STEM, STEAM, STREAM: как меняется образовательный заказ

Как поддержать развитие инженерного мышления дошкольников и сформулировать требования к средствам обучения?

Когда на совещании по ФГОС ДО мы обсуждали, как отразить в стандарте развитие инженерного мышления у дошкольников, я подумала, что разобраться в этом помогут подходы STEM, STEAM и STREAM. Какие задачи они предлагают решать детям? Какую роль отводят воспитателю? И что требуется от средств обучения, чтобы ребёнок мог придумать конструкцию, проверить её и улучшить после первой попытки?

Для дошкольного образования этот разговор начинается с привычных ситуаций. Дети строят мост, который должен выдержать машину, выбирают материал для крыши, придумывают, как перевезти груз. Возникают замысел, условия, несколько вариантов решения. Ребёнок пробует, замечает, что не получилось, и меняет конструкцию. Воспитатель помогает ему осмыслить этот опыт.

Как поддержать такую работу средствами обучения? Здесь педагогический вопрос становится вопросом к разработчику. За словами «развивает мышление и самостоятельность» должны стоять конкретные действия, доступные ребёнку.

Образовательный заказ для учебной промышленности начинается с задач развития ребёнка. При этом от воспитателя не требуется разрабатывать техническое задание. Его профессиональный вклад — объяснить, какой опыт нужен детям, описать их действия и возникающие затруднения. Перевести этот запрос в устройство продукта, состав комплекта и технические характеристики предстоит разработчику. А работа с комплектом в группе покажет, насколько предложенное решение отвечает педагогическому замыслу.

STEM — сокращение английских слов Science, Technology, Engineering, Mathematics. По-русски — естественные науки, технологии, инженерия и математика. В дошкольном образовании эти направления соединяются в доступных детям действиях: исследовать свойства материалов, строить, сравнивать размеры, проверять предположения. Создавая мост для машины с грузом, дети выясняют, какие опоры устойчивее, соотносят ширину моста и машины, испытывают конструкцию и укрепляют её.

В STEAM добавляется A — Arts, искусство. Художественный замысел влияет на форму, выразительность и назначение того, что создают дети. Если робот становится персонажем небольшого представления, нужно придумать, как зрители узнают героя и поймут его характер. Внешний вид и движение становятся частью общего замысла, а его воплощение может потребовать новых технических решений.

В одной из распространённых трактовок STREAM добавляется R — Reading/writing, чтение и письмо. Для дошкольников это совместное чтение со взрослым, обсуждение услышанного, использование рисунков, знаков и первых надписей для передачи смысла. Ребёнок может нарисовать план, продиктовать записку, объяснить товарищу придуманное обозначение. Устная речь, чтение и первые попытки письма развиваются во взаимосвязи.

STEM, STEAM и STREAM не следует воспринимать как последовательные поколения программ, в которых каждое новое отменяет предыдущее. Детская литература используется и в STEM-проектах, а STEAM может строиться на игре, исследовании и совместном решении задач. Присутствие всех букв в одном занятии само по себе не свидетельствует о его качестве. Существеннее, насколько содержательна задача, понятна ли она детям и какие решения они могут принять.

В контексте нашего обсуждения меня интересует, как эти подходы помогают ребёнку перейти от замысла к созданию и проверке своего решения. Программирование может быть частью такой работы. Инженерная задача возникает и без робота — в строительстве, выборе материалов, поиске устойчивой формы.

Обратимся к условному примеру. Небольшая группа детей пяти–семи лет хочет доставить посылку герою, который живёт в построенном ими городе. Для игры выбран подходящий по возрасту программируемый робот, конструкция которого допускает перевозку груза. Рядом — строительные детали, бумага и материалы для творчества.

На пути оказывается узкий проезд. Посылка задевает постройки и падает. Дети предлагают повернуть коробку, иначе закрепить её, расширить ворота или выбрать другой маршрут. Сравнивают ширину проезда и транспорта с грузом, пробуют два способа крепления, проверяют, при каком посылка удерживается на повороте. Воспитатель помогает заметить условия задачи и обсудить результаты.

Если робот не доехал до адресата, предстоит разобраться в причине. Не подошла последовательность команд? Не хватило места для поворота? Сместился груз? Дети сопоставляют ожидаемое с произошедшим и выбирают, что изменить при следующей попытке.

Сюжет может получить продолжение. Взрослый читает записку: получатель просит оставить посылку у боковой двери. Дети обсуждают сообщение и рисуют новую схему доставки. Если им хочется разыграть встречу, робот становится почтальоном: для него придумывают образ и, в пределах возможностей устройства, подбирают движения. При этом проверяют, не мешает ли костюм колёсам и креплению посылки.

Разные направления здесь соединяет понятная детям задача. Но воспитателю не нужно непременно проводить группу через все перечисленные действия. Одним детям будет интересно разобраться с креплением груза, другим — продолжить историю. Кто-то захочет дальше строить город без робота. Педагог выбирает продолжение по интересу и опыту детей, оставляя место для самостоятельной игры.

Что такой замысел позволяет спросить у разработчика средства обучения? Прежде всего — сможет ли ребёнок изменить своё решение и попробовать снова? Если работа предполагает поиск, нужны доступные способы остановить движение, поменять команды, перестроить конструкцию, повторить попытку. Когда каждое исправление требует сложной настройки взрослым, самостоятельные действия детей ограничены. Это следует учитывать и при выборе комплекта, и при описании его педагогических возможностей.

Карточки, кнопки или осязаемые командные блоки могут сделать последовательность нагляднее. Но ребёнку ещё предстоит установить связь между знаком, командой и движением. Педагог наблюдает, где дети уже понимают эту связь, а где пока воспроизводят показанное. Разработчик отвечает за понятность обозначений и управления для той возрастной группы, которой адресован продукт.

Следующий вопрос — какое место предусмотрено для собственного замысла? В истории с посылкой дети меняют маршрут, постройки, способ размещения груза. Комплект должен поддерживать хотя бы те изменения, которые предполагает его программа.

У заданий по образцу тоже есть своя педагогическая задача. Они помогают освоить соединение деталей, познакомиться с управлением, понять правило. Но если заявлено развитие творчества, стоит показать, где ребёнок сможет предложить собственное решение и что ему доступно изменить.

В подходе «Программирование как ещё один язык», разработанном исследовательской группой DevTech, создание программ рассматривается как средство выражения и общения. Для воспитателя здесь существенен вопрос: что ребёнок хочет сообщить, показать или осуществить с помощью технологии?

Третий вопрос — как в общей работе смогут участвовать несколько детей? Один робот на столе ещё не создаёт сотрудничества. Иногда вокруг одного действующего ребёнка собираются несколько наблюдателей.

В истории с посылкой совместная работа возникает из связи решений. Тот, кто строит проезд, учитывает ширину транспорта. Тот, кто размещает груз, — предстоящие повороты. Тот, кто составляет программу, — расположение построек. Детям нужно объяснять предложения и договариваться, потому что изменение одной части влияет на общий результат.

Педагог организует это взаимодействие. Оборудование может его поддержать: сделать составленную последовательность команд видимой для обсуждения, предоставить достаточно материалов для общего строительства, позволить проверить предложения разных участников. В методическом сопровождении полезно показывать, где детям понадобится согласовать действия и как взрослый может помочь им услышать друг друга.

Есть и повседневные вопросы: сколько времени занимает подготовка, удобно ли хранить детали, можно ли заменить потерянный элемент, понятна ли инструкция воспитателю. От этих условий зависит, станет ли комплект привычным инструментом работы. Их следует обсуждать вместе с педагогическими достоинствами продукта.

Что должно измениться вместе с программой? Прежде всего — согласованность заявленных задач, оборудования и рекомендаций по его применению. Если мы говорим о поддержке инициативы, стоит посмотреть, где ребёнок действительно выбирает. Если об исследовании — что он может проверить. Если о сотрудничестве — почему участникам понадобятся решения друг друга.

Один комплект может поддерживать разные педагогические задачи. Поэтому оценивать его следует вместе со способом применения и условиями работы группы. Неудавшийся замысел не обязательно означает, что дети «не готовы» к технологии. Возможно, инструкция слишком жёстко задаёт действия, детали неудобны для задуманной конструкции или взрослому не хватает понятного способа организовать обсуждение.

Для содержательной обратной связи воспитателю не нужно проводить отдельное исследование каждого комплекта. Полезно описать конкретный эпизод: какую задачу решали дети, что предложили сами, где понадобилась помощь и что в устройстве набора облегчило или затруднило работу. Один удачный эпизод ещё не доказывает устойчивого развивающего эффекта, но уже позволяет обсуждать продукт предметно.

Разработчик получает основания пересмотреть крепление, состав деталей, карточку задания или пояснение для взрослого. Предложенное им изменение, в свою очередь, может открыть педагогу замысел, который прежде было трудно осуществить. Так образовательный заказ уточняется в совместной работе.

Именно такой разговор я считаю необходимым для УЧПРОМа и профессиональной оценки средств обучения. В опубликованных условиях проекта «Педагоги рекомендуют» в рамках премии «Золотой медвежонок» предусмотрено описание педагогической задачи, возраста детей, сценария и условий применения продукта. Дальнейшее развитие этого подхода я связываю с тем, чтобы опыт детского сада помогал уточнять критерии оценки и совершенствовать сами средства обучения.

Для воспитателя это способ влиять на то, с чем он будет работать завтра. Профессиональное наблюдение может звучать просто: «Дети придумали другой маршрут, но изменить программу без взрослого не смогли». Разработчику предстоит разобраться, что стало препятствием: устройство управления, обозначения команд или способ знакомства с ними.

В таком разговоре и становится конкретным образовательный заказ. Воспитатель показывает, что происходит с детским замыслом в группе. Разработчик отвечает изменением продукта или его сопровождения. Результат этой работы можно увидеть в следующей попытке ребёнка: что теперь он способен придумать, проверить и изменить сам, а где ему по-прежнему нужна помощь взрослого?