STEM образование

https://anrotech.ru/blog/chto-takoe-stem-obrazovanie/

Интерес к STEM образованию — закономерный ответ на изменчивые условия современного общества. Главная задача образования сегодня заключается в воспитании конкурентоспособных профессионалов, которые будут востребованы на рынке труда. В XXI веке возрастает потребность в IT-специалистах, инженерах и специалистах высокотехнологичных производств. А эти профили в свою очередь требуют от выпускника метапредметного обучения, которое является гарантом того, что человек подготовлен к дальнейшей карьере, готов к изменчивым вызовам современного мира.

Среди прочих задач современного образования — повышение привлекательности инженерных специальностей и внедрение комплексного обучения. Об этом свидетельствуют обновленные ФГОС.

Суть STEM образования

Проблема качества инженерного образования не теряет своей актуальности. Один из подходов к решению — реализация программы обучения Всемирной инициативы CDIO (придумывай, внедряй, разрабатывай, управляй). 

Первый стандарт образования — системообразующий — задает главную цель инженерного образования: подготовка выпускника, который способен осуществить полный цикл реализации инженерного продукта. Для достижения этой цели возможно внедрение обучения по системе STEM. Данная концепция подразумевает интеграцию научных областей. STEM технологии также позволяют решать задачу выполнения обновленных ФГОС в части планируемых метапредметных результатов. 

Основные положения STEM образования:

• Объединяет несколько дисциплин (наука, технология, инженерия, математика и естественные дисциплины).
• Связывает теорию одного объекта с практикой другого (например, применение свойств геометрических фигур к инженерному проектированию).
• Может сочетать две практики: научное исследование и инженерное проектирование.
• Один из предметов может играть ключевую роль в зависимости от уклона школы.

Метапредметные навыки, которые осваивают учащиеся в ходе обучения можно разделить на две группы:

Регулятивные: 

• умение определять необходимые действия в соответствии с поставленной задачей и составлять алгоритм их выполнения; 
• сверять свои действия с целью и при необходимости исправлять ошибки самостоятельно;
  
• оценивать продукт своей деятельности по заданным критериям. 
  

Коммуникативные:

• умение работать в группе (общаться, распределять роли); 
• умение выражать и отстаивать свое мнение; 
  
• умение организовывать учебное сотрудничество и совместную деятельность со сверстниками и учителем; 
  
• находить общее решение на основе согласования позиций и общих интересов; 
  
• формулировать, аргументировать и отстаивать свое мнение. 
  

В 2011 году московские школы стали одними из первых, где начали внедрять концепцию STEM образования. Ниже в качестве примера представлена структура и форма организации STEM образования, включающая в себя пять учебных предметов (физика, химия, биология, физическая география, астрономия).

«Естественно-научный кластер» реализуется следующим образом: 

• 5–6-е классы — знакомство с понятиями и явлениями, формирование базовых лабораторных навыков и умений в рамках изучения интегрированного предмета «Естествознание»; 
• 7–8-е классы  — изучение каждого предмета образовательной области «Естественные науки» в формате модулей-погружений и в логике межпредметных связей; 
• 9–11-е классы — обучение по программе Международного бакалавриата с возможностью выбора индивидуального учебного трека. 
• Предусмотрена индивидуальная траектория обучения с выбором дополнительных курсов по подготовке к профильным олимпиадам с ориентацией на дальнейшую профессиональную деятельность. 

Основное учебное время школьники, объединенные в группы по два–четыре человека, посвящают решению различных практических задач при помощи лабораторных экспериментов. Учащиеся получают учебные задания через школьную информационную среду.

Экскурс в историю

https://anrotech.ru/blog/chto-takoe-stem-obrazovanie/

STEM стратегия была разработана в США, после того как руководство страны выразило обеспокоенность отставанием американских учащихся от школьников других стран в естествознании и математике. В 2010 году в системе образования Америки произошли изменения, связанные с переориентацией программы. Была определена специфика STEM-образования: преподавание и обучение в области естественных наук, технологии, инженерии и математики, включающие в себя образовательные мероприятия на всех уровнях — от дошкольного до послевузовского образования как в формальных (уроки), так и в неформальных (после школы) условиях. 

В России толчок для развития STEM образования в 2014 году дал Президент РФ. В своем Послании Федеральному собранию он дал установку на необходимость выведения инженерного образования в России на мировой уровень. После этого в стране создали Национальный центр развития технологий и базовых элементов робототехники. 

В 2018 году Россия оказалась на 30-м месте по показателю математической грамотности, согласно Программе международной оценки знаний школьников и Международному исследованию знаний по математике и естественным наукам, а по естественнонаучной грамотности — на 33-м месте. 

В идеале ключевые позиции в сфере высоких технологий должны занимать соотечественники. Программы школьного, средне-профессионального образования, а после — бакалавриата должны быть нацелены на постепенное формирование простых квалификаций с последующим усложнением.

Переподготовка педагогов

Группа исследователей из Высшей школы экономики оценила общий уровень технологической подготовки учителей как умеренный с уклоном в положительный. Главное, эксперты отметили максимально низкий уровень технофобии среди преподавателей, что делает возможным внедрение новых технологий в образовательный процесс.

Среди трудностей, о которых говорят учителя о внедрении STEM технологии, можно выделить следующие:

• Дефицит навыков работы с современными технологическими решениями и оборудованием;
• Недостаточность материально-технической базы, что не позволяет использовать те или иные инструменты в учебном процессе; 
• Психологические барьеры, страх перед новыми технологиями и рисками; 
• Слабая методическая поддержка: отсутствие рекомендаций, примеров заданий и инструментов, регламентов их применения.

Мы предоставляем полный комплект для обучения по системе STEM: наши модели подходят для интегрированного обучения и вместе с ними идут сопроводительные материалы: методички, планы уроков, презентации и примеры заданий. Подробнее можно ознакомиться в нашем каталоге.

Для развития STEM педагога не актуальны прежние программы подготовки. Доктор педагогических наук Марина Михайловна Шалашова в своих исследованиях обобщила элементы, необходимые преподавателю для работы в формате STEM:

• Погружение в контекст (современные технологии, обновление содержания естественных наук, технологического образования, знакомство с нанотехнологиями); 
• Практикумы по самостоятельному приобретению нового опыта, погружение в работу с технологическими кейсами от реальных предприятий и бизнеса; 
• Супервизия как экспертное консультирование и сопровождение; 
• Постпрограммное сопровождение на первом году после окончания обучения, помощь и консультирование в реализации проектов детей, переосмысление практики работы в области проектной и исследовательской деятельности обучающихся.

STEM образование позволяет сформировать у школьников, а затем и у студентов целостное видение действительности во взаимосвязи изучаемых отраслей знания и развить у них не только специальные, узкопрофессиональные навыки, но и универсальные способы деятельности.