людей государства ищут среди своих граждан, но и они среди взрослого населения не берутся из ниоткуда.
Поэтому одна из главных задач, которая стоит перед современной украинской школой — обеспечить детям такую подготовку в ее стенах, чтобы после выпуска они без проблем смогли бы получить в высших учебных заведениях все необходимое, чтобы стать успешными инженерами и изобретателями. К счастью, развитые страны уже имеют готовый рецепт на этот случай — STEM-образование. В Украине школьная система построена по другому принципу. Наша школа дает более мощные теоретические знания, которые часто никак не привязывает к реальным проектам и практическому использованию.
Исторически так сложилось, что у нас роль лабораторий, где теорию можно воплотить на практике, выполняют внешкольные кружки и организации. На самом деле для образования чрезвычайно важно, чтобы теория параллельно с практикой. «Невозможно представить STEAM-образование без фундаментальных дисциплин: математики, физики, химии, — говорит Сергей Веретюк, руководитель Noosphere Engineering School. — В основе инженерной деятельности лежит фундаментальное понимание природы вещей, явлений и процессов. Это понимание не может быть интуитивным, оно должно быть основано на уверенном владении математическим аппаратом, сознательным пониманием базовых физических законов, общих законов развития. Также роль математики довольно часто уменьшают до счета и вычислений, способности использовать соответствующие методы математического анализа, в то же время упускают способность математики развивать абстрактное мышление, воображение, креативность — то, без чего невозможно сегодня представить современного инженера».
Команда инжиниринговой школы создает эффективную startup-платформу для молодых специалистов Украины и интегрирует научные подходы в бизнес-среду. Они пытаются сделать из лабораторий центры инженерного творчества, где студенты и молодые ученые могут развивать свои инновационные идеи, получая поддержку тьюторов.
Что такое STEM-образование
Концепция STEM-образования зародилась в начале XXI века в США. Сначала она использовалась просто как общий термин для дисциплин, преподаванию которых следует уделить внимание в школе, чтобы в результате получить больше тех, кто сможет дальше развивать инновации. Основой STEM (S — science, T — technology, E — engineering, M — mathematics) — естественные науки, технологии, инженерия и математика. Без этих предметов это не будет STEM-образование. Последние десятилетия технологии получили бурное развитие, поэтому если мы желаем развивать наших детей и идти в ногу с современными разработками, то конечно нужно совершенствовать учебные программы и обеспечивать учебные классы необходимым оборудованием», — объясняет Денис Хмиль, генеральный секретарь Федерации ракетомодельного спорта Украины.
Сейчас в Украине под STEM-образованием понимают в первую очередь именно практическую деятельность детей, в ходе которой они смогут научиться мастерить что-то высокотехнологичное. Поэтому именно в его рамках сейчас развиваются кружки робототехники, программирования и разнообразного моделирования, в том числе и создание моделей ракет.
При этом никакого единого подхода или понимания того, как должно быть организовано STEM-образование, нет. Каждый специалист сам определяет формы своей деятельности и то, как она будет соотноситься со школьной программой. При работе со школьниками это позволяет двигаться по собственной траектории и быстро достигать результатов, которые можно показать другим.
Ракетомоделирование как составляющая STEM-образования
Главным требованием для современного STEM-образования является его наглядность. Именно поэтому заметной его составляющей являются различные кружки, где ученики своими руками создают устройства, которые не только демонстрируют те или иные научные принципы, но и создают удивительные шоу. А что может быть более захватывающим, чем ракета, стартующая в небо?
Ракетомодельный спорт — технический вид спорта, в рамках которого участники соревнуются в конструировании и изготовлении, организации пуска моделей ракет, а также их пилотировании (в случае, если речь идет о радиоуправляемых моделях). Этот вид спорта предназначен для людей практически всех возрастных групп. В нашем государстве им занимается Федерация ракетомодельного спорта Украины. Ее генеральный секретарь Денис Хмиль имеет собственное видение того, что поможет Украине стать ведущей космической державой. По его мнению, развитие SpaceTach является одним из двигателей технологического прогресса ХХ и XXI века, а потому новейшие разработки применяются в покорении космоса. Учитывая ограниченные ресурсы на Земле, человечество будет всегда тянуться к другим планетам и звездам. Но главным условием успешного развития является интеграция STEM-образования как в школы, так и в высшие учебные заведения. Нужно отходить от устаревшего «сухого» обучения, где дети не понимают зачем им все эти знания и где они их будут использовать.
Денис Хмиль уверен, что ракетомоделирование является прекрасным инструментом для аэрокосмического и технического образования молодежи. Поскольку позволяет рассматривать науку, технологии, инженерию и математику в форме интересной увлекательной деятельности, требующей умственных усилий. Проектируя модели ракет на компьютере, учащиеся могут использовать свою изобретательность в соответствии с законами физики Ньютона, чтобы спроектировать свою собственную модель ракеты, которая будет правильной с точки зрения аэродинамики. Конструируя модели ракет оттачивают навыки мелкой моторики, поскольку учащиеся измеряют, режут и клеят детали ракет согласно спецификациям, которые сами определяют. Они получают такой навык как командная работа, а также учатся организовывать группы со многими специальными обязанностями по запуску ракет и сбору ценных данных для обработки и анализа в классной комнате. Для детей теорема Пифагора визуализируется как гигантский треугольник, формирующийся траекторией полета их ракеты, а законы Ньютона полностью имплементируются прямо перед глазами учащихся. Можно с уверенностью сказать, что наука, технология, инженерия и математика через ракетомоделирование внедряются в реальную жизнь.
Такой подход к образованию горячо поддерживает и Сергей Веретюк. Он считает, что изучение точных и прикладных наук является тем фундаментом, на котором можно построить высокотехнологичную промышленность. Однако без сильной экономической составляющей, которая воплощается в научных центрах и исследовательских лабораториях, Украина так и останется страной, вечно догоняющей других: «Несомненно STEAM-образование может помочь Украине стать мощным космическим государством. Однако, опять же, если говорить о секторе экономики, то стоит отметить, что имеющееся критическое количество инженеров еще не означает мощную отрасль. Высокие технологии, такие как аэрокосмические, требуют не только первоклассных инженеров, но и аналитиков, исследователей, предпринимателей, продавцов, маркетологов, администраторов, менеджеров. Поэтому если комплексно мыслить, то мощная космическая отрасль требует гармоничного сочетания инженерной, финансовой, управленческой образовательных компонент», — объясняет Веретюк.
Преимущества и вызовы нового подхода
Главное преимущество, позволяющее STEM-образованию завоевывать популярность, — это упрощение и наглядность. Школьники могут «перепрыгнуть» скучные формулы и схемы и сразу перейти к конструированию. Таким образом они постоянно сохраняют мотивацию и способны в процессе усваивать теоретические знания, которые им нужны.
Проблемы такого подхода вытекают из его преимуществ. STEM-образование — это упрощенная модель того, чем занимаются высокооплачиваемые инженеры, создающие новые технологии. Чтобы обеспечить минимальный порог вхождения в нее, учителя сознательно прячут от детей сложные моменты обучения. Ведь на практике для того, чтобы производить сотни и тысячи роботов, которые будут выполнять какие-то действия, их изобретатель должен объяснить другим инженерам или автоматизированным системам, что они собой представляют. Для этого необходимы навыки черчения и 3D-моделирования.
Чтобы квадрокоптер полетел, надо иметь представление о подъемной силе, владеть формулами для расчета состояния аппарата. Чтобы просто рассчитать, на какую высоту поднимется ракета из картона, нужно уметь решать те же задачки из школьной физики, которые все считают скучными.
«STEM образование — это не что-то мгновенное, — говорит Денис Хмиль, — Поэтому здесь вопрос как-то странно звучит. Почему странно? Потому что в нем закладывается то, что война будет долгой, как многолетнее обучение в школе. STEM-образование — это же не какой-то курс на пару месяцев, пройдя который дети будут работать и создавать современные изделия. Это многолетнее обучение. Мы детей должны отвлекать от войны и создавать условия для полноценного всестороннего развития. Сейчас вообще учебный процесс много где нарушен. Все онлайн-обучение очень плохо влияет на качество знаний у детей и их социализацию. Как раз внешкольные занятия хорошо помогают компенсировать неполноценность онлайн уроков в школе».
Но правда и в том, что война сейчас стала очень высокотехнологичным делом и побеждает тот, кто имеет более мощный технико-экономический потенциал. По мнению Сергея Веретюка, военно-промышленный комплекс — как никогда сегодня нуждается в высококвалифицированных инженерах. Огромное количество инициатив по конструированию и разработке военных технологий стало возможным именно из-за имеющейся STEM-экспертизы и опыта. Однако необходимо уже сегодня стратегически подходить к вопросу увеличения интеллектуального капитала в сфере инженерии, и STEM-образование должно сыграть именно решающую роль, ведь современное инженерное образование начинается в школах.
Нужны ли большие расходы на STEM-образование?
Руководитель Noosphere Engineering School считает, что лаборатории, оснащение, оборудование способствуют не столько более эффективному изучению фундаментальных дисциплин, сколько создают условия для практической и проектной деятельности, в рамках которой будущие исследователи и инженеры смогут непосредственно увидеть красоту законов природы, почувствовать вкус креативности и творчества, на практике воплотить свою инженерную технологическую мечту.
«Однако, — отмечает он, — опыт инжиниринговых школ указывает на необходимость в таких локациях (лаборатории, хабы, студии) внедрять системную методическую работу, ведь проектная и научная деятельность — это системная работа. Относительно расходов — все относительно, сегодня есть возможность принимать участие в инженерной проектной работе в различных форматах, в том числе и дистанционно. Главное — желание, а каким образом его реализовать — это второстепенный вопрос. Мотивация заниматься инженерным и научным делом — вот главная составляющая успеха».
В STEM-образовании важно, на что тратятся деньги, считает Денис Хмиль. Какое оборудование использовать и как обустроить лаборатории, зависит от того, какой проект выполняют дети: построение роботов, деревообработка, ракетомоделирование и тому подобное. Так, например, если для построения роботов можно использовать готовые конструкторы, то для построения моделей ракет можно использовать очень разнообразный материал — от обычной бумаги, клея и ножниц до 3D-принтеров и ЧПУ-станков.
Ведь качественное технологическое образование — это не просто современное оборудование, это междисциплинарный подход к обучению, который позволяет на практике использовать приобретенные научные, математические, технические и инженерные знания и умения для решения поставленных задач. Главное отличие STEM-образования от обычного, это то, что учебный процесс сосредоточен вокруг какой-то проблемы или исследования, а учитель выступает как наставник, который помогает найти решение. Во время такого обучения ученики сосредоточены не на учителе, который предоставляет им «сухой» материал, а на практическом задании, где учатся его решать путем различных проб и ошибок в командной работе.
«Не правильно говорить «финансовые вливания», поскольку дети — это инвестиции в будущее Украины, — заключает Денис Хмиль, — Мы должны понимать, что финансы, которые мы сейчас вложим в образование наших детей, в будущем вернутся в десятки, а то и сотни раз большими в нашу страну».
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ ustmagazine
