За традицією, 1 вересня всі говорять про освіту. Всі розуміють, що саме вона є ключем від майбутнього, в якому Україна буде кращою, ніж зараз. Бо всі мріють про те, щоб їхні діти працювали головою, а не руками, заробляли багато грошей, а технологіями, які вони створюють, захоплювались у всьому світі. І одним із рецептів, які пропонують для цього, є STEM-освіта.
Що потрібно від української школи
Щороку з настанням 1 вересня навіть дуже далекі від освіти люди починають згадувати про неї та висловлювати думки стосовно того, як її треба рятувати. Традиційно багато говорять про те, як не переобтяжувати дітей, робити їхнє навчання цікавим і забезпечувати навички, які знадобляться їм у житті. З початком широкомасштабного вторгнення до цього переліку додалися ще питання безпеки.
Проте є й інші питання, яких люди зазвичай уникають. Наприклад, якою має бути українська школа, щоб наша держава процвітала? Російське вторгнення як ніколи чітко показало, що в сучасному світі успішною є та країна, яка має власні технології, втілені у потужному виробництві.
Однак збиральні цехи та лабораторії, з яких виходять роботи, космічні ракети, суперкомп’ютери та бойові літаки, не виникають самі по собі. Їх роблять люди — високооплачувані фахівці, які мають теоретичні знання та практичні навички. Зазвичай таких людей держави шукають серед своїх громадян, але й вони серед дорослого населення не беруться з нізвідки.
Тож одна з головних задач, яка стоїть перед сучасною українською школою, — забезпечити дітям таку підготовку в її стінах, аби після випуску вони без проблем змогли отримати у вищих навчальних закладах усе необхідне, щоб стати успішними інженерами та винахідниками. На щастя, розвинені країни вже мають готовий рецепт на цей випадок — STEM-освіту. В Україні шкільна система побудована за іншим принципом. Наша школа дає більш потужні теоретичні знання, які часто ніяк не прив’язує до реальних проєктів та практичного використання.
Історично так склалося, що у нас роль лабораторій, де теорію можна втілити на практиці, виконують позашкільні гуртки та організації. Насправді для освіти надзвичайно важливо, щоб теорія йшла паралельно з практикою. «Неможливо уявити STEAM-освіту без фундаментальних дисциплін: математики, фізики, хімії. — говорить Сергій Веретюк, керівник Noosphere Engineering School. — В основі інженерної діяльності лежить фундаментальне розуміння природи речей, явищ та процесів. Це розуміння не може бути інтуїтивним, воно має бути засноване на впевненому володінні математичним апаратом, свідомим розумінням базових фізичних законів, загальних законів розвитку. Також роль математики досить часто зменшують до рахування та обчислень, здатності використовувати відповідні методи математичного аналізу, в той час упускають здатність математики розвивати абстрактне мислення, уяву, креативність — те, без чого неможливо сьогодні уявити сучасного інженера».
Команда інжинірингової школи створює ефективну startup-платформу для молодих спеціалістів України та інтегрує наукові підходи у бізнес-середовище. Вони намагаються зробити з лабораторій осередки інженерної творчості, де студенти та молоді вчені можуть розвивати свої інноваційні ідеї, отримуючи підтримку тьюторів.
Що таке STEM-освіта
Концепція STEM-освіти зародилася на початку XXI століття в США. Спочатку вона використовувалася просто як загальний термін для дисциплін, викладанню яких треба приділити увагу у школі, аби в результаті отримати більше тих, хто зможе далі розвивати інновації. «Основою STEM (S — science, T — technology, E — engineering, M — mathematics) — природничі науки, технології, інженерія та математика. Без цих предметів це не буде STEM-освіта. Останні десятиліття технології отримали бурхливий розвиток, а тому якщо ми бажаємо розвивати наших дітей та йти в ногу із сучасними розробками, то, звісно, потрібно вдосконалювати навчальні програми та забезпечувати навчальні класи необхідним устаткуванням», — пояснює Денис Хміль, генеральний секретар Федерації ракетомодельного спорту України.
Зараз в Україні під STEM-освітою розуміють насамперед саме практичну діяльність дітей, під час якої вони зможуть навчитися майструвати щось високотехнологічне. Тому саме в її межах зараз розвиваються гуртки робототехніки, програмування та різноманітного моделювання, зокрема і створення моделей ракет.
При цьому жодного єдиного підходу чи розуміння того, як має бути організована STEM-освіта, немає. Кожен фахівець сам визначає форми своєї діяльності й те, як вона буде співвідноситися зі шкільною програмою. У роботі зі школярами це дозволяє рухатися власною траєкторією та швидко досягати результатів, які можна показати іншим.
Ракетомоделювання як складова STEM-освіти
Найголовнішою вимогою для сучасної STEM-освіти є її наочність. Саме тому помітною її складовою є різноманітні гуртки, в яких учні своїми руками створюють пристрої, які не лише демонструють ті, чи інші наукові принципи, але й створюють дивовижні шоу. А що може бути більш захопливим, ніж ракета, що стартує в небо?
Ракетомодельний спорт — технічний вид спорту, в межах якого учасники змагаються в конструюванні та виготовленні, організації пуску моделей ракет, а також їх пілотуванні (у випадку, якщо йдеться про радіокеровані моделі). Цей вид спорту призначений для людей практично всіх вікових груп. А в нашій державі ним опікується Федерація ракетомодельного спорту України. Її генеральний секретар Денис Хміль має власне бачення того, що допоможе Україні стати провідною космічною державою. На його думку, розвиток SpaceTach є одним із рушіїв технологічного прогресу ХХ і ХХІ століття, а тому найновіші розробки застосовуються у підкоренні космосу. Враховуючи обмежені ресурси на Землі, людство буде завжди тягнутись до інших планет та зір. Але головною умовою успішного розвитку є інтеграція STEM-освіти як у школи, так і у вищі навчальні заклади. Потрібно відходити від застарілого «сухого» навчання, де діти не розуміють, навіщо їм всі ці знання і де вони їх будуть використовувати.
Денис Хміль впевнений, що ракетомоделювання є прекрасним інструментом для аерокосмічної та технічної освіти молоді. Оскільки дозволяє розглядати науку, технології, інженерію і математику в формі цікавої захопливої діяльності, що потребує розумових зусиль. Проєктуючи моделі ракет на комп’ютері, учні мають можливість використати свою винахідливість відповідно до законів фізики Ньютона, щоб спроєктувати свою власну модель ракети, яка буде правильною з точки зору аеродинаміки. Конструюючи моделі ракет, відточуються навички дрібної моторики, оскільки учні вимірюють, ріжуть і клеять деталі ракет згідно зі специфікаціями, які самі визначають. Вони отримують таку навичку, як командна робота, а також вчаться організовувати групи з багатьма спеціальними обов’язками із пуску ракет та збору цінних даних для обробки й аналізу в класній кімнаті. Для дітей теорема Піфагора візуалізується як гігантський трикутник, який формується траєкторією польоту їхньої ракети, а закони Ньютона повністю імплементуються прямо перед очима учнів. Можна з упевненістю сказати, що наука, технологія, інженерія та математика через ракетомоделювання впроваджуються в реальне життя.
Такий підхід до освіти гаряче підтримує і Сергій Веретюк. Він вважає, що вивчення точних та прикладних наук є тим фундаментом, на якому можна збудувати високотехнологічну промисловість. Проте без сильної економічної складової, яка втілюється у наукових центрах та дослідницьких лабораторіях, Україна так і залишиться країною, що вічно наздоганяє інших: «Безсумнівно, STEAM-освіта може допомогти Україні стати потужною космічною державою. Проте, знову ж таки, якщо говорити про сектор економіки, то варто зазначити, що наявна критична кількість інженерів ще не означає потужну галузь. Високі технології, такі як аерокосмічні, вимагають не тільки першокласних інженерів, а й аналітиків, дослідників, підприємців, продавців, маркетологів, адміністраторів, менеджерів. Тому якщо комплексно мислити, то потужна космічна галузь потребує гармонійного поєднання інженерної, фінансової, управлінської освітніх компонент», — пояснює Веретюк.
Переваги та виклики нового підходу
Головна перевага, що дозволяє STEM-освіті завойовувати популярність, — це спрощення та наочність. Школярі мають змогу «перестрибнути» нудні формули та схеми й одразу перейти до конструювання. Таким чином вони постійно зберігають мотивацію і здатні у процесі засвоювати теоретичні знання, які їм потрібні.
Проблеми такого підходу витікають із його переваг. STEM-освіта — це спрощена модель того, чим займаються високооплачувані інженери, які створюють нові технології. Щоб забезпечити мінімальний поріг входження у неї, вчителі свідомо ховають від дітей складні моменти навчання. Адже на практиці для того, аби виробляти сотні й тисячі роботів, що будуть виконувати якісь дії, їхній винахідник має пояснити іншим інженерам чи автоматизованим системам, що вони собою являють. Для цього необхідні навички креслення та 3D-моделювання.
Щоб квадрокоптер полетів, треба мати уявлення про підйомну силу, володіти формулами для обрахунку стану апарата. Щоб розрахувати, на яку висоту підніметься ракета з картону, потрібно вміти розв’язувати ті самі задачки зі шкільної фізики, які всі вважають нудними.
«STEM-освіта — це не щось миттєве, — каже Денис Хміль. — Тому тут питання якось дивно звучить. Чому дивно? Бо в ньому закладається те, що війна буде довгою, як багаторічне навчання в школі. STEM-освіта — це ж не якийсь курс на пару місяців, пройшовши який діти будуть працювати та створювати сучасні вироби. Це багаторічне навчання. Ми дітей повинні відволікати від війни та створювати умови для повноцінного всебічного розвитку. Зараз взагалі навчальний процес багато де порушений. Все онлайн-навчання дуже погано впливає на якість знань у дітей та їхню соціалізацію. Якраз позашкільні заняття добре допомагають компенсувати неповноцінність онлайн уроків у школі».
Але правда й у тому, що війна зараз стала дуже високотехнологічною справою і перемагає той, хто має більш потужний технічно-економічний потенціал. На думку Сергія Веретюка, військово-промисловий комплекс — як ніколи сьогодні потребує висококваліфікованих інженерів. Величезна кількість ініціатив із конструювання та розроблення військових технологій стала можливою саме через наявну STEM-експертизу та досвід. Проте необхідно вже сьогодні стратегічно підходити до питання збільшення інтелектуального капіталу в галузі інженерії, і STEM-освіта має зіграти саме вирішальну роль, адже сучасна інженерна освіта починається в школах.
Чи потрібні великі витрати на STEM-освіту?
Керівник Noosphere Engineering School вважає, що лабораторії, оснащення, обладнання сприяють не стільки більш ефективному вивченню фундаментальних дисциплін, скільки створюють умови для практичної та проєктної діяльності, у межах якої майбутні дослідники та інженери зможуть безпосередньо побачити красу законів природи, відчути смак креативності та творчості, на практиці втілити свою інженерну технологічну мрію.
«Проте, — зазначає він, — досвід інжинірингових шкіл вказує на необхідність у таких локаціях (лабораторії, хаби, студії) впроваджувати системну методичну роботу, адже проєктна та наукова діяльність — це системна робота. Стосовно витрат — все відносно, сьогодні є можливість брати участь в інженерній проєктній роботі в різних форматах, в тому числі й дистанційно. Головне — бажання, а в який спосіб його реалізувати — це другорядне питання. Мотивація займатися інженерною та науковою справою — ось головна складова успіху».
У STEM-освіті важливо, на що витрачаються гроші, вважає Денис Хміль. Яке обладнання використовувати та як облаштувати лабораторії, залежить від того, який проєкт виконують діти: побудова роботів, деревообробка, ракетомоделювання тощо. Так, наприклад, якщо для побудови роботів можна використати готові конструктори, то для побудови моделей ракет можна використати дуже різноманітний матеріал — від звичайного паперу, клею та ножиць до 3D-принтерів та ЧПУ-станків.
Адже якісна технологічна освіта — це не просто сучасне обладнання, це міждисциплінарний підхід до навчання, який дозволяє на практиці використовувати набуті наукові, математичні, технічні та інженерні знання і вміння для розв’язання поставлених завдань. Головна відмінність STEM-освіти від звичайної, це те, що навчальний процес зосереджений навколо якоїсь проблеми чи дослідження, а вчитель виступає як наставник, який допомагає знайти рішення. Під час такого навчання учні зосереджені не на вчителі, який надає їм «сухий» матеріал, а на практичному завданні, де вчаться його вирішувати шляхом різноманітних спроб та помилок у командній роботі.
«Не правильно казати «фінансові вливання», оскільки діти — це інвестиції в майбутнє України. — підсумовує Денис Хміль. — Ми маємо розуміти, що фінанси, які ми зараз вкладемо в освіту наших дітей, у майбутньому повернуться в десятки, а то й сотні разів більшими в нашу країну».
Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!
Приєднуйтесь: https://t.me/ustmagazine
