STEAM-owe Lekcje ebook

Dlaczego powstała ta książka

Rok 2017 należał w moim życiu do jeży. Zafascynowana możliwością ratowania jeży zranionych przez samochody, podczas kolejnych konferencji omawiałam projekt STEAM, w ramach którego uczniowie opracowali metodę drukowania w 3D protez umożliwiających uratowanym zwierzętom powrót do życia w ich naturalnym środowisku. Moja fascynacja jeżami była tak wielka, że swoją niedawno urodzoną córeczkę Nel nazwałam pieszczotliwie „Jeżykiem”, a potem również „Jeżynką”, i choć minął już rok, nadal ją tak nazywam.

W tym samym roku poznałam wiele innych projektów STEAM. W jednym z nich, pod nazwą „System karmienia ptaków”, uczniowie otrzymali zadanie zaprojektowania systemu karmienia ptaków w szkolnym ogrodzie. Na pierwszym etapie realizacji projektu, na lekcjach przyrody, uczniowie dowiedzieli się, jakie gatunki ptaków żyją w szkolnym ogrodzie; obserwowali je i filmowali ich zachowanie w środowisku naturalnym, poznawali ich życie i sposób odżywiania, a następnie, w pracowni technicznej, zaprojektowali drewnianą budkę stanowiącą prototyp karmnika.

Na kolejnym etapie, korzystając z klocków Arduino, uczniowie opracowali system karmienia ptaków, który w odpowiednich proporcjach dawkował nasiona pobierane z zainstalowanego w budce podajnika i przenosił je do umieszczonej wewnątrz miseczki. Prototyp budki uczniowie przetestowali w ogrodzie, obserwując, w jaki sposób ptaki z niego korzystają, po czym wprowadzili poprawki i powielili nowy model karmnika na drukarkach 3D.

W ramach innych przedsięwzięć projektowych uczniowie opracowali m.in. system automatycznego nawadniania roślin, zrealizowali projekt pod nazwą „Warszawskie piosenki” i dwa kolejne, uwzględniające współpracę z robotami: „Malowanie obrazów” i „Teatr robotyczny”. Do napisania tej książki zachęciły mnie zarówno te innowacyjne projekty, jak i ciekawi ludzie, których przy okazji poznałam, a wśród nich współautorka tej książki Katarzyna Trojańska.

Po pierwszych warsztatach STEAM, jakie przeprowadziłyśmy wspólnie z Katarzyną w 2017 roku, podjęłyśmy pracę nad koncepcją tej książki. Chciałyśmy, aby miała ona walory praktyczne, zawierała krótki wstęp teoretyczny i sprawdzone scenariusze zajęć. Opracowałyśmy zatem scenariusze, a następnie przetestowałyśmy je podczas warsztatów i w szkole, w której Katarzyna jest nauczycielką. Tak powstała książka pt. STEAMOWE lekcje, w której zawarłyśmy garść inspiracji i pakiet sprawdzonych przez nas scenariuszy zajęć prowadzonych metodą STEAM. Wszelkie opisane w książce działania prowadzimy w ramach projektu STEAM Polska.

Wstęp

Rewolucja przemysłowa 4.0 i potrzeba lepszego dopasowania założeń polityki oświatowej do potrzeb rynku pracy sprawiły, że systemy edukacyjne ulegają w dzisiejszym świecie znaczącym przeobrażeniom. Kluczowe stają się tzw. kompetencje XXI wieku, które w dużym uproszczeniu można sprowadzić do dwóch najważniejszych: kompetencji cyfrowych i społecznych. Jednak dzisiejsze szkoły w znikomym stopniu rozwijają jedne i drugie, skupiając się na indywidualnym przyswajaniu przez uczniów wiedzy encyklopedycznej bez możliwości jej zastosowania w praktyce. Prowadzi to do zgubnego w skutkach powszechnego zniechęcenia do szkoły jako instytucji i uczenia się w ogóle. (Polska ma najniższy w Unii Europejskiej wskaźnik uczenia się dorosłych z grupy wiekowej od 25 do 64 lat. W naszym kraju wynosi on 3,7%, podczas gdy średnia dla UE to 11%).

Polskie programy edukacyjne cechują się brakiem korelacji z potrzebami rynku pracy i brakiem zachęt dla dzieci do zgłębiania kluczowych obszarów edukacji z perspektywy GOSPODARKI OPARTEJ NA WIEDZY, czyli STEAM (Science, Technology, Engineering, Arts & Maths).

System oświaty w naszym kraju cechuje nadpodaż absolwentów z wykształceniem ogólnym w stosunku do tych z wykształceniem technicznym i zawodowym (70% do 30% – przy czym te 30% nie jest często wykształcone zgodnie z potrzebami pracodawców). W Polsce nie ceni się wykształcenia zawodowego, w wyniku czego aż 60% pracodawców skarży się na brak fachowej siły roboczej. Szkoła przeważnie jest analogowa, choć kompetencje cyfrowe są kluczem do odnalezienia się na rynku pracy dziś i w przyszłości.[1]

Rynek pracy zmienia się zatem radykalnie. Znana od wielu lat koncepcja LLL (Live Long Learning) przestaje być aktualna, gdyż rozwój przez całe życie to za mało, żeby konkurować na współczesnym rynku pracy. Wszelkie badania trendów rozwoju rynków pracy wskazują, iż w ciągu swojego życia obecni uczniowie będą musieli zmieniać zawód kilkakrotnie, co wynika z dynamiki rozwoju poszczególnych branż oraz fluktuacji miejsc pracy i specjalności zawodowych.

Ważnym czynnikiem kształtującym rynek pracy i wpływającym na kierunki kształcenia jest również postępująca cyfryzacja i automatyzacja pracy. W wyniku tych procesów w ciągu następnej dekady od 40 do 60 procent miejsc pracy zastąpią roboty. Znacząco spadnie również zapotrzebowanie na pracowników wykonujących prace manualne i czynności powtarzalne, a wzrośnie zapotrzebowanie na innowatorów i osoby twórcze, które pracą robotów będą nie tylko kierować, ale aktywnie ją kreować i tworzyć innowacje z ich wykorzystaniem. Dlatego właśnie gospodarka i społeczeństwo potrzebować będą więcej ludzi twórczych, zdolnych do innowacji i myślących niekonwencjonalnie. Dotyczy to nie tylko odkrywców, naukowców i badaczy, ale wszystkich zawodów; również tych, które nie przychodzą nam zwykle na myśl, gdy mowa jest o działalności twórczej, jak fryzjerzy, mechanicy, kierowcy lub manicurzystki. Już dzisiaj dysponujemy robotami zastępującymi w całości lub w znacznej mierze pracę w tych zawodach. Poza działalnością twórczą i wynalazczą o charakterze autorskim, automaty i komputery potrafią niemal wszystko, a ich możliwości będą w najbliższych latach dynamicznie rosły. W wyniku postępującej cyfryzacji kompetencje uważane do niedawna za kluczowe stracą na wartości, a potem się całkiem zdezaktualizują, głównie w wyniku rozwoju sztucznej inteligencji. Już wkrótce na przykład porozumiewanie się w językach obcych będzie zautomatyzowane dzięki słownikom komputerowym działającym w czasie rzeczywistym. Dlatego właśnie świat potrzebuje nowych kompetencji, których nie da się wykształcić u uczniów tradycyjnie, w oparciu o klasowo-lekcyjny model edukacji, sztywny podział na grupy przedmiotów i testowy system weryfikacji postępów w nauce.

Autorzy raportu pt. Future Skills 2020 wymieniają sześć czynników zmieniających oblicze rynku pracy i wpływających na konieczność rozwijania innych niż dotąd kompetencji. W ich opinii należą do nich:

• starzenie się społeczeństw i rosnąca długość życia przeciętnego człowieka;

• wkroczenie na rynek inteligentnych systemów i maszyn (sztuczna inteligencja);

• rozwój narzędzi komunikacji globalnej (media społecznościowe);

• przyrost informacji na niespotykaną dotąd skalę (informatyzacja świata);

• ekspansja globalnych korporacji (tj. Google, Twitter i inne);

• rozwój sieci powiązań na różnych szczeblach życia gospodarczego, politycznego i społecznego.

Raport omawia również 10 najważniejszych kompetencji, które powinni opanować uczniowie: umiejętności międzykulturowe, umiejętność pracy w hałasie, wnioskowanie, inteligencję emocjonalną, umiejętność współpracy w środowisku wirtualnym, przetwarzanie danych, sprawność adaptacyjną, myślenie projektowe, interdyscyplinarność i kompetencje cyfrowe. Natomiast publikacja pt. Miejsce pracy w 2020 r.: Jak innowacyjne firmy przyciągają dziś pracowników jutra, wspierają ich rozwój i  ich zatrzymują”, wymienia 10 następujących kluczowych czynników, które charakteryzują nowy rynek pracy:

1. Zmiana demograficzna

Pod koniec obecnej dekady, a więc ok. 2020 r., po raz pierwszy w historii pięć pokoleń pracowników może pracować obok siebie w jednym zakładzie pracy. Autorki raportu określają te generacje następująco: tradycjonaliści (urodzeni przed 1946 r.), dzieci powojennego boomu (tzw. baby boomers urodzone w latach 1946–64), generacja X (urodzeni w latach 1965–76), pokolenie ostatniego dwudziestolecia XX w. (urodzeni w latach 1977–97) oraz generacja 2020 (urodzeni po 1997 r.).

2. Gospodarka oparta na wiedzy

Autorki wyjaśniają, że w 2010 r. firmy w USA zatrudniały dwa razy więcej pracowników zdolnych do kreatywnego myślenia, niż tych, którzy jedynie powielają rutynowe działania.

3. Globalizacja

Łatwość outsourcingu i zatrudniana na odległość powoduje zmianę lokalnej i globalnej struktury zatrudnienia.

4. Cyfrowe miejsce pracy

Informacja cyfrowa w życiu zawodowym i prywatnym odgrywa coraz ważniejszą rolę. Pojawiają się nowe platformy informatyczne i protokoły, zyskują na znaczeniu kwestie zabezpieczenia danych osobowych i firmowych.

5. Wszechobecność technologii mobilnych

Rośnie nacisk  na samodzielne poszukiwanie przydatnych informacji oraz nawiązywanie i podtrzymywanie kontaktów z dowolnego miejsca na Ziemi. Autorki prezentują przypadki Bank of America, Invitrogen i Wachowia, jako firm wdrażających platformy do prowadzenia szkoleń na odległość przy wykorzystaniu smartfonów.

6. Kultura łączności

Za pomocą tego terminu autorki określają potrzebę stałego podłączenia do internetu w celu wywiązywania się z obowiązków służbowych, zaspokajania potrzeb społecznych, poszukiwania informacji i podnoszenia kompetencji.

7. Społeczeństwo kooperacji

Tym mianem w raporcie określono społeczeństwo, w którym kwitnie współpraca, a ludzie chętnie dzielą się wiedzą z innymi.

8. Społecznościowe uczenie się (social learning)

To proces silnie związany z rozwojem nowych technologii, takich jak komunikatory peer-to-peer, portale społecznościowe, videoblogi czy dedykowane platformy do e-learningu.

9. Społeczna odpowiedzialność biznesu (CSR)

Koncepcja ta odzwierciadla coraz większą wagę pozafinansowego oddziaływania przedsiębiorstwa na społeczeństwo.

10. Nowe pokolenia w pracy

Nowe pokolenia to pracownicy, którzy oczekują zupełnie innego sposobu integracji w pracy niż pokolenia poprzednie.[2]

Przedstawione wyżej czynniki zmian społecznych i zmian na rynku pracy oraz propozycje kompetencji przyszłości pokazują, iż przez dziesięciolecia programy nauczania, podstawy programowe, a w zasadzie całe systemowe kształcenie odpowiadało na potrzeby rynku pracy. Obecnie przygotowujemy uczniów do pracy w zawodach, które jeszcze nie istnieją; nie potrafimy bowiem przewidzieć, w jakich zawodach będą pracować dzisiejsi uczniowie. Dlatego – powtórzmy – młodzi ludzie powinni opanować kompetencje, wśród których dwie najważniejsze grupy to kompetencje społeczne i kompetencje cyfrowe. Zważywszy na trendy rozwoju świata, grupy te wzajemnie się przenikają i uzupełniają.

Świat stanowi spójną całość, tak samo jak spójną całość stanowi edukacja. Nikt z nas nie wychodzi na dwór, nie patrzy na drzewo i nie mówi: „to drzewo, więc to nauka” lub „niebo jest niebieskie, więc to sztuka”. Świat postrzegamy i interpretujemy holistycznie, tak też radzimy sobie z rozwiązywaniem wszelkich zadań i wyzwań, jakie niesie nam życie, zarówno osobiste, jak zawodowe.

Jak więc widać, przyjęty podział na przedmioty nie odzwierciedla naturalnego sposobu poznawania i rozumienia świata przez człowieka. Izolowanie koncepcji, wiedzy, informacji, standardów, ocen i praktycznych działań prowadzi do zakłócenia typowego przebiegu poznawania i rozumienia świata przez ucznia oraz możliwości ulepszania go poprzez szeroko rozumiane innowacje.

Edukacja stoi przed wieloma wyzwaniami, jednak w kontekście rewolucji przemysłowej i potrzeb pracodawców do najważniejszych z nich należą:

• Sprawić, aby system edukacji odpowiadał na zmieniające się potrzeby rynku pracy poprzez zapewnienie holistycznego podejścia do uczniów.

• Podnieść stopień cyfryzacji szkół.

• Wprowadzić do szkół nauczanie kompetencji cyfrowych i społecznych.

• Promować kształcenie zawodowe i techniczne wśród uczniów szkół podstawowych.

• Zadbać o jakość szkół zawodowych i technicznych.

• Kreować postawy innowacyjne i twórcze wśród uczniów.

• Kreować holistyczne postrzeganie świata.

W edukacji skoncentrowanej na kształceniu kompetencji przyszłości potrzebujemy odzwierciedlenia naturalnych procesów poznawczych. Potrzebujemy „otwarcia drzwi” do prawdziwego świata i uwzględnienia naturalnych zasad poznawania w cyklach nauczania i uczenia się. Jedną z metod przygotowujących uczniów do nowych realiów rynku pracy jest STEAM.

Koncepcja STEAM jest jedną z najwyżej cenionych metod edukacyjnych wprowadzanych do systemów oświaty w wielu krajach świata. To rozwijające się od 20 lat podejście polega na łączeniu w procesach dydaktycznych pięciu głównych obszarów: nauki, technologii, inżynierii, sztuki i matematyki. Metoda STEAM stawia ucznia w roli badacza, odkrywcy, projektanta i wykonawcy, który wykorzystuje naukę, technologię, inżynierię, sztukę i matematykę do tworzenia własnych rozwiązań, projektów i innowacji. W modelu STEAM uczniowie pracują twórczo, podejmują ryzyko, angażują się w eksperymentalne uczenie się, rozwiązują problemy i współpracują w kulturze, która zezwala na popełnianie błędów i zachęca uczenia się na ich podstawie. Nauka w modelu STEAM to rozwijanie indywidualnych talentów każdego z uczniów oraz jednoczesny rozwój zarówno kompetencji społecznych, jak i kompetencji cyfrowych. Podejście STEAM jest obecnie najbardziej rozwiniętym podejściem do uczenia kompetencji XXI wieku i jako takie wymaga narzędzi na miarę XXI wieku: tabletów, komputerów, robotów, układów scalonych, internetu rzeczy, drukarek 3D, tablic interaktywnych, etc.