Файл: Опыт решения проблемы обучения и развития детей в развитых странах (США, Франции, Великобритании, Японии, Германии и др.).pdf

В основе STEM-образования лежит в числе прочего дореволюционный российский и советский опыт подготовки инженерных кадров. В технологически развитых странах мира разработаны образовательные стратегии, позволяющие развитие STEM-образования на всех уровнях, начиная с дошкольного. Чтобы больше понять систему, а также увидеть слабые и сильные стороны, обратимся к статье 2017 года : «Анализ опыта США и Великобритании в развитии STEM-образования», написанной сотрудниками Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого. Из неё мы узнаём, что развитие и обучение точным наукам в ХХ веке в США очень страдали по многим причинам, таким как: не востребованность, необеспеченное финансирование и недостаток знаний . Большинство учителей данного направления получили образование в Европе.

Дети в советской России посвящали около 35% своего учебного времени на изучение точных и естественных наук и иностранных языков. В середине ХХ в. в 23% общеобразовательных учреждений США физика и математика не преподавались, и вовсе. По данным С. П. Тимошенко, только 20% американских учеников в школах изучали физику, и лишь 13% – тригонометрию и стереометрию. Число студентов, принимавших участие в подготовке инженеров-исследователей в Америке, которая к тому же была доступна лишь на последипломной ступени, было совсем незначительным по сравнению с количеством тех же в России.

Для такой неблагоприятной ситуации было несколько причин и основной было недостаточное финансирование. Часто именно этот вопрос не позволял научным работникам углубиться и посвятить себя научно-исследовательской работе, руководить молодыми сотрудниками. Однако, нельзя упускать тот факт, что финансирование от некоторых государственных и частных предприятий всё же было, но даже тогда предмет исследований должен был представлять какой-то интерес для того или иного инвестора. К сожалению, это не способствовало стабильности в развитии науки в стране.

С другой стороны из проблемы финансирования вытекала другая, возможно, и более важная – это недостаточный интерес американских граждан к научной деятельности, в следствии – и недостаток квалифицированных кадров для руководства научно-исследовательской работой. Большинство преподавателей, которые обучали выпускников, были студентами заграничных европейских ВУЗов. Академическая и научная деятельность не имела в Америке того престижа, что и в России, поэтому талантливая молодежь страны просто не видела своего будущего в научной карьере.

Базируясь на вышеуказанной статье можно определить, что в основе STEM-образования лежит дореволюционный и советский опыт подготовки инженерных кадров. Также, для развития STEM-сферы важны: поддержка инициативы и свобода в практике педагогов и учеников, повышение интенсивности сотрудничества в данной теме, эффективная переподготовка кадров и вовлечение в обучающий процесс практиков, исследователей и инженеров. Такие передовые страны мира как: США, Великобритания, Австралия, Китай, Тайвань, Южная Корея разрабатывают учебную программу под названием К-12 STEM (образование от детского сада до 12 класса школы), создающуюся как сборник интегративных междисциплинарных подходов к каждой из STEM-сфер.

3.1. Анализ опыта США в развитии STEM-образования

В Америке вопросами образования занимаются на различных уровнях, также стандарты и преподаваемые предметы могут меняться от штата к штату в зависимости от местного управления. В соответствии с Законом США «O координации действий в области STЕМ-образования» от 2009 года, был создан Kомитет при Hаучно-технологическом совете для управления федеральными программами и мероприятиями в сфере поддержки STEМ-образования.

Полномочиями данного Комитета является:

- управление действиями федеральных агентств STEM-образования

- развитие и распространение каждый пятилетний период политики в сфере STEM-образования

- разработка и установление краткосрочных и долгосрочных целей, определение единых методов измерения достигнутых результатов в области STEM-образования

- оценка эффективности программ и мероприятий STEM-образования

- создание и развитие списков государственных программ в сфере STEM-образования

Комиссия по науке, инженерному делу и общественной политике Академии наук CШA также разработала мероприятия, наиболее необходимых для развития STEM-образования. Они предусматривают:

-увеличение таланта обучающихся за счет повышения качества дошкольного и школьного математического образования в рамках программы К-12 STEM;

- развитие уровня квалификации учителей с помощью дополнительного обучения в областях STЕМ-образования и технологий преподавания;

- увеличение потока абитуриентов, подготовленных к поступлению в специализированные и высшие учебные заведения для получения STEM-образования.

Учитывая административное устройство страны, на территории США находят своё применение и негосударственные организации, управляющие деятельностью по развитию данного направления в сфере образования. Одной из них является Объединение в области STEM-образования. В состав данной коалиции входят более тысячи организаций. Его главная цель – обеспечение качественного STEM-обучения на всех этапах образовательного процесса и возможность получения образования в течение всей жизни. Однако, важно отметить, что на каждом этапе образовательного процесса делается необходимый вклад в конечный результат – в качество STEM-подготовки. То есть, чем раньше ребёнок начинает знакомиться со STEM-науками, тем больше шансов обеспечить доступ к высшему образованию или другим способам профессионального развития.

Также, вышеуказанное Объединение в сфере STEM-образования рекомендует обеспечить:

- учёт успеваемости студентов в области STEM-образования

- поддержку эффективного профессионального развития и подготовки педагогов STEM-образования

- увеличение потенциала STEM-кадров

- привлечение в сферу STEM-образования малочисленных в этой области групп людей

- стимулирование талантливых и эффективных STEM-кадров

- развитие STEM-образования в мире, путём стимулирования деятельности первоклассных образовательных организаций

- использование термина STEM-образования в полной мере, не ограничиваясь только математикой, внедряя и инженерные технологии и науки

- конструирование комплексного подхода в создании учебных планов, предусматривание аудиторных и внешкольных занятий, совместных и летних мероприятий в сфере STEM-образования

- формирование инновационной научно-исследовательской базы преподавания и разработка учебных материалов направленных на STEM-образование

- согласованность программ К-12 STEM-образования

- привлечение бизнес и промышленных организаций в STEM-образование на разных уровнях

В США особая роль отводится двухлетнему высшему образованию в STEM-области, получаемому в муниципальных колледжах. Также, огромное внимание уделяется взаимосвязи школ и университетов. С 70-х годов прошлого столетия были созданы различные пути их взаимодействия. Прежде всего это – исследовательские университеты. При проведении оценки заявок на финансирование данных проектов, главным аспектом было наличие предложений, нацеленных на увеличение использования системы К-12 STEM-образования.

Итак, в рамках Национальной нанотехнологической инициативы были выбраны шесть ведущих исследовательских университетов для формирования Национальных научных центров наноинженерии при:

- Университете Райс ( Хьюстон, штат Техас)

- Университет Корнуэл ( Итак, штат Нью-Йорк)

- Колумбийский университет ( город Нью-Йорк)

- Гарвардский университет ( Кембридж, штат Массачусетс)

- Северо-западный университет ( Эванстон, штат Иллинойс)

- Политехнический университет Ренсселера ( Трой, штат Нью-Йорк)

Эти учебные заведения устанавливают связи со школами, помогая им вводить в обучающий процесс новые STEM-науки, тем самым мотивируя и выявляя талантливую молодёжь для продолжения образования в университете с дальнейшей научно-исследовательской работой. Учащиеся школ изучают химию, физику, азы наноинженерии, а также имеют доступ к лабораторным исследованиям университетов.

Программы университетов предусматривают различные направления деятельности. Так, в Гарварде каждую пятницу группа школьников и 3-4 учителя в течении одного дня обучаются по программе схожей со студенческой: лекции, обед, послеобеденные лекции, лабораторные работы и семинары. В рамках данных программ, благодаря активному содействию преподавателей и студентов высших учебных заведений, происходит ненавязчивое и своевременное знакомство школьников с университетской жизнью.

Наряду с этим в университетах существуют программы переподготовки учителей, где они работают совместно с профессорами и аспирантами университета над научными проектами. Данная практика рассчитана на 4-6 недель в период летних каникул и далее сохраняются контакты и связи в течение всего учебного года.

Такой замечательный дуэт школ и высших учебных заведений – это очень взаимовыгодная идея, потому как и студенты-старшекурсники приходят в школы и работают с учителями, а учителя, в свою очередь, приводят старшеклассников в лаборатории, где есть современные микроскопы для нанопрезентаций и опытов. Ведущие преподаватели помогают школьникам выбрать тему научных исследований и развиваться в этом направлении уже со школьной скамьи.

Ниже приведены отслеженные на практике примеры такого взаимодействия:

- в Музее наук в Бостоне есть служба вопросов-ответов, а также, возможность получить копии лучших лекций по интернету

- в Колумбийском университете существует двухлетняя программа подготовки учителей, программы по научной ориентации учащихся, в которых задействованы аспиранты и старшекурсники.

- в Университете Северо-Запада действует программа привлечения людей разных возрастных, социальных, расовых и религиозных групп к нанотематике

- сотрудничество Университета Северо-Запада с музеем науки и промышленности г. Чикаго, организации тематических экспозиций, чтение лекций и консультации

- программы для старшеклассников

- модульная программа рассчитанная на проф-ориентацию старшеклассников и подготовка специалистов с аспектами прикладных отличий

- многие университеты предлагают курсы для системы К-12 в областях нано- биоинженерии

- к окончанию школы учащиеся, задействованные в программах, получат системные знания и значительный опыт в проведении исследований.

Данная система лаконична для современного образования, так как является идеально сбалансированным взаимодополняющим циклом с одной общей целью – внедрение и совершенствование STEM-образования, тем самым совершенствуя развитие нации и человечества в целом. В этой работе взаимодействуют все звенья замкнутой цепи, а именно:

- ученые исследователи, которым часто никак не знакома педагогическая практика и они просто не способны изложить материалы доступным для школьников языком

- факультеты университетов, призванные разработать инновационные методы преподавания для педагогов

- школы, обязующиеся организовывать сбалансированный подход обучения по всем STEM-наукам, а также интегрируя дополнительные предметы по нанотехнологиям для лучшего раскрытия потенциала учащихся.

Все эти меры направлены на увеличение эффективности взаимопомощи исследовательских и образовательных учреждений, ранее и продуктивное привлечение талантливой молодёжи к исследовательской работе в соответствии с нуждами нынешней экономики. Современный тандем школ и университетов США осуществляет различные способы и методы соотрудничества в сфере STEM-образования. Так к примеру, активно работают ассоциации школьных правлений, ассоциации школьных комитетов, регулярно организовываются конференции, на которых обсуждаются актуальные вопросы STEM-образования, такие как:

- поддержание высокого уровня учебно-образовательных планов

- расширение языковой базы

- включение внеклассного обучения в расписание средних и старших классов

- обеспечение технологического оснащения учебных помещений

Главным институциональным новшеством является рекомендация по развитию математических школ. На 2017 год в Соединённых Штатах насчитывалась примерно сотня математических школ. На практике доказано, что данные школы являются мощным инструментом для подготовки выпускников с основательными знаниями и огромным интересом к точным наукам, что позволяет достичь больших успехов на высшем уровне. Развитие математических школ – программа, доказавшая свою эффективность в подготовке будущих инженеров и учёных.

3.2. Развитие STEM-образования в Великобритании

Опираясь на вышеуказанную информацию о современном образовании в стране туманного Альбиона или изучив Приложение 1, мы можем ясно представить систему образования в Англии. Здесь дети поступают в школы в очень раннем возрасте, проводят в школах от 11 до 13 лет, для перехода в старшую школу обязательна успешная сдача общего экзамена, система оценивания схожа с американской, но в отличие от США, в Великобритании нет централизованной государственной координации в сфере STEM-образования. Но всё же можно выделить две основные организации, которые курируют в сфере развития STEM-образования.