Нова українська школа: дидактичні основи STREAM-освіти в початковій школі - Сергій Вакарін 2021

Вступ до природничих наук, математики та логіки. Розмова з дітьми на уроках природознавства, математики та мови
Порадник для вчителів STREAM

Можливості людини та її організму зросли, і важливо вивчати науки, технології та інженерію на стику фізики, хімії та біології. А інколи природа сама підштовхує нас: коли я веду дітей до Ботанічного саду ім. академіка О. Фоміна, що поблизу станції метро «Університет», я завжди показую їм (та й дорослим, бо мало хто знає), як, працюючи навіть на будівництві, можна зробити велике відкриття. На одній із плит, якими оздоблено нижній вестибюль станції, можна побачити окам’янілу раковину величезного равлика, який жив півмільярда років тому. Тобто ще до динозаврів. Ось такий вступ до уроку біології, який продовжується під час екскурсії. Але не тільки до біології. Раковина ілюструє «золотий переріз» Фібоначчі — якщо провести пряму лінію через її центр, починаючи з нього видно, що кожний новий ярус спіралі приблизно в 1,6 раза (число фі) більший за попередній. Принагідно розповідаю про числа Фібоначчі, що моделюють «золотий переріз» — 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21... та прошу знайти закономірність.

Проблема в тому, що наука й техніка майбутнього вимагають бурхливого розвитку уяви, але філософія та педагогіка не встигають за природничими науками. (Згадаймо, як довго філософи не визнавали теорію відносності, неевклідову геометрію, навіть до формальної логіки ставилися прохолодно.) Одні автори вважають за краще міркування, інші — експерименти, але автори нечасто є корифеями в обох напрямах. Буває, що науково-популярна література містить чимало наукових «ляпів». Тому, щоб уникнути таких «ляпів», інколи вчені заради популяризації науки самі придумували казки для дітей, де по сфері повзають двовимірні істоти, або ж тривимірні істоти з’являються на світ шляхом нарізування величезної чотиривимірної «сосиски». На уроці можна обговорювати такі казки, а можна теми з життя — наприклад, запитати, що відчувають сіамські близнюки, що ділять між собою спільний організм, а потім пояснювати, які насправді можуть бути відчуття на основі аналізу біологічних процесів.

Ще одна проблема — у кожній науці своя термінологія, і часто одне й те саме поняття називається різними словами. Це заважає також інтегрованості STREAM-освіти. Ідеалом був би загальний науковий словник, а краще — ілюстрована наукова енциклопедія для дітей, але у відведених просторово-часових межах наведемо тут хоча б список основних понять, з якими їм необхідно ознайомитися. Діти мають знати принаймні важливі базові факти і зв’язки між ними, щоб ефективно справлятися з науковими та технологічними завданнями в майбутньому — а з технологіями так чи інакше доведеться мати справу всім. Навіть більше, вже в середніх класах сучасним молодшим школярам доведеться працювати в лабораторіях з досить складним обладнанням, і до експериментів на ньому їм потрібно бути готовими. Принагідно зауважимо, що познайомитися з цими знаннями потрібно й дорослим, у яких вони часто відсутні або є в неповній, уривчастій формі, що не дає їм грамотно користуватися сучасними технологіями.

Під час уроків у сучасній школі постійно виникає проблема, як привернути увагу та не втратити її, обговорюючи теми, які цікаві далеко не всім у класі. Тут треба поєднати потребу пояснити дітям те, що їм знадобиться в житті, з мистецтвом показати їм «тут і зараз», чому їм це необхідно, прив’язати свою розповідь до потреб, які вони можуть зрозуміти на своєму рівні знань та розвитку. Досвічені батьки вміють переконати дитину їсти кашу — так само досвічені вчителі, використовуючи правильні слова, можуть переконати клас подумати над важливими речами.

Для роботи з науковими та технологічними завданнями в майбутньому учням важливо зрозуміти в дитинстві загальні закони логіки та математики, класифікацію наук та технологій, мову окремих наук, їх символи та передісторію, застосування наук в розробці технологій, можливості використання самих технологій. Звичайно, цей грандіозний масив знань будується поступово аж до вищої школи, аспірантури і т. д. Але саме в початковій школі виключно важливо закласти правильні основи.

Потрібно пояснити дітям, що в природничих науках набагато більше точно встановлених фактів, ніж в інших науках. Наш стиль життя, мова, суспільство та його норми розрізняються в різний час в різних країнах та залежать від наших бажань і емоцій, а зірки, планети, річки, кров у судинах, молекули, атоми, електрони рухаються за загальними законами. Щоправда, деякі закони відомі краще, а деякі все ще приховані від нас. Але успіхи в одній сфері часто призводять до успіхів в іншій — наприклад, багато космічних технологій знайшли застосування і на Землі.

При цьому наука має здатися не мертвим «гербарієм», а живим деревом, яке дає повноцінне, комфортне життя всім нам.

Коли діти запитують «навіщо це знати», я кажу: коли мама чистить картоплю, ви теж питаєте «навіщо»? Ні, ви знаєте, що потім буде смачне пюре. Але ви ж не бачите пюре відразу. Так і тут — все відразу не поясниш, але потім у вас буде цікава робота і багато грошей. Те, що ви тут вчите, ви зможете застосувати де завгодно. Наприклад, зможете порахувати, чи правильно вам дали решту в магазині, або зможете купити дешевші приправи чи ліки, якщо зрозумієте, що вони такі самі всередині, як дорогі. Не завжди можна вірити всьому, що вам кажуть. Але як зрозуміти, коли вірити, а коли ні? У цьому допоможуть наші уроки.