STEAM: делай и учись

В результате модернизации системы образования появились новые формы оценки знаний: основной, единый и выпускной государственные экзамены (ОГЭ, ЕГЭ и ГВЭ). Однако спустя несколько лет после работы с тестами педагогическое сообщество заговорило о необходимости усиления практической части в системе проверки знаний. С 2019 года даже ОГЭ по русскому языку будет включать устный экзамен. Это нововведение уже прошло обкатку в некоторых регионах и скоро коснется всех субъектов РФ.

Почему при оценке знаний даже такого предмета, как русский язык, понадобилось усилить практическую часть? Изменения в структуре экзамена имеют серьезные обоснования. Не каждый девятиклассник умеет бегло читать и хотя бы минуту связно говорить на заданную тему, некоторые старшеклассники с трудом выстраивают диалог. Подобная картина наблюдается в отношении многих дисциплин. Среди возможных причин такого положения дел — недостаточно высокий уровень преподавания и переход к письменным формам контроля знаний.

Сегодня целью обучения является натаскивание ученика на определенные оценки при сдаче экзаменационных тестов. Ребенок должен во что бы то ни стало набрать проходной балл для продолжения учебы в школе или для поступления в вуз.

Вместе с тем существуют требования ФГОС, где четко сказано о необходимости развития как предметных, так и метапредметных (STEAM) навыков. Предполагается, что ученик должен не только изучить математику, физику, информатику, но и уметь применять знания и навыки в реальной жизни для решения конкретных задач.

Натаскивая детей на получение высоких баллов, мы упускаем большую и очень значимую часть обучения — практику, без которой знания ничего не стоят. Известно, что дети, обучающиеся на практике, показывают лучшие результаты в STEAM-дисциплинах. По мнению самих педагогов, практические занятия стимулируют воображение, учат концентрироваться, развивают коммуникативные навыки. Решая практическую задачу, ученики лучше запоминают детали, так как получают знания через реальный опыт. Дети работают в парах или малыми группами, а значит, им приходится учиться договариваться, слышать мнение оппонента и принимать или оспаривать его точку зрения. Так развиваются коммуникативные навыки, без которых невозможна жизнь человека в современном мире. И, самое главное, практическое обучение может быть интересным.

STEAM-обучение поможет нынешним школьникам адаптироваться к быстро меняющейся действительности. По оценкам Всемирного экономического форума, две трети детей, сейчас поступающих в школу, будут работать по специальностям, которые еще не появились*. При этом 80% будущих профессий потребуют знаний и умений в области STEAM. Сегодня во всем мире программы STEAM-обучения вводятся на государственном уровне и являются приоритетным направлением подготовки детей к жизни в XXI веке**. Нужно уметь не только приобретать, но и применять эти навыки, так как без адаптивности, коммуникативных навыков, STEM-компетенций, творческого и системного мышления невозможно стать успешным человеком.

Сколько времени тратит на развитие STEAM-компетенций современная школа? Почти нисколько. А ведь можно совмещать обучение, выполнение ФГОС и развитие критически важных навыков. Для этого педагогам предлагаются профессиональные практико-ориентированные инструменты, соответствующие различным уровням образования: дошкольному, начальному или основному.

Например, компания LEGO Education, являющаяся частью группы компаний LEGO — производителя всемирно известных кубиков, почти 40 лет разрабатывает образовательные решения для детских садов и школ. За это время была разработана целостная концепция обучения для детей в возрасте от 1,5 до 16 лет, направленная на стимулирование творческих навыков, создание проектных работ, учебу и сотрудничество в команде. Сегодня программы LEGO Education внедрены более чем в 100 странах мира.

В некоторые решения LEGO Education включена аппаратная часть, которая позволяет программировать созданные учениками модели и механизмы. Например, с помощью набора для начальной школы WeDo 2.0 дети могут изучать технологию и окружающий мир. Набор для основной школы EV3 позволяет совершенствовать знания по математике, физике, информатике. Также есть набор для изучения азов программирования в дошкольном возрасте на интуитивном уровне.

Все образовательные решения LEGO Education разработаны в соответствии с требованиями ФГОС для развития навыков, необходимых в XXI веке. Первостепенное значение уделяется раннему языковому, математическому, социально-эмоциональному, познавательному и художественному развитию.

Сеймур Паперт, математик, программист, психолог и педагог, создатель языков программирования Scratch и Logo — первой и наиболее значительной попытки познакомить детей с новыми технологиями — был убежден, что ученики начальной школы и даже дети помладше могут научиться программировать. «Изучение языков — одно из увлекательнейших занятий для ребенка, — говорил Паперт. — Каждый нормальный ребенок учится общаться. Почему бы ему не научиться общаться с компьютером?»

Сеймур Паперт сотрудничал с группой компаний LEGO и посвятил многие годы созданию интерфейса между компьютерным языком программирования и кубиками LEGO. Паперт был уверен, что «компьютеры приведут нас к изменению принципов обучения в школе».

Сложно спрогнозировать будущее. Но уже понятно, что скоро все успешные сотрудники компаний должны будут системно мыслить и уметь программировать. Кодинг наряду с родным и английским языками станет необходимым для получения высокооплачиваемой работы.

Это подтверждают и последние исследования, например Федерального бюро по статистике рынка труда США*. Предполагается, что занятость в профессиях, связанных с компьютерами, увеличится на 12,5% с 2014-го по 2024 год. Ожидается, что такой рост приведет к появлению почти полумиллиона новых рабочих мест. Вторая группа STEAM-профессий, которая тоже покажет стремительный рост в будущем, — инженерные специальности. По прогнозам, с 2014-го по 2024 год в этой сфере будет создано 65 000 рабочих мест.

На Московском международном салоне образования 2019 года компания LEGO Education представила новое робототехническое образовательное решение SPIKE для развития навыков инженерного проектирования, программирования и ведения проектной деятельности в основной школе. Главной задачей инженеров и методистов LEGO Education было создание эффективного инструмента для решения ключевых образовательных задач XXI века.

С новым набором ученики 5−7 классов не только научатся программировать и конструировать автономные роботизированные системы, но и разовьют уверенность в своих знаниях и умениях по предметам STEAM. 69% старшеклассников, по исследованиям LEGO Education, испытывают постоянный стресс от учебы, особенно в преддверии экзаменов. Уверенность — это то, чего им зачастую не хватает.

Новая робототехническая платформа универсальна: при необходимости модели собираются за считаные минуты, но, если нужно, ученики и их наставники могут собирать очень функциональные проекты.

Вот что говорит Ольга Ломбас, директор LEGO Education в России и СНГ, о важности практического образования: «Семиклассник сидит на уроке математики и думает о том, когда же, наконец, прозвенит звонок и зачем вообще ему все это нужно знать. На следующем уроке, информатики или технологии, начиная программировать робота с LEGO Education, он вдруг понимает, что ему нужна математика. Ученик будет пытаться заполнить пробелы в знаниях, потому что он сам хочет понять, как ему лучше посчитать этот угол или применить теорему Пифагора для того, чтобы робот сделал то, что нужно».

На занятиях с LEGO Education ученики могут погрузиться в мир науки. Например, с учениками 3−4 классов можно изучить ньютоновскую механику. Им можно объяснить, что мы непрерывно наблюдаем физические законы: падение предмета на пол — отличный пример существования закона всемирного тяготения.

Можно рассказать, что такое уравновешенные и неуравновешенные силы, как они воздействуют на движение объекта. В первом случае в пример можно привести волчок, который крутится и не падает, во втором — катание на санках с горы. Можно порассуждать о том, как привести объект в движение, выяснить, по какой поверхности легче тянуть предмет: по гладкой или шероховатой, и спрогнозировать, что произойдет, если сила тяги в одном направлении будет больше, чем в другом. После урока учащиеся должны обсудить тот факт, что объект будет перемещаться в направлении наибольшей толкающей или тянущей силы.

Учащиеся смогут использовать такие слова, как «уравновешенная сила», «неуравновешенная сила», «трение», «вес», и многие другие. В конце урока можно попросить их изложить объяснение в контексте и проанализировать свои проекты с точки зрения реальных жизненных ситуаций, в которых они наблюдали уравновешенные и неуравновешенные силы, а также вывести взаимосвязь связь между выводами и этими конкретными ситуациями.

И это только один из примеров готовых уроков с решениями LEGO Education, которыми могут воспользоваться педагоги. Сегодня в российских школах существуют целые инновационные студии LEGO Education, где дети реализуют космические проекты, пробуют свои силы в программировании, готовятся к робототехническим соревнованиям регионального и международного уровня.

Если опыт школ, практикующих STEAM-обучение, будет позаимствован другими учебными учреждениями общего и дополнительного образования, от этого выиграют и родители, и школа, и система образования в целом. По данным McKinsey Global Institute, к 2030 году 50% работ на производствах будут автоматизированы*. Приобретая STEAM-навыки, изучая программирование и робототехнику, сегодняшние ученики получают реальные возможности для успешной карьеры в XXI веке.