STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematics – zinātne, tehnoloģijas, inženierzinātnes un matemātika) izglītība nav tikai matemātikas un citu eksakto mācību priekšmetu apgūšana. Bērnos un jauniešos STEM attīsta kritisko domāšanu, zinātkāri, prasmi uzņemties atbildību un pieņemt lēmumus, palīdzot sagatavot viņus veiksmīgai karjerai jebkurā jomā. Reizēm tiek izmantots arī saīsinājums STEAM, kur A nozīmē Arts. Mākslas pievienošanai STEM ir vairāki plusi, jo eksaktie priekšmeti var būt nedaudz sausi un garlaicīgi, kamēr māksla veicina radošumu un notur interesi. Tipisks piemērs – lai izstrādātu datorspēli, nepietiek tikai ar tehniskajām zināšanām, vajadzīgs arī interesants sižets un gaumīgs noformējums.

Pēdējā laikā virtuālā realitāte strauji ienāk arī STEM izglītībā, un par tās pielietojuma iespējām lasiet nedaudz vairāk šajā rakstā.

Lai gan šķiet, ka profesionālā darba dzīve vēl ir ļoti tālu, bērnos jau agrīnā vecumā ir jāsāk audzināt aizraušanās ar STEM. Protams, ne visi audzēkņi kļūs par kosmosa inženieriem, tomēr STEM izglītība ir noderīga visiem pamatskolas vecuma bērniem neatkarīgi no viņu interesēm. Kādi tad ir galvenie ieguvumi no STEM izglītības?

Kritiskās domāšanas prasme

Bērniem patīk uzdot jautājumus un izpētīt apkārtējo pasauli. STEM izglītība sniedz iespēju bērniem pētīt lietas un risināt problēmas. Paradoksālā kārtā STEM veicina radošumu un spēju domāt “ārpus kastes”. Jebkura vecuma bērni šīs prasmes var pielietot reālās dzīves scenārijos, lai piedāvātu netradicionālus risinājumus problēmām, ar kurām viņi saskaras.

Tāpat arī zinātniskās pieejas izmantošana var palielināt bērnu pārliecību, liekot sekot precīziem norādījumiem. Vienkāršs zinātnisks eksperiments ar magnētu un dzelzs skaidām var būt viss, kas nepieciešams, lai mudinātu bērnu gan sekot instrukcijām, gan domāt par to, kāpēc viņš veic šos soļus. Tās var šķist nenozīmīgas prasmes, taču tās liek pamatus radošas domāšanas attīstībai, kas ir viena no pieprasītākajām prasmēm mūsdienu profesijās.

Darbs komandā un sadarbības prasmes

Strādājot grupā, bērniem ir jautri un viņi visi var uzņemties atbildību par paveikto. Tomēr, veicot grupu darbu, bērni iemācās arī daudz ko dzīvē noderīgu. Darbs komandā bērnus mudina sekot laikam un ievērot pašdisciplīnu. Turklāt viņi mācās, kā darbojas komanda un kā sasniegt rezultātus. Bērni apgūst arī prasmes un iemaņas, kā pastāstīt savus secinājumus citiem.

STEM priekšmetu raksturs ir piemērots atklātām diskusijām. Ikdienā šīs prasmes ir ļoti noderīgas, jo bērni ir gatavi uzklausīt citu cilvēku viedokļus un idejas. Uz šādām prasmēm labvēlīgi raugās arī darba devēji un augstskolu atlases speciālisti.

Problēmu risināšana

Lai gan skolu mācību programmās esošo uzdevumu risināšana šķiet garlaicīga, kas jāapgūst no mācību grāmatām, tā var būt viena no vērtīgākajām un aizraujošākajām prasmēm. STEM izglītība ir piemērota šādiem uzdevumiem, jo spēja atrisināt problēmu ir katra tās uzdevuma pamatā.

STEM aktivitātes mudina bērnus identificēt problēmas, izvirzīt hipotēzes par to, kā tās atrisināt, un pēc tam pārbaudīt risinājumus. Tas ne tikai attīsta problēmu risināšanas prasmes, bet arī audzina neatlaidību un izturību. Bērns to var izmantot turpmākajā dzīvē, mācoties, kā tikt galā ar šķēršļiem. Lai gan nelielam zinātniskam eksperimentam un dzīves lēmumiem virspusēji nav nekā kopīga, abos gadījumos, lai nonāktu pie risinājuma, tiek izmantotas tās pašas fundamentālās problēmu risināšanas prasmes.

Tehnoloģiju pratība

Lai gūtu maksimālu labumu no skolas gaitām, kļūst arvien svarīgāk, lai bērns varētu izmantot tehnoloģijas, lai piekļūtu mācību materiāliem. Mācot jebkuru STEM jomu, skolotāji var iepazīstināt savu klasi ar tehnoloģiju pamatprincipiem un nodrošināt viņiem iespēju apgūt jaunākās tehnoloģijas.

Daudzas skolas arī iesaistās praktiskās un radošās aktivitātēs, kas saistītas ar tehnoloģijām, piemēram, programmēšanā un robotikā. Izprotot, kā darbojas tehnoloģijas, bērniem tiek dota iespēja kļūt par aktīviem digitālās pasaules veidotājiem, nevis pasīviem patērētājiem. Tas dod viņiem pārliecību par savām digitālajām spējām un spēku pielāgoties mainīgajai tehnoloģiju pasaulei pieaugušo vecumā.

Vēlme mācīties 

STEM izglītība bērnos veicina zinātkāri un vēlmi visu izpētīt, radot mīlestību uz mācīšanos visa mūža garumā. Iesaistot bērnus praktiskos eksperimentos, projektos un reālās dzīves problēmās, STEM mācību priekšmeti kļūst aizraujoši un aktuāli. STEM izglītības praktiskais raksturs rosina bērnus uzdot jautājumus un palīdz izprast apkārtējo pasauli. Jau agrā vecumā veicinot vēlmi mācīties, STEM izglītība rada priekšnoteikumus turpmākajiem akadēmiskajiem panākumiem un personīgajai izaugsmei.

Galvenie ieguvumi no VR pielietojuma STEM izglītībā 

Ņemot vērā visu iepriekš minēto, ir tikai dabiski, ka VR spēlē aizvien lielāko lomu STEM izglītībā. Minēsim tikai dažus reālās dzīves piemērus, kur jau šobrīd VR tehnoloģijas tiek izmantotas, lai aizrautu un reizē izglītotu mūsu atvases:

• Unikāla pieredze un reālās dzīves simulācijas. Pateicoties VR sniegtajām iespējām, skolēni var ceļot uz tālām planētām, apmeklēt okeāna dzīles vai pat piedalīties vēsturiskos notikumos. Parastā mācību vide neko tādu nespēj nodrošināt. VR simulācijas ļauj skolēniem mācīties no pieredzes un pielietot uzzināto reālajā dzīvē. Piemēram, skolēni var veikt operācijas virtuālā operāciju zālē, veikt virtuālus pētījumus ķīmijas laboratorijā vai virtuālā vidē projektēt un testēt produktu prototipus. VR simulācijas sniedz skolēniem ērtu un strukturētu vidi, kurā eksperimentēt. Skolēni var atkārtot simulācijas, līdz tās apgūst, pieļaut kļūdas, mācīties no tām un pilnveidoties. 

• Sarežģītu jēdzienu un datu vizualizācija. Virtuālā realitāte ļauj skolēniem aptvert sarežģītus konceptus, ko ir grūti vizualizēt parastās mācību telpās. Piemēram, skolēni var doties virtuālā ceļojumā pa cilvēka ķermeni, lai uzzinātu par asinsrites sistēmas sarežģīto dabu vai novērotu molekulārā līmeņa ķīmiskos procesus. Skolēni dziļāk izprot un labāk uztver STEM zināšanas, reāli piedzīvojot šīs parādības. Ar VR palīdzību skolēni var mijiedarboties ar lielām datu kopām, piemēram, izpētīt astronomijas, DNS vai klimata datus.
• Interaktīva un saistoša mācību vide. Viena no galvenajām VR priekšrocībām ir tās spēja nodrošināt ļoti reālistiskas simulācijas un scenārijus, kas ļauj skolēniem pielietot savas zināšanas praktiskos apstākļos. VR ļauj skolēniem strādāt komandā, gan pētot Marsa virsmu, gan radot un testējot inženierzinātņu prototipus. Šī dinamiskā un aizraujošā vide nenogarlaiko skolēnus, uzlabo viņu uzdevumu risināšanas spējas, veicina savstarpējo sadarbību, kā arī rosina vispārīgu interesi par zinātni.
• Kopīga mācīšanās un pārrobežu sakari. Skolēni no visas pasaules var sadarboties virtuālās platformās, lai risinātu sarežģītus STEM uzdevumus. Šī sadarbības metode uzlabo komunikācija spējas un iepazīstina skolēnus ar citām kultūrām un domāšanas veidiem. VR piedāvā iespēju skolēniem sazināties ar dažādu jomu ekspertiem, zinātniekiem un profesionāļiem. Skolēni var doties ekskursijās uz zinātniskās pētniecības objektiem un satikt profesionāļus no visas pasaules, izmantojot virtuālās vieslekcijas. Starptautiskās saiknes paplašina skolēnu redzesloku, iepazīstina viņus ar dažādām STEM profesijām un motivē sekot saviem hobijiem pasaules mērogā.
• Vienlīdzīgas iespējas visiem. Būtisks ieguvums ir VR spēja atrisināt resursu nelīdzsvarotību. Skolēni var strādāt virtuālajās laboratorijās, lai veiktu simulācijas, kas imitē reālās pasaules pētījumus skolās, kurās nav laboratoriju vai aprīkojuma. Turklāt, pielāgojot VR dažādiem skolēniem, piemēram, ar invaliditāti, tiek veicināta iekļaujoša STEM izglītība. VR var piedāvāt adaptīvas funkcijas un palīgtehnoloģijas, piemēram, teksta pārveidošanu uz runu, haptisko atgriezenisko saiti un titrus, kas padara STEM mācības pieejamākas skolēniem ar īpašām vajadzībām. 

Izaicinājumi, ieviešot virtuālo realitāti STEM mācību procesā

Ar VR ieviešanu STEM izglītībā mēdz būt savi sarežģījumi un problēmas. Viens no galvenajiem jautājumiem, apsverot VR izmantošanu, ir ar to saistītās izmaksas. VR tehnoloģijas sākotnējās izmaksas, tostarp VR briļļu, programmatūras un satura izmaksas, var būt salīdzinoši augstas. Tomēr svarīgi uztvert šo ieguldījumu kā ilgtermiņa ieguldījumu STEM izglītībā. Skolas var samazināt izmaksas, veidojot sadarbību ar VR iekārtu ražotājiem vai izmantojot līzingu. Vēl viena lieta, kas jāņem vērā, ir tehniskie jautājumi. Skolām jānodrošina, ka to tehnoloģijas, lokālais tīkls un cita infrastruktūra var darboties ar VR lietojumprogrammām. Dateks Gaming School ir aprīkota ar jaudīgiem datoriem un Meta Quest 3 virtuālās realitātes brillēm, kas atbalsta VR/AR vides un programmatūras izstrādi Unity un Unreal Engine izstrādes vidēs, kā arī iespēju testēt dažādas spēles un apgūt plašu spēļu pieredzi.

Lai VR veiksmīgi iekļautu STEM izglītībā, ir svarīgi arī nodrošināt skolotājiem nepieciešamo apmācību un palīdzību. Skolotājiem jābūt nepieciešamajām prasmēm un zināšanām VR sekmīgai iekļaušanai mācību stundās. Skolotājus var tam sagatavot, izmantojot profesionālās pilnveides programmas, seminārus un citu atbalstu. Skolas var dalīties pieredzē un resursos ar citiem pedagogiem un iestādēm. 

Visbeidzot, bet ne mazāk svarīgi ir pieskaņot VR izmantošanu STEM mācību programmas mērķiem. VR ir jāizmanto, lai uzlabotu un padziļinātu skolēnu zināšanas, nevis tikai novitātes dēļ. VR izmantošana var kļūt par būtisku STEM izglītības programmas sastāvdaļu, iekļaujot to esošajās mācību stundās un pieskaņojot konkrētai mācību programmai.