Kształcenie inżynierów od podstawówki kluczem do Przemysłu 4.0 – CXO.pl

Współczesna Polska szkoła stoi przed wyzwaniem, jakim jest rozwijanie kluczowych kompetencji przyszłości u najmłodszych. Mowa tu o umiejętności efektywnej współpracy i kreatywnego myślenia – (fundamentalnych w erze Przemysłu 4.0). Fundacja Katalyst Engineering, dostrzegając tę lukę, aktywnie wdraża programy edukacyjne, które mają na celu transformację podejścia do inżynierii już na poziomie szkół podstawowych. Ich innowacyjne metody edukacyjne mogą stanowić cenną inspirację dla inżynierów i przedsiębiorstw, wskazując nowe ścieżki efektywnej kooperacji w obliczu złożonych wyzwań biznesowych.

Anna Kościelak, dyrektor programu „Ogarnij inżynierię”, podkreśla: „U podstaw naszych działań leży fundamentalny problem – rozbieżność pomiędzy tym, czego uczy szkoła, a tym, czego realnie wymaga rynek pracy.” Zauważa ona dynamicznie rosnące zapotrzebowanie na specjalistów STEM – inżynierów, naukowców, ekspertów technologii i matematyków. Jednocześnie, w krajach o wysokim stopniu rozwoju gospodarczego, obserwuje się paradoksalny trend – spadek zainteresowania młodych ludzi karierą w tych właśnie kluczowych dla innowacji dziedzinach.

Badania ROSE (Relevance of Science Education) dobitnie ilustrują to zjawisko. Wskazują one, że im wyższy poziom rozwoju ekonomicznego danego kraju, tym mniejsze jest zainteresowanie młodzieży zawodami związanymi z naukami ścisłymi. Jest to alarmujący sygnał, który wymaga systemowych i nowatorskich rozwiązań w obszarze edukacji.

Ten niepokojący trend można przedstawić w uproszczony sposób: im społeczeństwo staje się bogatsze i bardziej zaawansowane technologicznie, tym mniej młodych ludzi chce aktywnie przyczyniać się do dalszego postępu w tych dziedzinach. Ta sytuacja generuje ryzyko spowolnienia innowacji i osłabienia konkurencyjności gospodarek opartych na wiedzy.

Odnosząc się do nurtującego pytania o fundamentalne różnice w podejściu do nauk ścisłych pomiędzy kulturą Zachodu a krajami azjatyckimi, Anna Kościelak wskazuje na istotny aspekt: „Kluczowa różnica leży w samym postrzeganiu nauki. W kulturach wschodnich, nauka jest integrowana holistycznie z innymi dziedzinami życia. Na Zachodzie dominuje silna specjalizacja i podział na wąskie dziedziny.” To podejście, jak zauważa Kościelak, generuje ryzyko nadmiernej specjalizacji, które trafnie ujął Nicholas Butler:

„Ekspert to ktoś, kto wie coraz więcej o coraz mniejszej ilości rzeczy, aż w końcu wie absolutnie wszystko o niczym.”

Kościelak stanowczo obala stereotypowe postrzeganie nauk ścisłych jako dziedzin pozbawionych elementu humanistycznego. Podkreśla, że „praca inżyniera, w swojej istocie, jest głęboko interdyscyplinarna. Wymaga synergii wielu kompetencji – nie tylko technicznych, ale i socjologicznych (zrozumienia potrzeb użytkowników), psychologicznych, a nawet artystycznych (kreatywności i estetyki rozwiązań).”

Jako przykład mistrzowskiego połączenia technologii i humanistyki podaje podejście Steve’a Jobsa do projektowania produktów. Jego innowacje były wynikiem nie tylko zaawansowanej inżynierii, ale również głębokiego zrozumienia ludzkich potrzeb i estetyki. Interdyscyplinarny charakter pracy inżyniera, według Kościelak, „stanowi o jej ogromnym potencjale, nie tylko w kontekście rozwoju technologicznego, ale i osobistego każdego inżyniera.”

Fundacja Katalyst Engineering stawia sobie za nadrzędny cel rozbudzenie autentycznego zainteresowania uczniów przedmiotami ścisłymi i szeroko pojętą inżynierią. Inspiracją dla Briana D. Pattersona, fundatora tej inicjatywy, były nowatorskie programy edukacyjne STEAM oraz rewolucyjne wykorzystanie technologii druku 3D w edukacji, które miał okazję poznać w Stanach Zjednoczonych. Zafascynowany potencjałem tych rozwiązań, Patterson postanowił zainwestować w podobne inicjatywy w Polsce, aby aktywnie wspierać szkoły w poszukiwaniu nowych, skutecznych metod angażowania uczniów.

Od pięciu lat Fundacja Katalyst Engineering z sukcesem realizuje program „Ogarnij inżynierię”, który opiera się na trzech kluczowych filarach stanowiących o jego innowacyjności i skuteczności. Te filary, wzajemnie się uzupełniając, tworzą spójną i kompleksową strategię edukacyjną, skierowaną do uczniów szkół podstawowych.

Edukacja STEAM

Interdyscyplinarne podejście, które łączy w harmonijną całość nauki ścisłe, technologie, inżynierię, sztukę i matematykę. Promuje efektywną pracę zespołową, otwartą wymianę wiedzy i pobudzanie kreatywności. Sztuka, w tym ujęciu, nie jest dodatkiem, lecz integralną częścią STEAM, podkreślając holistyczne postrzeganie wiedzy i jej praktyczne, wszechstronne zastosowanie. Przykładem może być projektowanie interaktywnych instalacji artystycznych z wykorzystaniem robotyki.

„Inżynieria dla dzieci”

Metodyka edukacyjna, która w centrum procesu uczenia się stawia rozwiązywanie konkretnych problemów inżynierskich. Uczy krytycznego i logicznego myślenia, umiejętności planowania złożonych zadań, przeprowadzania systematycznych testów i iteracyjnego ulepszania wypracowanych rozwiązań. Program ten skutecznie demistyfikuje inżynierię, pokazując, że jest to dziedzina, która realnie kształtuje otaczający nas świat i znacząco ułatwia codzienne życie. Przykładowo, dzieci projektują i budują mosty z zapałek, ucząc się zasad statyki i wytrzymałości materiałów.

Technologia druku 3D

Innowacyjne wykorzystanie drukarek 3D i zaawansowanych programów do modelowania 3D w procesie edukacji. Druk 3D w niezwykły sposób rozwija wyobraźnię przestrzenną uczniów, a, co potwierdzają liczne ewaluacje, istotnie zwiększa ich zainteresowanie matematyką i przedmiotami ścisłymi. Uczniowie mają unikalną możliwość przejścia pełnej ścieżki – od abstrakcyjnego pomysłu, poprzez wirtualny projekt, aż po fizyczną realizację swojego autorskiego dzieła. Ten proces silnie motywuje ich do nauki i zdobywania praktycznych umiejętności, w tym z zakresu animacji i wirtualnej rzeczywistości. Te kompetencje, w przyszłości, mogą znacząco ułatwić im znalezienie atrakcyjnego zatrudnienia w dynamicznie rozwijającym się sektorze IT.

Program „Ogarnij inżynierię” adresowany jest przede wszystkim do nauczycieli klas IV-VIII szkół podstawowych. Fundacja Katalyst Engineering zapewnia nauczycielom kompleksowe zestawy edukacyjne, umożliwiające przeprowadzanie angażujących eksperymentów w małych grupach uczniowskich. Moduły tematyczne, takie jak „Tajemnice zielonych dachów”, koncentrują się na praktycznych aspektach, na przykład projektowaniu energooszczędnych budynków, w inteligentny sposób integrując wiedzę z różnorodnych dziedzin, w tym z zakresu meteorologii i fizyki budowli.

Anna Kościelak podkreśla, że reakcje nauczycieli na program są zdecydowanie pozytywne, nawet jeśli początkowo wyrażają pewne obawy. „Często nauczyciele, szczególnie ci z mniejszym doświadczeniem w interdyscyplinarnej pracy projektowej, obawiają się dodatkowego obciążenia pracą. Jednak, kiedy przejdą przez proces eksperymentowania w zespole nauczycieli różnych specjalności, doświadczają zupełnie nowej jakości pracy. Zaskoczeni własnym entuzjazmem i nowymi kompetencjami, przyznają, że odzyskali radość z nauczania i chętnie angażują się w kolejne innowacyjne projekty.”

To właśnie ten entuzjazm nauczycieli jest kluczowy dla trwałej zmiany w edukacji. Nauczyciel zainspirowany i wyposażony w odpowiednie narzędzia staje się motorem pozytywnych zmian w całej szkole. To organiczne podejście do transformacji edukacji, od dołu do góry, daje nadzieję na realną poprawę jakości kształcenia inżynierów przyszłości.

Każdy moduł programu „Ogarnij inżynierię” podlega rygorystycznemu testowaniu na docelowej grupie odbiorców – uczniach, w formie interaktywnych warsztatów pilotażowych. „Zawsze zadziwia mnie niezwykła zdolność dzieci do pełnego zaangażowania się w te zajęcia, nawet tych uczniów, którzy zazwyczaj mają trudności z koncentracją uwagi” – dzieli się swoimi obserwacjami Kościelak. „Zdarzają się sytuacje, że po intensywnych, kilkugodzinnych warsztatach, dzieci spontanicznie wyrażają niechęć do ich zakończenia.”

Technologia druku 3D, zdaniem Anny Kościelak, pełni szczególnie ważną rolę w procesie edukacyjnym, pomagając „skutecznie wyciągnąć dzieci z dominującego świata wirtualnego z powrotem do fascynującego świata realnych przedmiotów”. Możliwość niemal natychmiastowej materializacji własnych pomysłów, dotknięcia i przetestowania ich w namacalnym, rzeczywistym świecie, jest dla dzieci niezwykle fascynująca i motywująca, budząc w nich naturalną ciekawość i chęć do dalszej eksploracji.

Anna Kościelak, opierając się na swoim bogatym doświadczeniu w obszarze edukacji, podkreśla powszechnie odczuwaną potrzebę głębokich zmian w systemie szkolnictwa. „Na konferencjach edukacyjnych stale słyszymy o pilnej konieczności reform, o systematycznym oddalaniu się szkoły od realnych potrzeb dynamicznie zmieniającego się świata. Potrzebę zmian dostrzegają wszyscy – nauczyciele, rodzice, uczniowie, a nawet władze oświatowe. Jednak wciąż brakuje nam skutecznych, realnie wdrażanych rozwiązań. Wierzę głęboko w zmiany organiczne, oddolne. Tak właśnie staramy się działać w Fundacji Katalyst Engineering.”

Program „Ogarnij inżynierię” osiągnął już imponujący zasięg i wymierne rezultaty. Objął on już ponad 700 nauczycieli, 100 szkół i 24 000 uczniów. „Program ten, co niezwykle istotne, zostawia trwały ślad. Pokazuje nauczycielom realną wartość interdyscyplinarnej współpracy, nieocenioną rolę metody prób i błędów w procesie edukacji, a także możliwość skutecznego rozwijania kreatywności uczniów w ramach obowiązującej podstawy programowej.”

Działania Fundacji Katalyst Engineering wpisują się w szerszy kontekst dynamicznych zmian zachodzących w nowoczesnym biznesie i rewolucyjnego rozwoju Przemysłu 4.0. Anna Kościelak zwraca szczególną uwagę na pilną potrzebę zintensyfikowania zainteresowania ze strony uczelni wyższych i przedsiębiorstw inicjatywami edukacyjnymi skierowanymi do szkół podstawowych. „Podczas ostatniego zjazdu Naczelnej Izby Technicznej, doświadczeni inżynierowie byli autentycznie zafascynowani możliwością efektywnego nauczania inżynierii już na tak wczesnym etapie edukacji. Często, niestety, funkcjonujemy w zamkniętych silosach, nie czerpiąc cennej wiedzy i inspiracji od siebie nawzajem. Konieczna jest głęboka zmiana mentalności, otwartość na realną interdyscyplinarną współpracę w firmach i na uczelniach, która w naturalny sposób pobudza kreatywność i innowacyjne myślenie. Kluczowe jest ciągłe skupienie na potrzebach odbiorcy – dogłębne zrozumienie potrzeb użytkownika jest przecież fundamentem każdego efektywnego procesu produkcyjnego.”

Edukacja od najmłodszych lat powinna skutecznie wpajać młodemu pokoleniu fundamentalne przekonanie, że złożone problemy zazwyczaj mają wiele potencjalnych rozwiązań, a metoda prób i błędów jest nie tylko dopuszczalna, ale wręcz naturalną i nieodzowną częścią procesu uczenia się i innowacyjnego projektowania. „Niestety, współczesna szkoła, wciąż oparta na sztywnym systemie testów i oceniania, często nieświadomie utrwala w uczniach błędne przekonanie o wiedzy jako statycznym zbiorze faktów do bezrefleksyjnego zapamiętania, a nie dynamicznej umiejętności ich kreatywnego wykorzystania i adaptacji. To, w dalszej perspektywie, negatywnie wpływa na późniejszą zdolność do efektywnej współpracy i autentycznej kreatywności w dorosłym życiu zawodowym.”

W dynamicznej dobie Przemysłu 4.0, umiejętność efektywnej współpracy i kreatywnego rozwiązywania problemów przez inżynierów nabiera znaczenia bardziej niż kiedykolwiek wcześniej. Anna Kościelak sugeruje, że nowatorskie metody edukacyjne, z powodzeniem stosowane przez Fundację Katalyst Engineering, mogą stanowić cenną inspirację również dla programów doskonalenia zawodowego inżynierów. „Konkursy inżynierskie dla dzieci, oparte na zasadach STEAM i wykorzystaniu druku 3D, mogą z powodzeniem inspirować doświadczonych dorosłych inżynierów w poszukiwaniu innowacyjnych, przełomowych rozwiązań. Aktywne wsparcie inżynierów dla szkół podstawowych jest niezwykle istotne i strategiczne, ponieważ to właśnie w tym kluczowym okresie rozwojowym kształtuje się przyszłość całych pokoleń. To w szkołach podstawowych, w dużej mierze, rozstrzyga się, czy dziecko zamyka się na fascynujący świat nauk ścisłych i technologii, czy otwiera się na niego z autentyczną pasją i zaangażowaniem.”

Inwestycja w inżynierów przyszłości, rozpoczynająca się już w szkole podstawowej, jest nie tylko strategicznie ważna dla rozwoju Przemysłu 4.0, ale przede wszystkim stanowi klucz do budowania innowacyjnego i konkurencyjnego społeczeństwa opartego na wiedzy i kreatywności. Fundacja Katalyst Engineering, realizując program „Ogarnij inżynierię”, wyznacza nowy, inspirujący kierunek w edukacji, który może przynieść wymierne korzyści dla całej polskiej gospodarki.

Anna Kościelak – dyrektor programu „Ogarnij inżynierię” w Fundacji Katalyst Engineering, ekspertka z wieloletnim doświadczeniem w dziedzinie innowacyjnej edukacji.