STEM-образование для всех

В декабре минувшего года управление научно-технической политики администрации президента США (Office of Science and Technology Policy) и комитет по политике в области STEM-образования министерства образования США (Policy Committee on STEM Education) выпустили объемистый документ под названием «Путь к успеху: американская стратегия STEM-образования», в котором намечены меры по совершенствованию преподавания естественно-научных предметов в американских школах. Комментарии к этой стратегии, опубликованные на сайте управления, озаглавлены броско: «США должны победить в соревновании за STEM-таланты».

Так получилось, что эта инициатива совпала по времени с совместной инициативой Российской академии наук и Министерства просвещения РФ о создании «школ РАН», как их пока условно называют. Президент РАН Александр Сергеев так объяснил ее: «На наш взгляд, необходимы лицеи и гимназии, которые ориентированы на подготовку детей к учебе в серьезных университетах, перевести из муниципального в губернское подчинение, чтобы туда могли поступать мотивированные дети со всего города, а не только по месту жительства. И надо обеспечить специальный подбор учителей для таких школ». При этом имеется в виду, что РАН возьмет шефство над этими школами. Прочитав эту статью, читатель поймет, в чем разница между американским и российским подходом к совершенствованию образования.

К истории вопроса

В истории последних шестидесяти с лишним лет это уже не первый американский документ, посвященный задачам естественно-научного образования. Первый появился вскоре после запуска советского спутника. Такую победу СССР в Штатах объяснили, в числе прочего, успехами советского образования.

Под влиянием общественного мнения в 1958 году Конгресс принял Закон об образовании в интересах национальной обороны, который предусматривал резкое увеличение расходов на преподавание естественно-научных предметов в школах и специальную программу отбора учащихся, готовящихся к поступлению в вузы на соответствующие специальности. Национальный научный фонд потратил более полутора миллиардов долларов на программу подготовки учителей и разработку новых учебников, к которой были привлечены ведущие ученые США. В школах увеличилось количество обязательных предметов. Впервые в истории США американское руководство столь решительно вмешалось в вопросы образования.

В 1961 году был опубликован доклад Национальной ассоциации образования, в котором по советскому примеру намечался резкий поворот в сторону политехнизации школьного образования; правда, реализовать его не удалось. Но в 1983 году правительственная комиссия опубликовала доклад «Нация в опасности», в котором было предложено увеличить число обязательных предметов до пяти и существенно сократить элективность обучения. Однако и это, по мнению американского руководства, не дало желаемого результата, и в 2000 году был опубликован доклад Национальной комиссии США по преподаванию математики и естественных наук в XXI веке под названием «Пока еще не слишком поздно», где в очередной раз отмечался низкий уровень естественно-научного образования большинства школьников в средних школах США. Как отметила тогда комиссия, «60% всех новых рабочих мест в начале XXI столетия требует квалификации и знаний, которыми обладают только 20% [американской] рабочей силы». Комиссия предложила новый перечень мер по повышению уровня американского среднего образования. И вот новый «подход к снаряду».

Безусловно, он связан и с призывом Дональда Трампа вернуть в США промышленность. Без кадров, готовых работать в промышленности, это не получится. А с инженерными и рабочими кадрами в США, по отзывам многих предпринимателей-промышленников, сейчас напряженно.

Почему нужна стратегия

Президент Трамп по случаю выхода новой стратегии написал: «Моя администрация сделает все возможное, чтобы обеспечить всем нашим детям, особенно детям в неблагополучных районах, доступ к высококачественному образованию в области естественных наук, технологий, инженерии и математики». В этих словах Трампа обозначено важнейшее отличие американской стратегии от прорабатываемых сейчас в РАН и Министерстве образования мерах поддержки российских школ, лучших в преподавании тех же самых STEM-предметов. В нашем случае речь идет о лучших школах, в США — обо всех школах с упором на неблагополучные. Представляется, что это различие в подходах требует тщательного анализа эффективности одного и другого.

В новой стратегии отмечается, что за достаточно короткий по историческим меркам срок достижения науки и техники преобразили мир. Через семьдесят пять лет после того, как был продемонстрирован первый транзистор, мы носим смартфоны, которые содержат миллиарды транзисторов, наши смартфоны мощнее, чем суперкомпьютер 1980-х годов. Через шестьдесят пять лет после того, как была обнаружена структура ДНК, мы можем провести анализ нашей личной ДНК, заплатив меньше ста долларов. Сегодня, как никогда ранее, экономическое процветание и национальная безопасность Соединенных Штатов зависят от их способности продолжать научно-технические инновации.

Согласно данным Национального научного совета, базовые навыки американцев в области STEM за последние два десятилетия несколько улучшились, но продолжают отставать от многих других стран. В 2006–2015 годах пятнадцатилетние американцы по-прежнему в основном получали баллы ниже среднего международного уровня по математическим навыкам и чуть выше среднего международного уровня — по научным. Данные последних испытаний старшеклассников показали, что знания только 20% из них отвечают современным требованиям. В других странах результаты лучше: за последние пятнадцать лет Индия и Китай опередили Соединенные Штаты по количеству присужденных степеней бакалавров в области науки и техники (S&E). Тем временем спрос со стороны американских работодателей на выпускников со степенями STEM продолжает расти.

Темпы глобальных инноваций ускоряются вместе с конкуренцией за научно-технические таланты. Сегодня экономическое процветание и национальная безопасность Соединенных Штатов все больше зависят от их способности продолжать научно-технические инновации. Национальная инновационная база Америки более чем когда-либо зависит от тесного межсекторального сотрудничества, которое сможет предоставить всем американцам доступ к высококачественному образованию STEM на протяжении всей их жизни. Поиск пути к базовой ликвидации неграмотности для всех имеет жизненно важное значение для подготовки разнообразной рабочей силы, необходимой Соединенным Штатам для руководства и успеха во все более конкурентном мире, движимом передовыми технологиями.

Цели стратегии

Авторы стратегии указывают, что наличие хорошо подготовленной и разнообразной рабочей силы в области STEM гарантирует, что завтрашние научные открытия и технологические прорывы произойдут именно в Америке и американская экономика и оборонный потенциал останутся предметом зависти всего мира. В то же время навыки STEM становятся все более важными для всех карьерных путей и для успеха каждого на протяжении всей его жизни. Американцы могут использовать свои знания STEM при сравнении вариантов ипотеки для покупки дома, для поддержания домашней сети wi-fi, обращения к врачу и любых других ежедневных задач, которые требуют научно-технических знаний, лежащих в основе всей нашей жизни. В целом грамотный в области естественных наук человек лучше подготовлен к технологическим изменениям и участию в жизни гражданского общества.

В новой стратегии изложено видение американской администрацией такого будущего, в котором Соединенные Штаты станут мировым лидером в области STEM-грамотности, инноваций и занятости. Этого результата предполагается достичь путем параллельного решения трех задач:

— создания прочной основы для STEM-грамотности всех американцев, обеспечив каждому возможность овладеть основными концепциями STEM, включая вычислительное мышление и цифровую грамотность. Как указано в стратегии, «грамотные граждане будут лучше подготовлены к быстрым технологическим изменениям и к участию в жизни гражданского общества»;

— предоставления всем американцам пожизненного доступа к высококачественному образованию, особенно тем из них, у которых исторически было недостаточно возможностей овладевать STEM-предметами;

— подготовки STEM-образованной рабочей силы — как практиков с высшим образованием, так и тех, кто работает в квалифицированных профессиях, не требующих высшего образования. Как отмечается в стратегии, разнообразный кадровый резерв американцев, владеющих грамотой STEM, подготовленный к тому, чтобы занять рабочие местам, которые появятся в будущем, очень важен для поддержания национальной инновационной базы в ключевых секторах экономики, а также для научных открытий и создания технологий будущего.

Математика для всех

При этом, как отмечается в стратегии, характер STEM-образования эволюционирует от набора пересекающихся дисциплин к более комплексному и междисциплинарному подходу к обучению и развитию навыков. Этот новый подход предусматривает преподавание академических концепций с помощью практических приложений и сочетает формальное и неформальное обучение в школах, сообществах и на рабочем месте.

Авторы стратегии указывают, что основные концепции STEM лучше всего изучать в раннем возрасте, в начальной и средней школе, поскольку это необходимые предпосылки для профессиональной технической подготовки, углубленного обучения в колледже и аспирантуре, а также для повышения технических навыков, необходимых на рабочем месте.

Стратегия направлена на то, чтобы обучение STEM стало более значимым для студентов, вдохновляло их, сосредоточив внимание на сложных реальных задачах, требующих инициативы и творчества. Задача стратегии — способствовать инновациям и предпринимательству, привлекая учащихся к междисциплинарным мероприятиям, которые требуют от них выявления и решения проблем с использованием знаний и методов из разных дисциплин.

При этом отмечается, что инновации, как правило, зависят от конвергенции идей на пересечении различных областей и секторов науки и производства новых продуктов или процессов.

В рамках реализации стратегии предполагается помочь студентам, испытывающим трудности в математике (нередко это препятствует успешной карьере), использовать инновационные, адаптированные учебные методы. «Математика должна стать привлекательной», — провозглашается в стратегии. При этом отмечается, что студенты, которые изучают математику с акцентом на логику, рассуждение и критическое мышление, не только добиваются больших успехов в математике, но и более способны применять ее для решения проблем повседневной жизни.

Другая цель стратегии — обучение учащихся решению проблем с использованием различных дисциплин, например изучение науки о данных путем объединения базовой математики, статистики и информатики и использование этих методов для изучения общества.

Здесь невозможно перечислить все конкретные мероприятия, предусмотренные этим объемистым, почти сорокастраничным документом, тем более что они касаются весьма специфической американской системы образования и систем управления ею. При этом надо отметить, что, хотя документ посвящен именно STEM-образованию, в нем рассматриваются вопросы, казалось бы, таких далеких от STEM областей, как общественные науки, медицинское и сельскохозяйственное образование. Или привлечение к образованию групп учащихся из пока слабо представленных в этой сфере социальных групп. То есть стратегия носит характер всеобъемлющего документа в области образования.

Можно закончить этот короткий обзор Стратегии словами из комментария управления научно-технической политики администрации президента США по случаю ее выхода, которые характеризуют надежды, связываемые администрацией с этой стратегией: «Улучшение образования в области STEM является национальным императивом. Американская стратегия STEM-образования намечает курс на успех, и федеральное правительство готово присоединиться к национальному образовательному сообществу. Вместе мы обеспечим всем американцам пожизненный доступ к высококачественному образованию STEM, а Соединенные Штаты останутся мировым лидером в области грамотности, инноваций и занятости в STEM».

Остается подождать, как новая стратегия США отразится на американских позициях в международных тестах и рейтингах.