Одним із напрямків інноваційного розвитку природничо-математичної освіти є система навчання STEM (Science-наука, Technology-технологія, Engineering-інженерія, Mathematics-математика), завдяки якій діти розвивають логічне мислення та технічну грамотність, вчаться вирішувати поставлені задачі, стають новаторами, винахідниками. STEM-навчання дозволить зміцнити та вирішити найбільш актуальні проблеми майбутнього.

На міжнародному рівні* визначено наступні ключові заяви, з якими не можуть не погодитися українські фахівці:

- STEM-освіта має починатися з раннього дошкільного віку і продовжуватися в студентські роки.

- Мова науки - англійська. Найбільш значимі наукові ресурси публікуються англійською мовою, у 60 з 196 країн світу англійська має статус офіційної мови. Англійська відкриває широкий доступ до знань: лідер серед мов Інтернету – 800 млн. користувачів, 55% web-сторінок в світі написано англійською мовою, 80% всіх наукових видань публікуються англійською мовою. У «Стратегії розвитку України – 2020» одним із ключових індикаторів визначено, що у 2020 році 75% випускників середніх шкіл будуть володіти двома іноземними мовами.

- Гендерний підхід у навчанні: потрібні програми STEM-освіти для дівчаток. Дівчатка в науці, завдяки своїй акуратності і схильності до роботи з даними, можуть зробити те, що не під силу хлопчикам, але їх потрібно правильно вчити.

- STEM-освіта має будуватися на патріотизмі і любові до своєї країни. Незважаючи на те, що в науці немає кордонів, важливо виростити хорошого фахівця, який приносить користь своїй державі. Проблема витоку мізків без витоку тіл - це нова проблема глобального суспільства.

- Наука повинна захоплювати, займатися наукою має бути цікаво, доступно і радісно. Science is fun! Наука цевесело!

Крім того, раннє залучення в STEM може підтримати не лише розвиток креативного мислення та формування компетентності дослідника, а й сприяти кращій соціалізації особистості, тому що розвиває такі навички, як:

– Співробітництво. Іноді плідна співпраця з товаришами по команді може бути складнішим завданням, ніж фактичне завдання, що стоїть перед командою. Для досягнення інноваційних результатів і вирішення складних завдань, в команді мають працювати особистості з різним науковим і технічним бекграундом. Маленькі, міждисциплінарні команди вимагають співробітництва, взаємодопомоги і швидкого мислення, щоб досягти прогресу в кінці проекту.

– Комунікативність. Незалежно від посадового положення, саме тактовне спілкування, а не тиранія в команді, може сприяти продуктивній спільній роботі і зміцненню авторитету керівництва. Навчання в області STEM надає широкі можливості для спілкування “один на один” і “один-до-багатьох”.

– Творчість. Творчість та інновації йдуть пліч-о-пліч. “Креатив” може вдихнути нове життя у будь-який науковий і технологічний проект, показати його ще не розкриті можливості. Більш того, ті, хто здатний вийти за межі технічних навичок і мислити нестандартно, можуть винаходити щось абсолютно нове в багатьох інших областях життєдіяльності людини.

Вивчення предметної сфери STEM – це спосіб допомогти сьогоднішнім дітям завтра стати новаторами, цілеспрямованими, творчими і надійними ланками команди, суспільства, країни. Така система освіти вчить жити в реальному швидкозмінному світі, вміти реагувати на зміни, критично мислити, бути творчою особистістю.

Впровадження в Україні системи навчання STEM сприятиме:

– модернізації системи психолого-педагогічної, методичної, практичної підготовки майбутніх вчителів природничо-математичних предметів та підвищення кваліфікації педагогічних кадрів. Майбутнє – за технологіями, а майбутнє технологій – за вчителями нового формату, які можуть повести учнів за собою, розширивши їхній кругозір до безкінечності;

– налагодженню видавництва методичної, науково-популярної, довідкової літератури та створення інформаційно-методичних комплексів з природничо-математичних предметів (електронні посібники, віртуальні лабораторії, електронні бази даних, освітні портали тощо), а також забезпечення умов їх використання у школі;

– підготовці вчителів природничо-математичних предметів та впровадження в навчальний процес сучасних інформаційно-комунікативних технологій;

– налагодженню виробництва вітчизняного навчального обладнання і дидактичних засобів навчання;

– застосуванню підходу до навчально-виховного процесу, який передбачає розвиток особистості, спрямований на активне та конструктивне входження у сучасні суспільно-політичні процеси і досягнення високого рівня самореалізації.

Вирішення зазначених питань на державному рівні дасть можливість забезпечити єдині підходи та вимоги до рівня надання освітніх послуг природничо-математичного напряму та забезпечить рівні умови здобуття освіти для всіх учнів.

Сьогодні в Україні вже робляться перші кроки впровадження системи навчання STEM. Якщо йдеться про початкову школу, то це формування навичок дослідницької діяльності, але, звичайно, у формі доступній для певного віку, психічного і ментального розвитку; закладення основ обізнаності зі STEM-галузями і професіями; стимулювання інтересу учнів до подальшого опанування курсів, пов’язаних зі STEM. У середній школі вводяться міждисциплінарні програми навчання, збільшується поінформованість учнів зі STEM-предметів і професій, а також академічних вимог у STEM-областях і професіях. У старшій школі забезпечується складна програма навчання з акцентом на застосуванні STEM-предметів, пропонуються курси і шляхи для підготовки у STEM-областях і професіях, а також учнівську молодь готують до успішної післяшкільної зайнятості та освіти. При цьому, на будь-якій стадії ця система «наводить мости» і з’єднує шкільні й позашкільні можливості та форми навчання.

В Україні сьогодні сформувалася досить цікава система роботи з інтелектуально обдарованими дітьми:

- конкурси, олімпіади – й державні, й недержавні;

- мережа спеціалізованих ліцеїв і гімназій, випускники яких демонструють хороші результати;

- система позашкільної освіти.

Це той трикутник, на базі якого потрібно вибудовувати підходи до впровадження принципів наукового й інженерного методів, усіх інших практик в освіту дитини.

Необхідно також покращити партнерство з бізнесом, щоб спільно фінансувати відкриття STEM-центрів, літніх наукових STEM-шкіл, що дасть можливість школярам познайомитися з наукою, взяти участь в наукових дослідженнях, визначитися із своєю майбутньою професією.

В рамках реалізації першого етапу становлення STEM-освіти в Україні, з метою подальшої реалізації наукової освіти школярів, пропонується зосередитися на наступних пріоритетних кроках:

- створити мережу регіональних STEM-центрів для інформаційного, методичного забезпечення навчальної діяльності учнів загальноосвітніх навчальних закладів;

- створити при кожному регіональному STEM-центрі робочі групи розробників, експертів і модераторів навчального процесу;

- створити мережевоцентричне середовище STEM-центрів забезпечення науково-орієнтованої освіти школярів з метою модернізації математично-природничного та гуманітарного профілів освіти, а саме: перегляду змісту навчальних програм, підручників, методів і методик викладання в системі дошкільної, шкільної та позашкільної освіти на предмет їх відповідності сучасним світовим вимогам та синхронізації з тематичними напрямками розвитку основ наук та технологій;

- гармонізувати методичні та програмно-інформаційні засоби та стандарти, що використовуються існуючими міжнародними системами STEM-освіти, з навчальними процесами загальноосвітніх навчальних закладів України;

- організувати Всеукраїнський координаційний центр щодо розробки методичних та інформаційних засобів забезпечення процесів розвитку STEM-освіти в Україні;

- провести для вчителів, методистів, модераторів навчального процесу STEM-центрів, розробників та експертів серію тренінгів з користування міжнародною системою наукових грантів та системою захисту інтелектуальних прав;

- створити електронні майданчики міждисциплінарних лабораторій для підключення загальноосвітніх закладів України до мережі STEM-центрів;

- сформувати регіональні робочі групи мережі STEM-центрів щодо забезпечення на постійній основі розробку нових навчальних матеріалів з апробацією у процесі регулярного навчання учнів загальноосвітніх навчальних закладів;

- створити відкритий репозитарій навчальних ресурсів щодо забезпечення науково-орієнтованої освіти в Україні.

Впровадження в навчально-виховний процес методичних рішень STEM-освіти дозволить сформувати в учнів найважливіші характеристики, які визначають компетентного фахівця:

- уміння побачити проблему;

- уміння побачити в проблемі якомога більше можливих сторін і зв'язків;

- уміння сформулювати дослідницьке запитання і шляхи його вирішення;

- гнучкість як уміння зрозуміти нову точку зору і стійкість у відстоюванні своєї позиції;

- оригінальність, відхід від шаблону;

- здатність до перегруповування ідей та зв'язків;

- здатність до абстрагування або аналізу;

- здатність до конкретизації або синтезу;

- відчуття гармонії в організації ідеї.

Це дозволить наблизити зміст різноманітних сфер науково-технічної діяльності людського суспільства до навчального процесу.

* Міжнародна конференція «STEM forward» відбулася у червні 2014 року в Єрусалимі. Конференція була організована компанією Intel.