STEM- образование в ДОУ
методическая разработка

STEM – образование в ДОУ

Изначально STEM-технологии были разработаны для совершенствования и обновления процесса подготовки профессиональных исследователей и инженеров в высших учебных заведениях. Однако практика показывает, что гораздо большего эффекта можно добиться, если внедрять элементы междисциплинарного интегративного подхода уже начиная с детского сада. Дошкольники более восприимчивы к новой информации, их психика более податлива, пластична, поэтому знания усваиваются быстрее, умения и навыки формируются без особого сопротивления. Такой хороший багаж на самом старте будет весомым преимуществом, дополнительным плюсом в копилку компетенций, гарантом высокой конкурентоспособности специалиста в будущем.

Поговорим о концепции STEM и об особенностях применения такого подхода в дошкольных учебных заведениях. 

Что такое STEM?

Термин STEM представляет собой аббревиатуру, которую образуют первые буквы английских слов Science (наука), Technology (технология), Engineering (инженерия) и Mathematics (математика). Этим акронимом обозначают набирающий популярность подход к образованию – его содержанию, структуре, организации учебно-воспитательного процесса.

Его суть в ориентации на практическое применение получаемых знаний, в выстраивании тесных связей между учебными дисциплинами, в визуализации научных явлений, дающей наглядное представление всего, что происходит, и облегчающей более глубокое понимание закономерностей, которые объясняет теория.

Идея такого подхода возникла в 2001 году: ученые Национального научного фонда США (в ведении NSF – фундаментальные исследования и образование во всех научных сферах за исключением медицины) предложили таким образом обновить существовавшую в то время систему вузовской подготовки исследователей и инженеров. Постепенно география «присутствия» STEM-технологии расширялась, а элементы такого подхода распространялись за пределы высшего образования – на школу и дошкольные учебные заведения.

Аббревиатура STEM дополнялась другими элементами и видоизменялась. Например, в акроним добавили букву A, которая обозначает Art – искусство, и получился STEAM-подход, в котором появилась эстетическая составляющая, являющаяся неотъемлемой частью технического прогресса (взять хотя бы эргономичный дизайн новых гаджетов или комфортные условия, необходимые для эффективной работы). STEAM в свою очередь превратился в STREAM – когда к исходной версии добавили R – Research (исследования) или Robotics (робототехника).

По такому же принципу возникла масса других комбинаций дисциплин – расширился вариативный ряд STEM-подхода, в который, помимо исходных естественных наук, инженерного искусства, технологий и математики, стали входить медицина, экология, инновации, экономика и т. д.

Цели STEM-технологии

Интегративный подход помогает представить окружающий мир как многоуровневую, сложную, цельную систему, которая пронизана взаимосвязями.

Ключевые цели внедрения STEM-подхода в образование можно сформулировать так:

• сократить дистанцию между теоретическими знаниями, которые усваиваются в процессе обучения и воспитания, и умениями и навыками применять эти знания на практике, приблизить их к реальности;
• выстроить и показать в доступной для учащихся форме межпредметные связи;
• содействовать развитию интеллектуальных способностей;
• научить не только добывать информацию, но и перерабатывать ее и находить всему практическое применение;
• создать прочные связи между образовательными учреждениями, работой, жизнью в социуме, окружающей действительностью, которые будут способствовать совершенствованию STEM-грамотности и повышению конкурентоспособности каждого специалиста. 

На каких принципах основан STEM-подход

STEM-обучение строится с опорой на следующие принципы:

1. Образовательный процесс организуется в формате проектов. Для работы над каждым таким проектом ребята объединяются в группы (команды) и решают учебные задачи сообща.
2. Обучение имеет практическую направленность. Реализация проектов дает результаты, которые уже готовы к использованию – в учебе (например, для усовершенствования учебно-воспитательного процесса), в быту (для нужд семьи), к внедрению на производстве (на уровне предприятия или города) и т. д.
3. Интегративный междисциплинарный характер обучения. Предметы изучаются не по отдельности, как в традиционной школе (когда фрагментарные знания из разных областей науки вроде есть, а как их применять и зачем, непонятно), а рассматриваются в тесной связке друг с другом. Педагог так строит учебные задачи, что для их решения нужно использовать знания, умения и навыки сразу из нескольких дисциплин – из разных отраслей науки.
4. Основой образовательного процесса становятся дисциплины, имеющие первостепенное значение при подготовке исследователей и инженеров, а это естественные науки (биология, география, физика, астрономия, химия) и технические (инженерные) дисциплины (геометрия, информатика, компьютерная графика).

Таким образом, в учебно-воспитательном процессе достаточно внимания уделяется и формированию жестких навыков (hard skills), и развитию гибких навыков (soft skills).

В чем преимущества STEM-образования?

По мнению экспертов, у STEM-подхода есть ряд существенных плюсов:

1. Интегративный подход – когда предметы изучаются не изолированно друг от друга, а в тесной связке.
2. Практическая направленность – полученные знания готовы к применению в реальной жизни. Каждое усилие приносит конкретный результат, учащиеся понимают, что и для чего они делают, поэтому педагогам не приходится никого ни к чему принуждать.
3. Каждое занятие по программе STEM представляет собой поиск решений какой-либо проблемы, развивает навыки критического мышления. Поэтому затруднительные ситуации в жизни перестают вызывать сильный стресс, а лишь помогают мобилизоваться и найти выход.
4. Умение находить нестандартные решения самых разных вопросов укрепляет уверенность в себе.
5. Командная работа развивает коммуникативные навыки, учит искать компромиссные решения, высказывать свою точку зрения и спокойно относиться к мнению других.
6. Вовлечение в техническое творчество (и последующая увлеченность им) может стать важным шагом на пути к профессиональному самоопределению.
7. Умение мыслить системно, ставить задачи, находить их решения, получать результат – ценный опыт, который к тому же способствует развитию креативного мышления.

STEM-подход учит быстро разбираться в новой теме, в непонятной сфере, что очень актуально сегодня – когда изменения происходят каждый день: повсеместно внедряются инновационные технологии, появляются навороченные гаджеты с огромным количеством функций. Того, кто прошел обучение в формате STEM, ничто не испугает, даже если человек выберет для себя сферу, далекую от науки и техники.

СТЕМ в ДОУ: система образовательных модулей

Лучшее время для того, чтобы заложить фундамент будущих знаний, характера, темперамента, личностных особенностей, уникальных способностей и талантов – раннее детство. Уже в дошкольном возрасте можно формировать STEAM-компетенции – лепить из пластилина и развивать навыки моделирования, делать игрушки из соленого теста и одновременно знакомиться с длиной, шириной и высотой предметов или создавать объемные конструкции из картона. Хорошо если такие полезные игры в домашних условиях находят продолжение и в детских дошкольных учреждениях, а потом и в школе.

Одна из особенностей внедрения STEM-технологии в учебно-воспитательный процесс в ДОУ – модульная система.

Выделяют шесть образовательных модулей, каждый из которых направлен на решение определенного круга задач. Использование этих модулей в комплексе способствует развитию интеллектуальных способностей и вовлекает детей в исследовательскую деятельность, приобщает к научно-техническому творчеству. Рассмотрим более подробно каждый из модулей.

• Математическое развитие

Основная задача этого модуля – познакомить детей со сложением и вычитанием, научить их сравнивать и сортировать предметы – раскладывать их по определенным признакам (по цвету, по форме и размеру, от большего к меньшему и т. д.), находить лишнее. Для этих целей используют различные раздаточные материалы, наборы геометрических фигур, объемные геометрические тела, логические блоки и головоломки, приспособления для сортировки, счеты и шнуровки, пособия для сенсорного развития, круги Луллия, математические конструкторы и др.

• Эксперименты с живой и неживой природой

В рамках этого модуля ребята в увлекательной форме приобщаются к исследовательской деятельности: узнают, что такое научная лаборатория, зачем проводят научные эксперименты и при помощи какого оборудования это делают, кто такие ученые и чем они занимаются; знакомятся с приборами, без которых опыты вряд ли получатся – с лупой и микроскопом. Дети учатся наблюдать за явлениями и объектами живой и неживой природы (растениями, животными, атмосферными осадками) и фиксировать то, что им удалось увидеть, например, в специальном дневнике наблюдений или календаре погоды. Ребята узнают о свойствах воздуха и воды, учатся классифицировать (есть животные, а есть птицы или насекомые; птицы бывают перелетные и те, кто остается зимовать дома; животные могут быть домашними или дикими и т. д.). 

• Дидактическая система Фребеля

Этот модуль способствует развитию пространственного мышления, формирует естественно-научную картину мира у дошкольников. Помогает в этом самый первый в мире обучающий материал для детей – «Дары Фребеля», который был придуман известным немецким педагогом, создателем самого первого в мире детского сада Фридрихом Вильгельмом Августом Фребелем.

«Дары» представляют собой набор из предметов, которые различаются по форме, цвету, фактуре, размеру и по тому, что с ними можно делать. Среди них есть, например, шерстяной мяч, деревянный шар с кубом и цилиндром или большой куб, который состоит из 27 кубиков поменьше, полоски бумаги для создания аппликаций или палочки, из которых можно выкладывать слова или фигурки. «Дары» используются в игре – самой естественной деятельности для детей – и помогают развивать умственные способности ребенка. 

• Робототехника

В этом разделе учебно-воспитательного процесса ребят знакомят со сложными процессами, представленными в упрощенном варианте. Например, они впервые заглядывают внутрь робота, пусть и игрушечного, изучают, из чего он сделан. Или знакомятся с элементами программирования, сенсорными приборами. Или примеряют на себя роль конструктора.

Задача этого модуля – вовлечь детей в процесс технического творчества, пробудить интерес к техническим дисциплинам, изобретательству, замотивировать на изучение этого направления и, возможно, уже в юном возрасте определиться со своей будущей профессией. 

• LEGO-конструирование

Работа с красочными элементами конструктора – это не просто баловство, игра. Это привычное детское занятие развивает мелкую моторику, фантазию, внимание и память, учит сравнивать, анализировать, обобщать, различать параметры и типы крепления, помогает лучше ориентироваться в пространстве (которое может быть и двухмерным, и трехмерным), знакомит с элементарными принципами механики, демонстрирует работу простейших механизмов.

Конструировать что-либо можно и в одиночку, и в компании. А это помогает воспитывать в ребятах и самостоятельность, и командный дух, учит распределять роли, принимать коллегиальные решения.

• Мультистудия «Я творю мир»

Просмотр мультфильмов и мультсериалов – одно из приоритетных занятий дошкольников. Образовательный модуль «Мультистудия «Я творю мир» предоставляет ребятам возможность погрузиться в процесс создания настоящих мультиков.

Они знакомятся с историей мультипликации, с техниками, которые используются для создания анимационных фильмов, узнают, что делают «на площадке» режиссер и сценарист, оператор и художник-мультипликатор, как мультяшные персонажи обретают свои голоса. А далее начинается самое интересное – производство собственного мультфильма, которое включает: разработку сюжета, создание декораций и персонажей из подручных средств, подбор саунд-трека и подготовку раскадровки, съемку и озвучку фильма, монтаж и совместный просмотр того, что получилось в результате. Если же в детском саду STEM-технология используется в нескольких группах, можно устроить конкурс мультфильмов с оценками жюри, голосованием и настоящими призами

В такой понятной игровой форме модуль знакомит дошкольников с цифровыми технологиями, учит представлять результаты своей собственной работы на суд зрителей.

Проекты, основанные на STEM – технологии, часто требует командной работы педагогов, детей и родителей. И только совместная слаженная работа сможет дать успешные плоды. Внедрение STEM-образования в нашем дошкольном учреждении открывает новые горизонты для развития детей, закладывает фундамент для их будущего обучения и помогает формировать активных, любознательных и уверенных в себе личностей.