У віддаленому майбутньому з'являться професії, про які зараз навіть уявити важко, але всі вони будуть пов'язані з технологією і високотехнологічним виробництвом на перетині з природничими науками. Особливо матимуть попит фахівці біо- та нанотехнології.
Як навчати та зацікавлювати, щоб дитина розробила навіть сигналізацію для своєї кімнати
Покоління Альфа — це діти міленіалів, вони багатозадачні, прагматичні, не навчаються, якщо не цікаво або незрозуміло, для чого їм це потрібно. Працюючи з ними, ми намагаємося прив’язувати тему навчання до їх цінностей та інтересів. Хтось робить мобільний додаток для улюбленої гри, хтось сигналізацію для своєї кімнати, хтось робота для очищення забрудненого озера біля свого будинку. Ці діти використовують google з народження, і просто інформацією їх не здивуєш. Тому дуже важливо, щоб викладач мав практичні навички, власні перемоги або кейси, тільки у такому випадку він для них авторитет.
Якщо 30 років тому діти зростали або серед книжок, або серед природи, то тепер зростають зі смартфонами. Технології їх цікавлять не менше, ніж раніше мушкетери чи дерева цікавили нас, тому технології обов’язково повинні бути в їх освіті. Особливо, якщо ми думаємо про майбутній ринок праці для цих дітей. Великим плюсом є те, що ми можемо застосовувати на практиці математику, фізику, біологію, хімію тощо. Раніше ми просто писали реферати на ці теми, без прикладного використання отриманої інформації. А зараз, коли на уроках робимо робо-руку маніпулятор, використовуємо теорему синусів та косинусів для знаходження координат точки, таких прикладів/проєктів дуже багато, і все це можна визначити одним словом — STEM.
Подписывайтесь на Youtube-канал delo.uaЩо таке STEM?
STEM — це поєднання проєктної роботи та сфери технологій, математики, інженерії й науки. STEM інноваційний у тому, що діти можуть працювати у командах, користуватися будь-якими джерелами інформації, розробляти проєкт протягом тижнів або навіть місяців. А це, своєю чергою, набагато більше готує їх до дорослого життя, ніж класно-урочна система. З практичного досвіду — були хлопці, які зробили робота-пилососа, працюючи над ним і вдень, і вночі (ми знаємо це по активному чату з викладачем). І звичайно, такий досвід створення проєкту "від ідеї на папірці до робочого прототипа" вартує багатьох-багатьох уроків, рефератів, контрольних робіт тощо.
Втілення своїх ідей у реальність, створення прототипів, командна робота, вміння застосовувати теоретичні знання на практиці — все це дуже потрібно молодому поколінню для майбутньої роботи. Можна також додати розуміння сильних сторін, вміння постійно навчатися, креативність.
Принципи STEM уроків
- Технологічні проєкти. В центрі уваги уроку зазвичай проблема, яку потрібно вирішити. І дуже часто розв’язок — це якийсь технологічний пристрій. Вважаю, що це точно краще, ніж реферат на тему.
- Перетин предметів. STEM часто поєднує різні предмети в одному проєкті.
- Командна робота. Складні речі рідко роблять одинаки. Команда швидше, цікавіше й ефективніше.
- Розвиток soft skill, розуміння ринку, потреб ЦА. Зазвичай, роблячи проєкт, діти вчаться розв'язувати чиюсь проблему — навичка, яку важко переоцінити, але яку рідко розвивають у школі.
- Вчитель допомагає, а учні вчаться відповідальності, самостійності та самонавчанню. Вчитель повинен подати прилад, що якщо ти чогось не знаєш (ніхто не може знати й вміти все), то ти можеш "гуглити" і бути ефективним.
- Маючи досвід у навчанні понад 10 000 дітей, впевнено можу сказати, що STEM практично неможливий без Embedded-програмування, або, як ще часто це називають, робототехніки. Важливо не плутати з "Lego" конструкторами. Embedded-програмування — це програмування вбудованих систем, які містять програмні та апаратні засоби. Прикладом цього можуть бути машинка на пульті керування, сигналізація, автоматичний полив, світло в теплиці. Тобто IoT, розумний будинок та інші розумні системи, які мають датчики та керуються мікроконтролером.
Що дає Embedded на STEM уроках
1. Мотивацію для учнів. Всі ми розуміємо, що діти люблять гаджети, люблять нові технології. І коли на уроці створюємо, наприклад, макет будинку з фанери, ПВХ чи картону, звичайно використовуємо математику (площа даху, об'єм повітря), фізику (розраховуємо опалення, очищення повітря і т.д.), працюємо руками. Але якщо до цього додати ще керування світлом зі смартфону, або сигналізацію чи навіть лазерну гармату, щоб захистити мешканців від прибульців (може, ваш будинок — це житловий модуль на планеті Кеплер), діти будуть у захваті. Я багато разів бачив, як учні працювали над таким проєктами 5-6 годин без перерви. І це були справді складні речі, з розрахунками, програмуванням на перетині різних предметів. Уявляєте, як зростає глибина та ефективність навчання, практичного навчання, коли діти роблять щось складне, вперше в житті 6 годин поспіль? Коли вони місяць за місяцем проходять шлях від ідеї до робочого технологічного проєкту.
2. Підготовка до майбутнього. Говорять, що у 2025 році на Землі буде понад 30 мільярдів під’єднаних до інтернету пристроїв. І це не тільки смартфони, а і багато інших корисних речей. Годинники, кросівки, холодильники, автомобілі тощо. Чому б нашим дітям не вчитися керувати цими речами ще у школі? Адже нові ринки відкривають нові можливості як для працівників, так і для стартаперів. І ми просто знехтуємо цими можливостями, якщо не почнемо вивчати Embeded. Наприклад, у нашій школі багато природничих наук, тому що нас оточує природа. Нас вже давно оточують технологічні пристрої та винаходи з кремнію. А наші діти у масі досі вивчають Word та Paint.
3. Підготовка до професії. Дуже часто на уроках з математики діти запитують: а для чого нам, наприклад, логарифми, от мої батьки успішні, але ніколи не застосовують їх на роботі? Я жодного разу не чув, щоб діти запитували, для чого їм в житті знадобиться створення мобільного додатку, з якого вони керують роботом. Відповідно, і роботодавці звикли платити зарплату за реалізовані проєкти, а не за розв'язання теоретичних, навіть складних задач. STEM проєкти з Embedded дають досвід та підготовку до дорослого життя.
4. Мотивація до навчання. Embedded-програмування неможливе без розуміння математики та фізики. І це те місце, де математика стає цікавою і потрібною. І діти починають справді її вчити та розуміти. Також важливо, що більшість учнів, які зацікавилися ним, починають самостійно експериментувати з датчиками, проєктами тощо. Все це розвиває навичку самонавчання, яка є дуже важливою у сучасному світі (вже пізно писати у майбутньому).
5. Креативність. Уявіть собі такий набір датчиків: датчик температури, світлодіод, фоторезистор, датчик руху, кнопка, дисплей, датчик відстані, датчик вологості, датчик газу, сервомотор, датчик пульсу, реле, wifi модуль тощо. Скільки різних комбінацій існує, а скільки проєктів можна створити? У FSOT й ROBOCODE ми вивчаємо понад 50 датчиків. Зазвичай їх вивчають інженери на технічних факультетах КПІ імені Ігоря Сікорського, наприклад. Уявляєте яке різноманіття проєктів можуть створити діти вже у школі, якщо звичайно там викладають Embedded програмування.
Серед прикладів найцікавіших ідей та реалізації проєктів наших учнів можна виділити роботи-пилососи, робот для збирання сміття в озері; повітряна куля з gsm-передавачем, датчиками висоти та температури, яку запустили на декілька км вверх; розумна теплиця, де комп'ютером можна регулювати вологість та температуру; пристрій, який перевіряє тренованість людини (схильність до фізичних навантажень) з використанням датчиків газу та пульсу.
А також розумний будинок для хом’яка з підігрівом та автоматичною поїлкою, мобільний додаток для вирішення спорів та чат-бот для домашніх завдань та розкладу у школі, який використовують зараз тисячі учнів. Та ще багато вражаючих проектів.
Навіть непрофесіоналу легко зробити висновок, що більшість цих проєктів знаходяться на перетині двох-трьох предметів, потребують глибокого розуміння як технологій, так і поведінки "клієнтів" які користуватимуться пристроями. На превеликий жаль, педагогічні виші не випускають вчителів Embedded-програмування, тому цей напрямок в Україні розвивають лише декілька приватних шкіл. Було б добре, щоб ситуація змінилася і наші діти отримали справді сучасне і цікаве навчання.