World Practices of STEM Education Implementation: Current Problems and Results

The term “STEM education” has been clarified. It is well-founded that STEM education is a learning process that is based on interdisciplinary and practical orientation and provides the formation of skills to acquire theoretical knowledge, and master scientific methods for their use in solving specific practical tasks (not only in professional activities). A quantitative analysis of the results of the implementation of STEM education, presented in scientific publications, was carried out. A small percentage of publications dedicated to STEM education have been found. It has been established that in countries with developed economies, there are significantly more published scientific results regarding the implementation of STEM education. Practical  cases of the implementation of STEM education in Ukraine and the world are highlighted. Among these are the organization of STEM education through solving problem situations in field conditions; basing classes on solving practical tasks in a certain professional field; examples of organizing and conducting lessons in high school on an interdisciplinary basis; cases for four scenario exercises; cases for solving practice-oriented tasks at home; and cases of inclusive education using STEM projects. A content analysis of modern practices of implementing STEM education on the basis of open educational resources such as Coursera, edX, Udemy, Prometheus, and EdEra was conducted. The analysis of open educational resources shows that there are too few courses that would focus on STEM education and on training teachers to implement STEM-oriented education. The basis for the research was scientific publications in publications indexed by the scientometric databases Scopus and Web of Science over the past 10 years, and dissertation research conducted in Ukraine.

Уточнен термин “STEM-образование”. Обосновано, что STEM-образование – это процесс обучения, который базируется на междисциплинарной и практической направленности и обеспечивает формирование навыков приобретения теоретических знаний, овладения научными методами их использования при решении конкретных практических задач (не только в профессиональной деятельности). Проведен количественный анализ результатов внедрения STEM-образования, представленных в научных публикациях. Определен небольшой процент публикаций, посвященных STEM-образованию. Установлено, что в странах с развитой эконмикой есть значительно больше опубликованных научных результатов относительно внедрения STEM-образования. Освещены практические примеры внедрения STEM-образования в Украине и мире. Среди них: организация STEM-образования через решение проблемных ситуаций в полевых условиях; проведение занятий по решению практических задач в определенной профессиональной сфере; примеры организации и проведения уроков в вузе на междисциплинарной основе; кейсы для четырех сценарных учений; кейсы для решения практико-ориентированных задач на дому; кейсы инклюзивного образования с использованием STEM-проектов. Проведен контент-анализ современных практик внедрения STEM-образования на открытых образовательных ресурсах Coursera, edX, Udemy, Prometheus, EdEra. Анализ открытых образовательных ресурсов показывает, что существует слишком мало курсов, которые были бы ориентированы на STEM-образование и на подготовку учителей для внедрения STEM-ориентированного образования. Основой для исследования послужили научные публикации в изданиях, индексируемых наукометрическими базами данных Scopus и Web of Science за последние 10 лет, и диссертационные исследования, проведенные в Украине.

Termin “edukacja STEM” został doprecyzowany. Powszechnie uważa się, że edukacja STEM jest procesem uczenia się, który opiera się na interdyscyplinarnej i praktycznej orientacji i zapewnia kształtowanie umiejętności zdobywania wiedzy teoretycznej i opanowania metod naukowych do ich wykorzystania w rozwiązywaniu określonych zadań praktycznych (nie tylko w działalności zawodowej). Przeprowadzono analizę ilościową wyników wdrażania edukacji STEM, przedstawionych w publikacjach naukowych. Znaleziono niewielki odsetek publikacji poświęconych edukacji STEM. Ustalono, że w krajach o rozwiniętych  gospodarkach publikowanych jest znacznie więcej wyników naukowych dotyczących wdrażania edukacji STEM. Podkreślono praktyczne przypadki wdrażania edukacji STEM na Ukrainie i na świecie. Wśród nich jest organizacja edukacji STEM poprzez rozwiązywanie sytuacji problemowych w warunkach terenowych; prowadzenie zajęć z rozwiązywania praktycznych zadań w określonej dziedzinie zawodowej; przykłady organizowania i prowadzenia lekcji w liceum na zasadzie interdyscyplinarnej; przypadki dla czterech ćwiczeń scenariuszowych; przypadki rozwiązywania zadań zorientowanych na praktykę w domu; przypadki edukacji włączającej z wykorzystaniem projektów STEM. Przeprowadzono analizę treści współczesnych praktyk wdrażania edukacji STEM na otwartych zasobach edukacyjnych Coursera, edX, Udemy, Prometheus i EdEra. Analiza otwartych zasobów edukacyjnych pokazuje, że istnieje zbyt mało kursów, które koncentrowałyby się na edukacji STEM i szkoleniu nauczycieli w zakresie wdrażania edukacji zorientowanej na STEM. Podstawą badań były publikacje naukowe w publikacjach indeksowanych przez scjentometryczne bazy danych Scopus i Web of Science w ciągu ostatnich 10 lat oraz badania dysertacyjne prowadzone na Ukrainie.