Как STEM обучение улучшает успеваемость учащихся столичных школ
Почему учебные заведения, где применяется STEM-образование, растят будущих лидеров и высококлассных специалистов? Рассказываем на примере школы Haileybury Astana, в которой внедряют этот новаторский подход и открывают детям безграничные возможности.
Чем отличается STEM-образование от традиционного?
Но разве сейчас дети не изучают эти предметы в школе? Особенность STEM-подхода в том, что все дисциплины в нем тесно взаимосвязаны. Допустим, перед нами стоит задача запустить космическую ракету, построить мост, очистить нефть или собрать робота. Очевидно, что без широких познаний в разных областях физики, химии, математики и программирования это сделать сложно. И поэтому STEM интегрирует их в единую схему обучения, когда проходят «проекты», а не предметы. В такой образовательной среде дети получают знания и сразу учатся их использовать.STEM – это новая методика обучения школьников и основной тренд в мировом образовании. Название содержит аббревиатуру дисциплин, которые становятся самыми востребованными: наука, технологии, инженерия и математика.
S – science
T – technology
E – engineering
M – mathematics
В традиционных же учебных программах школьники изучают науку в теоретической плоскости, каждый предмет отдельно. Они чаще всего не понимают, для чего необходимо запоминать бессмысленные формулы и заучивать теоремы, как найти им применение в жизни. И такой метод не вдохновляет детей. А ведь чтобы стать в будущем востребованными специалистами, нужны знания из самых разных областей естественных наук, инженерии и технологий!
Сейчас флагманом STEM-образования в Казахстане становятся школы Haileybury. Они активно внедряют новые методики изучения наук, приглашают специалистов-практиков на работу и всячески мотивируют учеников создавать свои проекты.
«В нашей школе STEM-дисциплины занимают центральное место. И это не только традиционная физика, математика или химия – наши ученики изучают программирование и занимаются робототехникой на серьезном уровне. На уроках мы используем специальное лабораторное и учебное оборудование, 3D-принтеры, робототехнические наборы LEGO.
Кроме того, каждый год наша школа проводит свою собственную STEM-олимпиаду. Мы получаем сотни заявок на участие от самых сильных учеников в стране, но до финальной части доходят только лучшие кандидаты, которые получают приглашение для дальнейшей борьбы за сто процентный грант по программе Международного бакалавриата (IB). Ведь поощрять юных инженеров и ученых – это важная миссия наших школ!».
Какие достижения показывают дети при STEM-подходе
Выпускник школы Артур Туралиев, еще учась на гранте в Haileybury Almaty, завоевал первое место в Национальном конкурсе инновационных проектов за создание портативного водородного электрогенератора. А одно из самых интересных его изобретений – полностью функциональный скейтборд из переработанной бумаги, который соответствует прочности оригинальной доски. За него Артур был удостоен премии Совета британских международных школ COBIS Best Technology. Сейчас Артур учится на гранте в одном из лучших британских технических вузов Лафборо (Loughborough University).
А выпускник Haileybury Astana Владислав Винтенбах также во время учебы в школе разработал инновационный проект «Мокрый газон в качестве источника энергии». Его оригинальная идея основана на базовых принципах химии, биологии и физики: в процессе прорастания газона за счет фотосинтеза в большом объеме выделяются продукты, перерабатываемые бактериями. В ходе такого процесса происходят химические реакции, которые и приводят к выработке электрического тока.
Успехи учеников Haileybury во многом становятся возможными благодаря наставникам, которые преподают STEM-дисциплины. К примеру, совсем недавно факультет математики и программирования в Haileybury Astana возглавил Харрисон Джеймс, выпускник Кембриджа и Университета Йорк. А вот для учеников средних классов научные дисциплины ведет Фархана Далмадж – специалист по медицинской биохимии и кандидат наук в области исследования клеточного матрикса.
Из школы прямиком в Центр управления полетами
Вообще школа стремится всячески мотивировать детей, особенно в старших классах, заниматься научными проектами и исследованиями. Например, в качестве поощрения двадцать лучших учеников Haileybury Astana осенью прошлого года отправились на стажировку в космическое агентство NASA! Там они приняли вызов, поставленный учеными для планирования пилотируемой миссии на Марс. Юные инженеры работали над реальными кейсами в области космоинженерии и астрофизики, которые NASA предлагает школьникам в своей специальной образовательной программе.
В Космическом центре им. Джонсона ученики изучали комплексы, где разрабатывают и управляют ракетами, а также готовят астронавтов. Они познакомились с настоящими астронавтами и почувствовали, как меняется гравитация во время подводного плавания в специальной симуляционной камере.
Так прошла неделя увлекательных исследований по Образовательной программе NASA-2018 для учеников Haileybury. Возможно, кто-то из них в будущем станет покорителем космоса!
«STEM-подход – это не только метод обучения, но и способ мышления. Сейчас как никогда стало важным, чтобы уже в стенах школы дети получали навыки и знания, необходимые для решения комплексных задач. Поэтому в Haileybury учебный процесс в средних и особенно в старших классах ориентирован на междисциплинарность. Это дает ученикам возможность провести прочные связи между всеми изучаемыми предметами. То есть мы организовали учебный процесс так, чтобы дети постоянно собирали и анализировали данные, находили необходимую литературу, готовили публикации и презентации по своим исследованиям. Наши студенты разрабатывают реальные проекты для решения актуальных задач. Именно так, я считаю, школьные проекты могут вдохновить на серьезные научные разработки в будущем».
Кто задает стандарты изучения STEM
В январе для учеников Haileybury выпала уникальная возможность перенять опыт у студентов Массачусетского технологического института (MIT). Его лучшие студенты отправляются в учебные заведения по всему миру по программе наставничества вуза MISTI – MIT International Science and Technology Initiatives. Казахстан вошел в список двадцати двух стран мира, где она действует. А школам Haileybury выпала честь стать официальным партнером MISTI.
Так студенты MIT «заражают» других идеями своего университета. А идея выражена в его девизе «Головой и руками». Ведь научная и инженерная подготовка в вузе изначально ориентируется больше на усвоение практических навыков, чем на теоретические знания.
Чтобы поделиться своим уникальным подходом в изучении наук в Алматы и Астану на три недели приезжали студенты Софи Мори и Алекс Линч. Каждый из них разработал собственный курс, который подчеркивает практический подход MIT к образованию.
«Нужно постоянно расширять границы знаний детей, и STEM-обучение это делает лучше всего. При составлении программы для учеников Haileybury я решила включить предметы, которых нет в школьной программе. Например, мы с детьми знакомились с криптографией, как дисциплиной на стыке математики и компьютерных наук. Она исследует способы шифрования и передачи информации, а также конфиденциальных данных.
С учениками старших классов на уроках программирования мы изучали цифровую лингвистику. Этот раздел науки занимается обработкой текстовой информации, семантического поиска в интернете и, самое главное, созданием новых интерфейсов общения между человеком и компьютером.
Кстати, я была приятно удивлена, что все ученики свободно говорят на английском. Пожалуй, сейчас английский можно назвать языком STEM-дисциплин да и всей современной науки в целом. Дети, которые владеют им, легко смогут изучать инженерию, технические и естественные науки. Поэтому я советую родителям обратить внимание на этот фактор, а также на то, что STEM-ом можно заниматься с любого возраста.
Для этого достаточно любознательности и креативности, которые присущи абсолютно каждому ребенку. Даже когда трехлетний малыш увлеченно собирает конструктор LEGO, в нем растет будущий инженер. Вам нужно лишь поощрять его и помогать узнавать новое!»
«Сразу отмечу, что меня сильно поразили казахстанские школьники. Хотя до начала обучения сомневался, потянут ли они мой курс, поэтому программу я выстраивал интуитивно уже во время занятий.
В Haileybury мы работали с учениками средних и старших классов. Наши занятия проходили строго в интерактивном живом формате, мы вручную собирали электрическую цепь, паяли микросхемы, подсоединяли к ним устройства. Кажется, иногда дети даже не осознавали, насколько важные навыки и знания они приобретают, ведь занятия проходили в процессе игры и эксперимента.
О STEM нужно знать одну главную вещь – это не просто мода в образовании. Сейчас это самый реальный и эффективный подход для решения глобальных мировых проблем: в экологии, энергетике, медицине, инженерии, строительстве и т.д. Будущее сложно представить без высококлассных специалистов и ученых, поэтому школы должны как можно скорее внедрять этот подход.
Например, на уроках физики можно не просто заучивать теории и формулы, а строить модель моста. Конструируя его, дети работают головой и руками, проверяют свои расчеты в реальности. Инженеры и ученые всегда оттачивают свои навыки, проводя сотни часов над тестированиями прототипов и экспериментами.
А еще STEM-подход можно применить везде. Для этого не всегда нужны дорогостоящие лаборатории и оборудование. Базовые инженерные навыки уже формируется, когда ученик строит тот же мост из подручных материалов.