Что такое STEM?

В настоящее время все чаще и активней стала упоминаться аббревиатура STEM на различных информационных ресурсах, посвященных образованию. Образование по стандартам STEM становится темой различных конференций, или о нем можно слышать от различных производителей учебного оборудования. А вместе с ней звучат заявления и убеждения, что STEM — это прогрессивный подход к обучению, он всенепременно должен придти на смену нынешней системе образования детей, что это круто, классно, что он уже внедряется во всех развитых странах мира и т. д. и т. п.

Однако во всех статьях на данную тему нередко дается очень скудная и обрывочная информация о том, что же на самом деле означает этот STEM, и в чем состоит его суть. Приводятся отдельные принципы и особенности, но читателям часто тяжело собрать их в единую целостную картину представления об этом современном образовательном веянии.

Компания «Эвольвектор» решила досконально разобраться в этом вопросе и изложить свое понимание того, что это. А также выяснить, почему и, самое главное, для чего нам нужен (или категорически не нужен) этот ныне модный STEM?

Скорей всего, вы уже знаете, какие именно слова скрываются за этими буквами. А если не знали, то наверняка выяснили, увидев иллюстративный заголовок к данной статье. Расшифровывается упомянутое буквосочетание, как Science — наука, Technology — технология, Engineering – инженерное дело, Mathematics — математика. В последнее время еще добавляют букву А, получая тем самым STEAM. Это буква появляется от слова Art – искусство. Тем самым предпринимается попытка расширить сферы применения данного образовательного подхода. Но в базовом варианте он все-таки более распространен.

Не правда ли, на первый взгляд немного странное сочетание, если держать в уме, что эти слова олицетворяют целый подход к построению новой системы образования детей школьного возраста?

Не является ли перебором погружать школьников в науку? Ведь ученые — это умнейшие люди, которые занимаются сложнейшими вещами, и большинство школьников это по определению не потянут.

А технология? Мы привыкли, что технологии — это нечто, что применяется на заводах и фабриках для производства различной продукции. Разумеется, этим тоже занимаются взрослые, профессионально состоявшиеся специалисты. Что тут смогут понять, и чему могут научиться дети?

Про инженерное дело и говорить нечего. Сложно себе представить инженера, который еще не окончил университет или институт и даже… школу.

А вот математика — это да. Для школы вполне подойдет. Изучают ее с первого класса среднего образования. Но употребляется она в этой системе вместе с другими понятиями и странность остается…

Но это на первый взгляд. А если заглянуть более глубоко в первопричины появления этой системы и в сам ее смысл, то все встает на свои места и становится абсолютно понятным.

Сейчас все объясним. Просто и доходчиво.

Начнем с того, что просто оглянемся вокруг себя и вдумчиво оценим те предметы, что окружают каждого из нас.

Что вы видите?

Ну конечно же, всё зависит от того, где вы находитесь. Если вы дома или в офисе, то однозначно вы будете в окружении мебели. Шкафы, стулья, столы, тумбочки. Скорее всего, будет и какая-то бытовая техника или оборудование для офиса. Помещение, где вы будете пребывать, однозначно будет отремонтировано — на полу ламинат или ковролин, на стенах краска или обои. Выйдя на улицу, вы стопроцентно будете наблюдать автомобили, возможно, велосипеды с мотоциклами и, если повезет, то в небе будет пролетать самолет.

Одним словом, нас окружают миллионы умных и не очень устройств, машин, материалов, и бытовых предметов.

А теперь попробуйте ответить на простой вопрос: откуда это все взялось?

Ну конечно же, все это покупается во всевозможных магазинах — скажете вы. А туда все эти предметы попадают с промышленных предприятий, которые производят данную продукцию. Есть, конечно, вероятность, что некоторые предметы, которыми вы пользуетесь, являются результатом лично вашего труда или труда ваших родственников, знакомых (проще говоря, поделки). Но чаще всего на 99,9% вещи, которыми мы пользуемся, произведены промышленным способом на заводах.

Вот мы и подошли к первому и самому ключевому выводу из анализа окружающих нас вещей. Весь наш мир, наша техносфера состоит из продукции, которую производят промышленные предприятия. Они изготавливают изделия, которые мы используем в нашей каждодневной, практически ежеминутной жизни. Мы используем их либо непосредственно, либо применяем для строительства и организации нашего быта, работы, отдыха. Они целиком определяют уровень развития человечества.

Таково устройство мира в 21-м веке. Именно оно обеспечивает динамичное развитие нашей цивилизации. Нам не надо абсолютно все делать своими руками (от ложки до собственного дома и телег), как это было еще лет 200-300 назад.

Мы теперь можем купить все самое лучшее, передовое, инновационное. Все готовое, произведенное на предприятиях, применяющих современные технологии изготовления продукции. Быстро и легко. После чего получаем удовольствие от использования.

Хорошо, но теперь вернемся к детям и, собственно, к их образованию. Мы их растим, воспитываем и учим. Готовим к взрослой жизни. К тому, чтобы они стали самостоятельными, нашли в будущем работу, смогли себя обеспечивать и развивать уже свою семью.

Нашли в будущем работу… Секундочку, но где они будут работать? Ну конечно же кто где. Кто-то станет актером. Иной выучится на парикмахера. Некоторые будут чиновниками. А очень большое количество бывших школьников получат высшее или среднеспециальное образование и окажутся на тех самых промышленных предприятиях, которые, как мы выяснили, формируют своей продукцией и изделиями строение нашей техносферы.

А это уже второй важный вывод. Большинство сегодняшних детей будут работать на производственных предприятиях и участвовать в создании и изготовлении тех самых всевозможных продуктов, которые мы с вами покупаем в магазинах. Они будут создавать продукты. Впрочем, даже если люди работают не на промышленных предприятиях, а в сфере услуг, — они тоже производят продукты. Только их продукцией являются не материальные предметы, а эти самые услуги.

Теперь самое важное. Во всех развитых странах власти давно поняли, что наш мир и все наше окружение — это прямые или косвенные продукты, произведенные различными компаниями и предпринимателями. И чем совершеннее и инновационнее эти продукты, тем выше уровень развития государства. Тем выше благосостояние граждан, поскольку качественные современные продукты хорошо продаются, а значит, на них можно зарабатывать. Следовательно, образование детей надо выстраивать так, чтобы в рамках него научить подрастающее поколение создавать новые и очень желательно инновационные изделия. Чтобы у них изначально формировался соответствующий образ мышления. Чтобы они сразу привыкали проходить весь путь создания продукта: от идеи до его серийного производства.

И вот тут-то выходит на «сцену» система обучения STEM. На самом деле она является квинтэссенцией принципов создания нового продукта.

Судите сами. При разработке и выпуске нового инновационного изделия всегда надо проходить несколько принципиально важных составляющих общей работы.

 1. Научные исследования. Речь, конечно, не о фундаментальной академической науке, а о прикладной. Прежде чем разработать что-то новое, надо, как говорится, исследовать вопрос. Провести эксперименты с материалами, компонентами, механизмами. Исследовать их характеристики, свойства, параметры работы. Все это исследования и все это наука. Любой продукт почти всегда начинается с этого. И очень часто этим продолжается. Собрав прототип, мы все равно будем исследовать его работу, чтобы выполнить так называемую доводку — доработку до требований качества и надежности.

 2. Инженерное дело, то есть разработка и проектирование. После сбора информации в процессе исследований обычно на ее основе выполняется непосредственное конструирование будущего продукта. Начинается таинство создания. Пробуются разные конструкции и схемы, пока не будет найдено оптимальное для поставленной задачи решение.

 3. Математика. Без нее не обойтись решительно нигде, в особенности при создании продуктов. Придется много всего считать — это неизбежно. Инновационность во многом обеспечивает математическое моделирование. Именно оно используется и в исследованиях, и при проектировании (расчете размеров, параметров, характеристик изделия). Так что математика — это стержень, основание, на которое многое крепится.

 

 4. Технология. Ну конечно же после того, как все исследовано, посчитано, и спроектировано, продукт надо запустить в серийное производство. Ведь именно для этого он и создается, чтобы потом он производился и становился доступным потребителям, то есть обществу. А производство основано на технологиях обработки материалов и сборки конечного изделия. Технология — это преобразующая деятельность человека, посредством которой обычно материалы превращаются в детали, а детали — в конечное изделие, то есть продукт. Поэтому технологии занимают очень значимое место в процессе создания продукта. О них надо всегда помнить и учитывать при разработке продукта.

Таким образом вот эти 4 составляющие и образуют аббревиатуру STEM. Они же являются теми «китами», на которых стоит процесс создания новых продуктов и процесс их производства.

Причем заметьте, что они перечислены примерно в той последовательности, которая соответствует естественному ходу работ над продуктом. И этот порядок не совпадает с тем, который имеет место быть в аббревиатуре. Однако это совершенно не важно. Существующая расстановка букв в ней выбрана ради удобства произношения. Согласитесь, если попробовать их переставить местами, то будет звучать либо неказисто, либо непроизносимо. А вот СТЕМ произносится легко без напряжения.

На самом деле наука, инженерия, математика и технология настолько тесно взаимосвязаны и перемешаны между собой при создании продукции, что последовательность установить почти невозможно. Исследования могут быть в начале, в середине и конце. Математика, как уже было сказано, пронизывает процесс разработки насквозь. Технологии надо держать в уме также на всех этапах. Более того, порой возможность создания и существования изделий вообще целиком определяется технологией. Технология производства позволяет — есть продукт. Не позволяет — создать продукт невозможно. Да и инженерная проработка продукта тоже многогранна и многоэтапна. Так что просто произносим так, как удобно.

Ну что ж, давайте подведем общий итог всем этим долгим рассуждениям и объяснениям. Сформулируем коротко из 7 пунктов положения STEM образования, которые полностью описывают содержание и особенности этой системы.

1. Наш мир состоит из продуктов, выпускаемых предприятиями или предпринимателями. Поэтому STEM в целом учит быть создателями новаторских продуктов. Это основная суть системы.
2. Продукт применяется на практике, поэтому STEM обучение строится через решение детьми реальных практических задач и проблем путем выполнения проектов.
3. Разработка продукта — это объемная работа, из-за чего обычно этим занимается целый коллектив. Поэтому один из главных принципов системы STEM является обучение детей командной (совместной) работе над проектами.
4. Перспективы продуктов на рынке прямо зависят от того, насколько они инновационны. Для создания инноваций нужны прикладные научные исследования. Поэтому стандарты STEM учат детей заниматься прикладными науками, генерировать идеи, исследовать, собирать необходимую информацию, экспериментировать и учиться на ошибках.
5. Любой продукт является результатом инженерного проектирования, поэтому STEM через выполнение проектов формирует у детей навыки инженерной работы и умение мыслить как инженер.
6. Проектируя новый продукт, надо всегда думать о том, как его потом можно серийно изготавливать. Отсюда важное место технологий создания деталей и устройств целиком в системе образования STEM.
7. Без выполнения математических расчетов невозможно проектирование нового и тем более инновационного изделия, поэтому STEM учит детей применять математику на всех этапах выполнения проектов.

Теперь, имея исчерпывающее объяснение, что представляет собой современная система образования STEM, давайте ответим на вопросы, которые были поставлены в начале статьи.

Почему и для чего нам необходимо внедрение STEM образования?

Вообще говоря, чуть выше по тексту уже дан ответ на этот вопрос. Наш современный мир конкурентен. Он построен на основе конкуренции. Конкурируют между собой бизнес-компании, предприниматели. Соперничают между собой на экономическом поле целые государства. И совершенно очевидно, что только лучшие товары выигрывают борьбу за покупателя. Это дает возможность обеспечивать себя создателям данных продуктов, и создает ресурсы для развития.

STEM – это тот инструмент, который позволяет:

• открыть у большего количества детей таланты быть творцами и создателями новых продуктов, которые впоследствии будут составлять экономику всей страны;
• повысить их уровень подготовки по сравнению с обучением без STEM, и тем самым способствовать повышению инновационности продуктов, которые эти дети, став специалистами, будут создавать;
• увеличить в результате количество инновационных компаний и стартапов, которые будут учреждать в будущем творчески подготовленные люди.

Поэтому мы убеждены что активное использование STEM в обучении детей в результате однозначно приведет к росту уровня промышленного и экономического развития нашей страны. И мы считаем, что это безусловно нужно каждому гражданину России.

Однако при всей востребованности и перспективности STEM – это такая штука, с которой надо обращаться аккуратно. Прежде, чем пробовать себя на творческом поприще и пытаться изобретать инновации, ребенок в обязательном порядке должен получить базовые знания по изучаемым с советских времен предметам. Особенно это важно с учетом того, что в рамках STEM-направленности обычно выступают такие новые предметы, как робототехника. Следовательно, STEM должен не замещать, а дополнять существующую систему образования, чтобы совместить лучшие учебные практики, формировавшиеся в российском образовании десятилетиями. То есть его целесообразно рассматривать STEM, как элемент модернизации основной программы обучения и как систему дополнительного образования, раскрывающую и развивающую творческие наклонности детей.

А как считаете вы?