Inżynierów kształćmy od szkoły podstawowej

Polska szkoła w niedostatecznym stopniu uczy współpracy i kreatywności, a właśnie tych umiejętności potrzeba w dobie Przemysłu 4.0. Sytuację stara się poprawić Fundacja Katalyst Engineering, która od kilku lat prowadzi program kształcenia uczniów szkół podstawowych w zakresie inżynierii. Nowatorskie metody stosowane przez tę fundację mogą inspirować inżynierów do lepszej współpracy z biznesem w rozwiązywaniu nowych zadań.

Anna Kościelak, Fundacja Katalyst Engeneering FOTO: archiwum Fundacji Katalyst Engeneering

Jaki jest powód istnienia Fundacji Katalyst Engineering?

Powodem powstawania na świecie takich programów jak nasz jest rozdźwięk między tym, jak kształci szkoła, a zapotrzebowaniem na rynku pracy.

Rośnie zapotrzebowanie na inżynierów i szerzej na pracowników wykonujących zawody związane z przedmiotami ścisłymi. Z drugiej strony w krajach rozwiniętych coraz mniej uczniów wybiera tę ścieżkę kariery.
Badanie ROSE (Relevance of Science Education) pokazało, że najmniejsze zainteresowanie karierą w zawodach związanych z naukami ścisłymi jest w krajach najbardziej rozwiniętych.

Czy nie jest tak, że w krajach takich jak Chiny czy Indie przywiązuje się większą wagę do przedmiotów ścisłych, podczas gdy w zachodniej Europie więcej uwagi poświęca się humanistyce i jej znaczeniu w samorozwoju?

Myślę, że ta różnica polega na czymś innym. Gdy popatrzymy na wschodnie postrzeganie nauki, to zauważymy, że jest ono bardziej holistyczne. Natomiast w naszej kulturze Zachodu mamy ostre podziały między różnymi dziedzinami wiedzy i specjalizacjami. W efekcie tych podziałów dochodzi do sytuacji, w której – jak zauważył Nicholas Butler – „An expert is one who knows more and more about less and less until he knows absolutely everything about nothing”. To tylko nasz stereotyp, że w naukach ścisłych brakuje elementu humanistycznego, który umożliwia samorozwój.

Potrzeba odczarować zachodnie postrzeganie nauk ścisłych. Jak się popatrzy na pracę inżyniera, to jest tam element socjologii, bo żeby zrobić coś, co ma sens, trzeba popatrzeć na potrzeby całej grupy. Jest tam również element psychologii i sztuki, bo trzeba popatrzeć na rozwiązanie z punktu widzenia estetyki i kreatywności.
Przykładem niech będzie choćby podejście Steve’a Jobsa do projektowania produktu. Praca inżyniera jest interdyscyplinarna. To decyduje o jej ogromnym potencjale, również gdy chodzi o samorozwój.

Jaki cel stawia więc sobie Fundacja?

Naszym celem jest zainteresować uczniów przedmiotami ścisłymi. Nasz fundator, Brian D. Patterson studiował inżynierię i w czasie swoich wizyt w USA zetknął się z niezwykle ciekawymi programami kształcenia, które wykorzystywały edukację STEAM, drukarki 3D i in. Patterson uznał, że warto w takie programy zainwestować, by dostarczyć szkole dodatkowych bodźców, ponieważ nauczyciele potrzebują nowych narzędzi i nowych sposobów myślenia, a uczniowie ciekawych metod pracy, by bardziej angażować się w lekcje.

Za pomocą jakich metod realizujecie ten cel?

Od pięciu lat prowadzimy program „Ogarnij inżynierię”. Ten program opiera się na trzech filarach.

Pierwszy to edukacja STEAM, czyli edukacja interdyscyplinarna, w której łączymy naukę, technologię, inżynierię, sztukę i matematykę. Jest to edukacja, która umożliwia pracę w grupie, opartą na wymianie doświadczeń i kreatywności. Nie przypadkiem włączyliśmy w nią sztukę.

Edukacja STEAM pokazuje, że wiedza jest zbiorem połączonych ze sobą elementów, a prawie każda rzecz, której uczymy się w szkole, ma praktyczne zastosowanie.
Nie uczymy się w oderwaniu od rzeczywistości, tylko rozwiązujemy praktyczne problemy.

Drugi filar to „inżynieria dla dzieci”, która stawia jakiś problem inżynieryjny, uczy, że widzimy problem, następnie planujemy jego rozwiązanie, tworzymy je, testujemy, poprawiamy, później znowu tworzymy. Uczymy dzieci pewnej dyscypliny myślenia. Pokazujemy przy tym, że wszystko co stworzył człowiek i ułatwia mu życie, to jest inżynieria.

Trzeci filar to technologia druku 3D. Przekazujemy umiejętność korzystania z drukarki 3D, programu do modelowania 3D. Modelowanie 3D rozwija umiejętności przestrzenne. Zewnętrzna ewaluacja potwierdziła, że nauka z wykorzystaniem druku 3D pomaga zainteresować uczniów matematyką i przedmiotami ścisłymi. Dzieci mogą przejść podczas zajęć od pomysłu do wykonania, wymyślić coś i przetestować, jak to działa. To bardzo je zachęca do nauki. Te zajęcia są dla nich również okazją do zdobycia praktycznej wiedzy z takich obszarów jak tworzenie animacji czy projektowanie odbioru wirtualnej rzeczywistości. Wierzymy, że jeśli pozwolimy dzieciom zdobyć nawet podstawową wiedzę z tych obszarów, łatwiej im będzie znaleźć pracę w IT.

W pracy skupiacie się na nauczycielach?

Tak, nasz program kierujemy do nauczycieli uczniów klas IV-VIII. Wyposażamy nauczycieli w zestawy do eksperymentów, które uczniowie mogą robić w grupach. Pomoce naukowe pozwalają realizować określony moduł, np. „Tajemnice zielonych dachów”, który koncentruje się na budowaniu energooszczędnych budynków. Dzięki temu modułowi uczniowie dowiadują się, jak takie budynki się projektuje, a przy okazji zdobywają wiedzę o pogodzie. Uczą się tego w czasie regularnych lekcji, ale robią to w sposób bardziej angażujący i kreatywny.

Jak te metody pracy odbierają nauczyciele?

Zdarza się, że zaczynają bez entuzjazmu, boją się, że to dołoży im pracy. Tak jest szczególnie w przypadku nauczycieli, którzy stracili zapał do pracy.

Ale gdy przeprowadzimy ich przez cały proces eksperymentowania w interdyscyplinarnym zespole, w skład którego wchodzą ich koledzy ze szkoły - nauczyciele techniki, informatyki, matematyki, przyrody i plastyki – a jest to dla nich nowe doświadczenie – są najczęściej zmotywowani, podekscytowani, mówią, że przywróciliśmy im przyjemność nauki i pytają, kiedy będzie następna lekcja.
Wierzymy, że możemy przyzwyczaić ich do takich metod pracy, dać im zachętę i odwagę do realizacji podobnych projektów z uczniami.

Jak dzieci reagują na zajęcia prowadzone za pomocą tych metod?

Każdy moduł testujemy na dzieciach. Przygotowujemy taki „minimal viable product”. Mamy pomysł i tworzymy zestaw elementów do eksperymentu, a następnie testujemy go na warsztatach pilotażowych dla dzieci. Mnie to zawsze zachwyca i zadziwia, że dzieci, które normalnie trudno się koncentrują, potrafią z taką intensywnością uczestniczyć w zajęciach. Zdarzało się, że po czterech, pięciu godzinach warsztatów dzieci nie chciały ich kończyć.

Mam takie poczucie, że drukarka 3D pozwala nam wyciągać dzieci ze świata wirtualnego do świata przedmiotów.
Dzieci fascynuje, że to, co wymyślą, powstaje, a one mogą to sprawdzić, dotknąć czy ugryźć.

Edukacja, o której Pani opowiada, to jakaś Akademia Pana Kleksa. Jej obraz różni się od tego, do czego przyzwyczaja nas szkoła. Na ile działalność edukacyjna prowadzona przez waszą fundację jest przejawem jakiejś głębszej, systemowej zmiany w podejściu do kształcenia?

Edukacją zajmuję się od wielu lat i muszę powiedzieć, że na wszystkich konferencjach, w których uczestniczę, mówi się, że powinniśmy zmienić szkołę, że szkoła coraz bardziej oddala się od rzeczywistości. Potrzebę zmian odczuwają nauczyciele, rodzice, dzieci, władze lokalne. Tylko jakoś ich nie przeprowadzamy. Nie mamy na nie pomysłu. Wierzę, że takie zmiany są skuteczne, gdy są organiczne. My tak właśnie pracujemy.

W naszym programie wzięło już udział ponad 700 nauczycieli, 100 szkół. Objęliśmy nim ponad 24 000 uczniów. Ten program zostawia w nich ślad.
Pokazuje nauczycielom, że warto ze sobą współpracować, warto pracować z uczniami metodą prób i błędów, szukać różnych rozwiązań, by pobudzać ich kreatywność, że można to robić nawet w ramach podstawy programowej.

O celu, który realizuje wasza fundacja, myślę w kontekście zmiany, która obecnie dokonuje się w biznesie. Mówi się o rozwijaniu Przemysłu 4.0 – takiego sposobu organizacji łańcucha wartości, który prowadzi do rewolucyjnej zmiany w sposobie produkcji. Czy instytucje szkolnictwa wyższego i biznes interesują się tym, jak pracujecie z uczniami szkoły podstawowej?

Mamy pojedyncze przykłady takiego zainteresowania. Na przykład rok temu przemawiałam do inżynierów podczas zjazdu Naczelnej Izby Technicznej. Byli zafascynowani, że inżynierii można uczyć na tak wczesnym etapie. Wydaje mi, że żyjemy w bańkach i nie czerpiemy od siebie nawzajem. Na pewno bardziej by nam pomogła zmiana mentalności – otwartość na bardziej zróżnicowaną współpracę na uczelniach i w firmach. Ważna jest interdyscyplinarność, współpraca w różnych zespołach, która pobudza kreatywność. Ważne jest spojrzenie na potrzeby odbiorcy, bo od dokładnego zbadania potrzeb użytkownika zaczyna się proces wyprodukowania czegokolwiek.

Dzieciom od początku trzeba wpajać, że jeden problem może mieć wiele rozwiązań oraz że metoda prób i błędów jest częścią procesu uczenia, który w żadnym razie nie jest zero-jedynkowy „albo umiem albo nie umiem”. Niestety, dzisiejsza szkoła, która opiera się na testach, utrwala przekonanie, że wiedza jest do zapamiętania; nie uczy jak kreatywnie ją wykorzystać.
Później negatywnie się to odbija w pracy: pracownicy niedostatecznie współpracują ze sobą i brakuje im kreatywności.

Dziś, w dobie Przemysłu 4.0 inżynierowie bardziej niż kiedykolwiek potrzebują współpracować ze sobą i z biznesem. Czy metod, o których Pani mówiła, nie można by wykorzystać w doskonaleniu inżynierów, by byli lepiej przygotowani do współpracy i kreatywnego rozwiązywania problemów?

Myślę, że inżynierowie by na tym skorzystali. Bardzo pomocny może być konkurs dla dzieci. Czasami myślenie bardzo młodych ludzi potrafi naprawdę inspirować dorosłych w znalezieniu nowych rozwiązań. Na pewno byłoby to dobre dla dzieci. Badania pokazują, że w wyborze kariery bardzo motywujące jest spotkanie kogoś, kto z pasją potrafi opowiedzieć o tym, co robi i zrobi wspólny projekt. Wsparcie ze strony inżynierów byłoby bardzo pomocne dla szkoły podstawowej, bo właśnie w szkole podstawowej tworzymy przyszłość. Nie na uczelniach, ale właśnie w szkołach podstawowych rozstrzyga się, czy dziecko powie o sobie: „jestem humanistą” i nigdy więcej nie będzie chciało uczyć się matematyki, czy powie: „matematyka jest ciekawa i mogę być inżynierem”. Walczymy o to, by zdobyć ich zainteresowanie i motywację.

Anna Kościelak jest dyrektorem programu „Ogarnij inżynierię” w Fundacji Katalyst Engineering.