Наследие да Винчи, или Чем STEAM отличается от STEM


Гениальный Леонардо да Винчи стал одним из тех, кто смог опередить свое время. Несколько веков назад он предсказал появление таких немыслимых на тот момент вещей, как летательные аппараты, автомобиль, танк, экскаватор, парашют, акваланг и многое другое. В творчестве великий Леонардо применял свои научные знания в области анатомии и физики, а в научных изысканиях сочетал математику, физику и… искусство. Пять столетий спустя образовательный подход STEAM, в котором сплелись естественные науки, технология, инжиниринг, искусство и математика, является актуальным образовательным трендом. Сегодня мы расскажем о том, что такое STEAM, чем он отличается от STEM и почему это так важно для современного образования.


Дошедшие до наших дней чертежи Леонардо да Винчи – настоящие произведения искусства

Вначале было слово, и слово было STEM

Акроним STEM (Science – наука, Technology – технология, Engineering – инжиниринг, Mathematics – математика) появился раньше, чем STEAM. В 1985 году на политическом форуме в США впервые задались вопросом, насколько эффективными для потребностей страны являлись принятые на тот момент инициативы по развитию образования в таких предметных областях, как математика, естественные науки и инжиниринг. Позже, в 2001 году, американский биолог и администратор Национального научного фонда США Джудит Рамали впервые использовала акроним STEM. Вместе со своей командой Джудит занималась разработкой учебных планов по этим предметам, и между собой сотрудники использовали акроним SMET. Однако Джудит посчитала, что STEM (в переводе с английского «корень»‎, «стержень»‎, «основа»‎) благозвучнее, и с ее подачи акроним закрепился как для обозначения четырех крупных предметных областей в образовании, так и для связанных с ними сфер занятости. С 2008 года STEM стали широко использовать как образовательный термин.

Но что же кроется за названиями этих четырех дисциплин? Следует отметить, что единого определения этого понятия в образовании еще не принято, поэтому мы воспользуемся одним из многих. Акроним используется для обозначения образовательного подхода, который сочетает в себе обучение математике и научным дисциплинам через включение в учебный процесс практик научного исследования, технологического и инженерного дизайна, междисциплинарных тем и формирования навыков XXI века.

А зачем нужен STEM?

Образование в области естественных наук, технологии, инжиниринга и математики привлекло всеобщее внимание по ряду причин. Главную роль сыграли изменения на рынке труда: все больший интерес стали вызывать новые технологии и инновационное развитие. В начале 2000-х годов в США, на родине STEM, всячески подчеркивалась взаимосвязь между инновациями, занятостью в сфере науки и технологий и процветанием общества. На фоне стремления к повышению своей конкурентоспособности на глобальном экономическом рынке США остро нуждались в квалифицированных кадрах в области STEM. Основой подготовки будущих специалистов является школьное образование, однако в 2000-е годы в рейтингах международных исследований TIMSS и PISA американские школьники занимали далеко не верхние строчки.

В связи с этим в стране были инициированы исследования различных образовательных практик для поиска решения, которое позволило бы дать каждому школьнику ключевые знания и навыки в области STEM. К таким навыкам относят:

  • решение задач;
  • умение мыслить инновационно;
  • коммуникацию и сотрудничество;
  • критическое мышление;
  • метакогнитивные навыки: адаптивность, системное мышление, умение связывать между собой разный образовательный опыт;
  • саморегуляцию;
  • предметные компетенции: навыки инженерного дизайна, математического мышления, программирования и т. д.
Главная задача STEM-образования – научить школьников понимать, как изучаемые ими научные концепции работают на практике, как применить полученные знания в реальной жизни и как, опираясь на навыки XXI века, заложить основу для успеха в дальнейшей учебе и работе.

Добавляем творчество!

Внедрению компонента A (art – «искусство»), превратившего STEM в STEAM (в переводе с английского steam – «пар»), во многом поспособствовал американский графический дизайнер и специалист в области компьютерных технологий Джон Маэда из Школы дизайна Род-Айленда. Возглавив школу в 2008 году, Маэда начал активно продвигать идею о том, что искусство будет играть важную роль в «креативной экономике» XXI века. По его мнению, именно творческий компонент делает инновационные продукты более желанными для потребителя, а одним из самых ярких примеров применения подхода STEAM на практике он считает продукцию компании Apple, которая сочетает в себе инновационные технологии и дизайн, полюбившийся миллионам пользователей. 


Джон Маэда

Новый акроним отразил новые требования рынка. Внутри STEM-отраслей стал расти спрос на навыки креативного мышления и знание дизайна, истории, музыки, визуального искусства и т. д., что позволило решать задачи более творчески и инновационно. Другими словами, если подход STEM больше фокусируется на научном познании, то STEAM направлен на то, чтобы использовать естественные науки, технологию, инжиниринг и математику в творческом процессе.

Разумеется, говоря о STEAM, не следует ограничиваться дизайнерскими гаджетами. В полной мере идея Джона Маэды отражается в изделиях австралийского дизайнера и ученого-исследователя Леи Хайсс. Сочетая в своей работе STEM и искусство, она создает ювелирные украшения для людей с проблемами со здоровьем. 


Ожерелье – монитор сердечного ритма. Украшение предназначено для людей, перенесших инфаркт или испытывающих проблемы с работой сердца. Устройство собирает данные о сердечном ритме и в режиме реального времени передает их лечащему врачу.


Кулон для безболезненного введения инсулина пациентам с диабетом. 

Не самая аппетитная, но актуальная, красивая и полезная инновация на стыке науки и творчества принадлежит британке Сюзанне Ли. Для производства дизайнерской одежды под маркой BioCouture она использует материал, который… выращивает из микробов! Для этого применяется метод ферментации: в большое количество сладкого зеленого чая Сюзанна добавляет бактерии и дрожжи, и в течение нескольких недель они поглощают жидкость, выделяя нановолокна из целлюлозы. Из этого материала, который Сюзанна называет «овощная кожа», впоследствии шьется одежда и обувь (ее моделируют при помощи компьютерных технологий), а самое главное – он не просто биоразлагаемый: под воздействием воды материал превращается в полезный компост. Так что проблем с утилизацией такой одежды точно не будет.



Биобомбер и биотуфли лучше не надевать в дождь

Фантастические проекты и обучающие мастер-классы экологического и промышленного дизайнера Стивена Мушина, сочетающие в себе творчество, физику и биологию, погружают детей и взрослых в атмосферу приключений и помогают им понять, как взаимодействуют творения природы и человека. Один из крупных проектов Стивена – игровая площадка Terra Wonder в экологическом парке CERES в Мельбурне (Австралия), идея которой строится вокруг изучения почвы. Вся площадка – своеобразный клочок земли, увеличенный в 500 раз. Организмы, населяющие почву, представлены в человеческий рост, а главной изюминкой проекта стала многоножка размером с автобус, усики которой приводят в движение паровые двигатели. Проект выполнен без использования пластика и с максимально возможным применением переработанных материалов.



Рисунки Стивена Мушина чем-то напоминают работы Леонардо да Винчи

Все вышеперечисленное – лишь некоторые примеры того, как подход STEAM уже применяется на практике. А будущим новаторам еще предстоит научиться, как интегрировать свою творческую мысль в науку, создавая полезные вещи и опровергая сложившееся мнение о том, что если ты хорош в математике и технических науках, то ты не творческий человек.

От слов к делу

Теперь рассмотрим, как обстоят дела с внедрением STE(A)M-образования в школах разных стран.

В России большое внимание уделяется формированию естественно-научной грамотности у школьников и развитию компетенций педагогов в части ее формирования. В марте 2021 года создана Национальная ассоциация учителей естественных наук, которая призвана обеспечить взаимодействие педагогов естественно-научных дисциплин, повысить их профессиональное мастерство, аккумулировать передовые научные знания и инновационные образовательные технологии.

В рамках федерального проекта «Современная школа» национального проекта «Образование» по всей России в сельских школах и школах малых городов создаются новые центры образования естественно-научной и технологической направленности «Точка роста». Главной целью «Точек роста» является обеспечение качественного общего образования вне зависимости от места проживания школьников. До конца 2024 года сеть «Точек роста» будет включать 24 тысячи центров. Также в рамках проекта «Современная школа» на базе общеобразовательных организаций в регионах страны открываются детские технопарки «Кванториум», ориентированные на преподавание физики, химии, биологии, технологии, а также проведение факультативных и элективных курсов по направлениям STEM.

Но ведь для того, чтобы учить школьников быть новаторами, и учителя должны не отставать от современных технологий. С этой целью на площадках педвузов в 2021 году открыли первые 10 педагогических «Кванториумов». Они помогут решить целый ряд задач: студенты педвузов научатся работать с современным высокотехнологичным оборудованием, которым оснащаются школы, действующие педагоги получат возможность повысить квалификацию, а школьники, придя в такой технопарк в рамках программ профориентации, смогут на практике убедиться, в какой области им будет интересно развиваться и творить. До конца 2023 года на базе региональных педвузов будут работать 33 технопарка.

Большие планы по развитию STEM-образования имеет и Китай. Впервые на официальном уровне STEM-образование было признано в Китае в феврале 2017 года, когда Министерство образования КНР выступило с заявлением о том, что подход STEM будет использован при составлении учебного плана начальной школы. В 2018 году объявлен План действий для продвижения STEM-образования в Китае до 2029 года. Главная цель плана – обеспечить развитие у школьников навыков научного и инновационного мышления. Реализации плана способствует объединение ресурсов научной и промышленной сфер.

В Австралии в 2015 году приняли Национальную стратегию STEM-образования в школе на 2016–2026 годы, которая фокусируется на развитии математической, научной и цифровой грамотности. Флагманом совместных действий, направленных на реализацию стратегии, стал учрежденный в 2017 году Партнерский STEM-форум. Он объединил усилия лидеров промышленной и образовательной отрасли и упростил сотрудничество между школой, промышленной и деловой сферами. По инициативе Министерства образования Австралии был разработан инструментарий – онлайн-ресурс, предназначенный для учителей, лидеров школ, родителей и промышленных партнеров, содержащий как общую информацию по теме STEM, так и пошаговую инструкцию по внедрению STEM-инициатив в образовании и их оценке.

Великобритания входит в первую тройку стран по количеству публикаций по теме STEM-образования в 2002–2019 годах. В стране созданы различные организации, поддерживающие STEM-образование в школах. Среди них STEM Learning – организация, которая занимается вопросами профессиональной подготовки педагогов в области STEM; программа STEM Ambassadors и Британская научная ассоциация – организация, развивающая ресурсы для поддержки STEM-обучения.

Помимо внедрения STE(A)M на официальном уровне, существует масса англоязычных ресурсов для учителей, желающих разнообразить свои уроки при помощи различных подходов, сочетающих науку и творчество: NASA, Mystery Science, Exploratium и множество других.

STEM или STEAM?

Ответить на вопрос, какой подход в образовании лучше, сложно, поскольку все зависит от возможностей и потребностей ребенка. Кроме того, оба подхода еще сравнительно молоды и постоянно развиваются.

Если рассматривать подходы с точки зрения будущей карьеры, то перечень востребованных профессий как в области STEM, так и в STEAM очень широк. По данным Исследовательского центра Пью, занятость в сфере STEM только в США увеличилась на 79% с 1990 года (с 9,7 до 17,3 миллиона человек), и, согласно прогнозам Бюро трудовой статистики США, до 2029 года количество занятых в этой области вырастет еще на 8,8%. Вместе с тем активно развиваются и STEAM-отрасли: компьютерные игры, веб-дизайн, создание симуляторов и т. д., так что сложно прогнозировать, за кем в итоге будет пальма первенства.

И все же некоторые специалисты отдают предпочтение STEAM, так как этот подход позволяет дать обучающимся всестороннее образование и при помощи метода креативного решения задач сформировать у них мышление XXI века, а также привлечь в STEM тех, кто никогда не считал себя «технарем» и не задумывался о возможной карьере в науке.

Между тем уже обсуждаются новые подходы STEMM (STEM + Music) и STREAM (STEAM + Reading – «чтение»), так что будущее, несомненно, сулит нам еще немало интересных трендов в образовании.

История не знает сослагательного наклонения, но, если бы Леонардо да Винчи оказался в нашем времени, он, вероятно, высоко бы оценил современные возможности и для инноваций, и для творчества.