STEM-образование (science, technology, engineering, mathematics) — это феномен, в основе которого лежат междисциплинарность и метапредметность, использование технологических решений в процессе познания и преобразования мира. Нет смысла осваивать современные технологии, изучая физику, математику, биологию и другие естественнонаучные дисциплины отдельно друг от друга, потому что в таком случае не формируется единая картина мира, не создаются условия для освоения содержания через деятельность. Именно за STEM-образованием, объединяющим системный подход и практику, будущее. Когда именно эта система подачи знаний станет основной во всем мире — лишь вопрос времени, а подготовка учителей к работе в этой парадигме — одна из ключевых задач на сегодняшний день.

В послании Федеральному собранию 4 декабря 2014 года президент В. В. Путин назвал Национальную технологическую инициативу одним из приоритетов государственной политики. Справедливо отмечено, что технологии работают только в том случае, если есть люди, способные их развивать и использовать. Следовательно, основные задачи — это подготовка молодого поколения, способного создавать и применять новые технологии, а также развитие навыков обращения с современными технологическими решениями у старшего поколения, сотрудников офисов и производств. И две эти задачи — вызов для системы как общего, так и профессионального образования.

STEM сегодня называют одним из основных трендов в развитии образования. Это приоритет в образовательной политике США, Японии, Китая и других стран. В России также развивается сеть детских технопарков, ЦМИТов, фаблабов, и уже остро ощущается нехватка кадров для работы на всех этих площадках. Подготовленных учителей и педагогов дополнительного образования, способных и готовых прививать детям живой интерес к технологиям и проектированию, увлекать наукой и исследованиями, очень мало.

Мы изучили исследования Т. Е. Хавенсон и ее коллег (2020), на основании которых можно сделать вывод о том, насколько педагогическое сообщество готово к внедрению в массовую практику технологических решений, в первую очередь цифровых. Коллеги из ВШЭ рассматривали готовность учителей к переходу на дистанционный формат обучения и трудности этого перехода. Общий уровень технологической готовности учителей, по результатам исследования, определен как умеренный с небольшим отклонением в позитивную сторону. Было отмечено отсутствие открытой технофобии, что позволяет рассчитывать на возможность решения проблемы посредством развития соответствующих компетенций учителей в системе дополнительного профессионального образования (ДПО). При этом важно отметить, что те педагоги, которые демонстрируют низкий уровень технологической готовности, слабо представляют себе современные инструменты обучения, а их квалификации недостаточно для работы с технологиями и учебным оборудованием.

Среди трудностей, о которых говорят учителя — участники указанного выше исследования, можно выделить следующие:

● дефицит навыков работы с современными технологическими решениями и оборудованием;
● недостаточность материально-технической базы, что не позволяет использовать те или иные инструменты в учебном процессе;
● психологические барьеры, страх перед новыми технологиями и рисками;
● недостаточная методическая поддержка: отсутствие рекомендаций, примеров заданий и инструментов, регламентов их применения.

Для сравнения мы ознакомились с опытом зарубежных коллег из Национального университета Тайваня (Сюй, Сунг & Шин, 2020). Реформа, которая идет сейчас в школах этой страны, нацелена на развитие у обучающихся компетенций проектной и исследовательской деятельности. STEM-модули, объединяющие естественные науки, математику, технологии и инженерию, становятся катализатором междисциплинарного, проектного обучения. В работе вышеупомянутых авторов описано исследование с участием учителей естественнонаучного профиля, которым поручили выполнить рекомендованное для школьников задание по конструированию устройства, похожего на глюкометр. Результаты показали, что педагоги Тайваня так же, как и российские коллеги, при использовании современного учебного оборудования нуждаются в помощи наставников. В качестве дефицита они называют отсутствие инструкции, описывающей алгоритм выполнения поставленной задачи.

Сравнительный анализ данных исследований позволяет сделать вывод, что необходима системная работа с учителями по переформатированию сложившейся практики преподавания, мотивации их к постоянному развитию и совершенствованию своих компетенций, в том числе через собственную проектную деятельность.

Для нас важно, чтобы педагоги сами становились инициаторами проектных задач, подавали пример поиска новых технологических решений, проведения исследований их эффективности. Следовательно, для STEM-образования нужен учитель, который сам находится в поиске, увлекая и своих учеников.

Новые задачи изменяют роль учителя в процессе преподавания. Учитель формата STEM предлагает решать реальные задачи. В основе его подхода — интеграция предметных знаний и технологий, совместная с учениками исследовательская деятельность. Мы убеждены, что такой учитель понимает, как и с помощью каких инструментов он создает каждому ребенку пространство для проявления его способностей, реализации личностного потенциала и профессиональных проб.

При определении содержания программ профессионального развития и повышения квалификации педагогов нового поколения мы сталкиваемся с трудностями отбора. Мы действительно не знаем, в каком мире будет жить наш выпускник, какие знания для него будут актуальны, какими новыми технологиями ему придется самостоятельно овладевать, а может быть, и создавать их самому. В этом, на наш взгляд, и состоит сложность при выборе содержания и технологий работы как для учителей, так и учеников — строителей будущего.

«Человек будущего» должен иметь в своем скилл-боксе следующий «минимальный набор»:

● базовые предметные знания как фундамент для освоения нового содержания и проектирования технологических решений;
● инструменты познания мира (опыт постановки проектных задач, исследований, достаточный уровень проектной и исследовательской культуры);
● ключевые компетенции (критичность, креативность, продуктивная коммуникация, способность распознавать и использовать потенциал новых технологий).

Что должно быть в портфеле учителя, который воспитывает такого ученика?

● готовность к обновлению содержания и технологий освоения естественных наук на основе междисциплинарности, конвергентности, способность производить отбор и структурирование содержания на основе инновационных подходов (мы предполагаем, что здесь можно использовать концепт «Большие идеи», который в настоящее время активно обсуждается в рамках инициативы ФГОС 4.0);
● опыт организации проектной и учебно-исследовательской работы обучающихся, в том числе в области технологических решений;
● навыки работы с новым оборудованием, которое сейчас появляется в школах и центрах дошкольного образования, в том числе в рамках национального проекта «Современная школа».

Очевидно, что прежние форматы работы и программы ДПО не актуальны. Чтобы обеспечить становление и профессиональное развитие STЕМ-педагога, необходимо пересмотреть как подходы к отбору содержания программ ПК, так и технологии работы с учителями. Важно, чтобы педагог обучался в деятельности, через самостоятельное приращение новых знаний, компетенций, переосмысление имеющегося опыта применительно к новым задачам.

Специалисты МГПУ в рамках проектов Фонда инфраструктурных образовательных программ группы «РОСНАНО» на протяжении нескольких лет ведут работу по созданию и апробации инновационных программ дополнительного профессионального образования (ДПО) для педагогов-предметников и педагогов системы дополнительного образования.

Так, на базе ОЦ «Сириус» апробированы программы по педагогическому дизайну проектной и учебно-исследовательской деятельности обучающихся. Они стали драйверами изменений в области повышения квалификации педагогов-предметников естественных наук и дополнительного образования.

Что было для нас принципиально важным при разработке и реализации этих программ? Прежде всего, создание условий для проектной деятельности самих педагогов, развития у них навыков командного проектирования, экспертизы и поиска инновационных решений. Учителя погружались в высокотехнологичную образовательную среду на базе Научного парка ОЦ «Сириус». Мы знакомили педагогов с одной из лучших образовательных площадок страны. Здесь встретились как учителя-предметники, так и педагоги «Кванториумов», центров дополнительного образования, ЦМИТов, которые привезли свой опыт, инновационные практики и обменивались ими в процессе совместной проектной работы. На наш взгляд, в этом заключается существенное преимущество подобных программ повышения квалификации. У каждого педагога была возможность применить ранее полученный опыт, познакомить с ним других, встать в рефлексивную позицию по отношению к себе: что я знаю, что умею и чему мне так важно научиться? Найти ответы на эти вопросы было подчас непросто, однако трудности — основа развития.

Технология работы была следующая:

● Предварительное погружение в тему и содержание программы, самостоятельная работа с учебными материалами в системе дистанционного обучения. На первую встречу в очном формате педагоги приезжали, уже ознакомившись с основными понятиями и принципами.
● Очная встреча с экспертами — разговор в формате «вопрос-ответ» (по результатам самостоятельной работы с содержанием), беседа о смыслах и задачах.
● Самостоятельная работа над кейсами, которые были разработаны для детей. Выбор кейса и уровня его сложности оставался за учителем. В процессе работы с кейсом происходило приращение нового опыта, освоение технологий проживания этого опыта со стороны ребенка, нарабатывались навыки работы с современным оборудованием.

Модули, предложенные педагогам для выполнения, были разработаны для разных целевых групп детей:

● не мотивированных на освоение естественнонаучных дисциплин и занимающихся музыкой и спортом, но осознающих важность ознакомления с современными технологиями и материалами;
● имеющих хорошую базовую подготовку по естественнонаучным дисциплинам;
● победителей олимпиад и конкурсов, то есть тех, кто достаточно глубоко владеет фундаментальными знаниями, имеет опыт решения исследовательских задач.

По сути, учителя при выборе модулей также оценивали исходную степень своей готовности в выбранном вопросе. Это была реальная практика обучения, которая предполагала формирование нового опыта у педагогов.

По результатам данных программ мы пришли к видению того, что необходимо преподавателю для работы в формате STEM:

● погружение в контекст (современные технологии, обновление содержания естественных наук, технологического образования, знакомство с нанотехнологиями);
● практикумы по самостоятельному приобретению нового опыта, погружение в работу с технологическими кейсами от реальных предприятий и бизнеса;
● супервизия как экспертное консультирование и сопровождение;
● постпрограммное сопровождение на первом году после окончания обучения, помощь и консультирование в реализации проектов детей, переосмысление практики работы в области проектной и исследовательской деятельности обучающихся.

На основе описанного опыта мы переосмыслили нашу работу с учителями и начали внедрять новые модели и форматы в другие программы. При этом для нас стало важно осуществлять подготовку не только педагогов, но и тех, кто готов обучать других учителей новым практикам, проводить экспертизу и отбор лучших практик. Так появилась задача подготовки методистов и наставников.

В 2019—2020 гг. проводился совместный проект МГПУ и СПбГУ (по заказу ФИОП), направленный на создание программ профессионального развития педагогов с учетом индивидуализации образовательных траекторий, постепенного приращения образовательных результатов с возможностью получения новых компетенций и/или совершенствования имеющихся. В результате этой работы должна была сформироваться команда методистов ИРО, центров дополнительного образования и общеобразовательных организаций, готовых к обучению педагогов лучшим практикам в области освоения естественных наук и технологий через инструменты проектной и учебно-исследовательской деятельности.

Программы подготовки таких педагогов были построены по модульному принципу проектирования структуры и содержания обучения в рамках концентрического способа достижения образовательных результатов и организации образовательного процесса. Выбор модулей происходил в зависимости от образовательных интересов и/или профессиональных позиций слушателей. В апробации участвовали более 330 педагогов из 13 регионов Российской Федерации: Москвы, Санкт-Петербурга, Ростова-на-Дону, Республики Марий-Эл, Краснодарского и Красноярского края, Московской, Костромской, Ульяновской, Брянской, Воронежской, Белгородской, Калужской областей. В группах совместно работали преподаватели вузов, педагоги естественных наук, дополнительного образования, методисты ИРО. Такая коллаборация дала интересные результаты и обогатила опыт участников программ.

Основной формой апробации стала система профессионально-образовательных лагерей (кэмпов, от англ. «camp» — «лагерь»). Постепенная реализация проекта позволила обеспечить последовательное приращение образовательных результатов и создание в каждом кэмпе образовательных продуктов, имеющих ценность для педагогов.

Реализация кэмпов осуществлялась в формате очных и очно-дистанционных (онлайн) сессий в формате «погружений», групповых и коллективных обсуждений идей, кейсов, реальных практик; выполнения самостоятельных заданий по разработке образовательных продуктов (создание образовательных программ, методических материалов, экспертных заключений и пр.); публичного представления и взаимного оценивания результатов проектных работ и исследований; индивидуальных и групповых консультаций с экспертами; ежедневных и итоговых рефлексивных практик.

Так, в рамках BootCamp участники погружались в разработку новых образовательных проектов в области естественно-научного и технического дополнительного образования, рассматривая в качестве базового содержательного модуля «Нанотехнологии как содержательно-технологический кейс для системы образования». На следующем — FirstCamp — участники первого кэмпа, уже имеющие опыт разработки и реализации дополнительных общеразвивающих программ в области естественных наук и основ нанотехнологий, осваивали форматы взаимодействия педагога с обучающимися.

На третьей сессии в рамках MidstCamp участники, преподаватели и эксперты обсуждали прототипы образовательных программ и проводили их экспертную оценку и «продажу» (маркетплейс). На MidstCamp обучение проводилось в реальной практике в формате Shadow Work. Были созданы условия для включения педагогов — слушателей программы дополнительного профессионального образования в проектную и экспертную деятельность, которую организовывали преподаватели Нанограда вместе с детьми.

На итоговой сессии в рамках BattleField в формате маркетплейс проходили защита итоговых работ (проектов) и кросс-анализ программ работы со взрослыми по организации проектной и исследовательской деятельности детей в области естественных наук и основ нанотехнологий. Тематика работ слушателей раскрывалась на примере решения актуальных проблем дополнительного образования естественно-научной и технической направленностей на уровне образовательных организаций.

В кэмпах была апробирована модель совместной работы школьников и преподавателей над педагогическими проектами, основанная на принципах партнерства (включение школьников в общую команду с педагогами на основе выбора ими кейса, решением которого они хотели бы заниматься) и организации различных форм внутрикомандной поддержки (деятельностная, организационная, содержательная).

Апробация программ в формате кэмп-подготовки показала актуальность данной формы работы со слушателями. Интенсивное погружение в реальную деятельность: от учебно-исследовательской и проектной как формы работы с обучающимися до методической и экспертной по разработке реального образовательного продукта (программы, методических разработок, цифровых образовательных ресурсов) с последующей апробацией в конкретных образовательных организациях общего и дополнительного образования — позволяет говорить о создании новой модели профессионального развития педагогов, в рамках которой сами слушатели становятся активными участниками всех действий и при помощи экспертов, консультантов и наставников создают новые образовательные решения, привносят в свои организации инновационные модели развития образования.

1. Хавенсон Т. Е., Котик Н. В., Королева Д. О. Цифровая технологическая готовность школьных учителей // Мониторинг экономики образования. ВШЭ. 2020. № 8. С. 1−7.

2. Сюй Шихуань, Сунг Чиа-Чи, Шин Хорн-Чжун. Разработка междисциплинарного STEM-модуля для учителей средней школы: поисковое исследование // Вопросы образования. 2020. № 2. С. 230—251.

3. Шалашова М. М., Махотин Д. А., Шевченко Н. И. Подготовка учителя к реализации ФГОС общего образования: новые модели повышения квалификации педагогов (обучение школьных команд): учебное пособие. М., 2017. 88 с.