Уряд інвестує мільярди в STEM-лабораторії для навчальних закладів. Проте, чи зміниться підхід до навчання в цих лабораторіях?

Авторка Катерина Терлецька — доктор фізико-математичних наук, спеціалістка в галузі прикладної математики та дослідниця сильно нелінійних хвиль. Вона є членкинею Комітету медалі Льюїса Фрая Річардсона при Європейському геофізичному союзі (European Geosciences Union, Division Nonlinear Processes in Geosciences) та активно працює в Комітеті з популяризації математики Європейського математичного товариства (European Mathematical Society). Вона також очолює лабораторію математичних наук в Національному центрі "Мала академія наук України".

У 2027 році в Україні планується відкриття спеціалізованих старших шкіл. Держава інвестує мільярди гривень у створення нових навчальних середовищ, лабораторій та оснащення. Це важливий етап. Проте, навіть найсучасніші прилади не зможуть навчити дітей досліджувати, ставити запитання та мислити критично.

Уявімо собі академічний ліцей у осінній порі 2027 року. Яскрава лабораторія, сучасні меблі, мікроскопи, датчики, набори для робототехніки та 3D-принтер — усе це можна продемонструвати батькам, представникам місцевої влади та журналістам. Тепер давайте зазирнемо до цієї ж лабораторії через кілька місяців. Частина обладнання все ще знаходиться в упаковках. Деякі прилади не мають витратних матеріалів, а для інших бракує зрозумілих інструкцій українською мовою. Вчитель не знає, як інтегрувати це обладнання у навчальний процес, і у нього немає часу на підготовку нових лабораторних занять. В результаті дороге обладнання використовують лише кілька разів на рік — під час відкритих уроків або візитів VIP-гостей. Це не є прогнозом чи звинуваченням конкретної школи. Але такий розвиток подій цілком ймовірний, якщо разом із закупівлею техніки не буде враховано підготовку тих, хто з нею працюватиме — насамперед, вчителів. І це необхідно зробити до повного запуску профільної старшої школи у 2027 році.

Фінансування освітньої сфери є вірним вибором.

У 2026 році держава передбачила 3,2 млрд грн на оновлення освітніх просторів у закладах загальної середньої освіти. Із них 1,3 млрд грн спрямовано на гімназії, 1,2 млрд на пілотні академічні ліцеї, ще майже 700 млн грн на майбутні академічні ліцеї. Державне фінансування на облаштування кабінетів і STEM-лабораторій отримують 130 майбутніх академічних ліцеїв у 22 областях. Сучасні лабораторії потрібні школам: фізику, хімію, біологію й технології неможливо якісно вивчати без спостережень, експериментів і конструювання. Але закупівля обладнання -- це лише початок реформи.

Багато хто помилково вважає, що сучасні технології здатні самостійно трансформувати навчальний процес: інтерактивна панель нібито робить уроки більш захоплюючими, набір для робототехніки нібито допомагає розвивати інженерне мислення, а STEM-лабораторія повинна зацікавити дітей у природничих науках. Проте, насправді, за допомогою панелі можна лише виконувати стандартні завдання, робот може бути зібраний за готовими схемами, а вражаючий експеримент можна провести, навіть не зрозумівши його суть.

STEM -- це не табличка на дверях і не яскраві тематичні стенди в кабінеті. Це навчання, у якому дитина ставить запитання, перевіряє припущення, аналізує дані й пояснює результати. Організовує цей процес не прилад, а підготовлений учитель.

Не всі експерименти відносяться до STEM.

STEM-освіта часто асоціюється з будь-якою практичною діяльністю: учні можуть щось змішувати, вирощувати, вимірювати або програмувати. Але чи дійсно кожен такий експеримент сприяє розвитку вміння досліджувати у дітей? Дослідник у сфері наукової освіти Марк Віндшитль наводить яскравий приклад.

Майбутня вчителька із захватом описує урок у 6-му класі, де діти проводять власні експерименти з рослинами. Ідеї для експериментів запропонували самі учні, а вчитель допоміг їм відібрати найбільш здійсненні. На перший погляд, на уроці панує повна свобода творчості та справжній STEM: одні учні поливають рослини кока-колою; інші порівнюють природне світло з люмінесцентним; хтось використовує барвники, гравій чи пісок. Одна група перевіряє вплив музики, а ще хтось навіть підвісив рослину догори корінням. Спостерігачка щиро вражена рівнем ідей і вважає це прекрасним втіленням "дослідницького методу".

Проте Віндшитль виявляє інший, значно глибший аспект цієї ситуації. Він описує це як методичну пастку, яку він називає "народною теорією дослідження": учні активно займаються експериментами, але обирають теми для своїх досліджень лише через те, що це технічно можливо і викликає інтерес. Хоча вони фіксують результати своїх експериментів, їм не вдається зрозуміти, чому це відбувається, оскільки їхні дослідження не ґрунтуються на наукових теоріях або конкретних біологічних механізмах. Таким чином, дослідницька гіпотеза перетворюється на просте вгадування результатів, а сам експеримент стає набором цікавих, але слабо пов’язаних один з одним дій.

На противагу такому підходу Віндшитль пропонує так зване модельно-орієнтоване дослідження: перед дослідом учні мають побудувати початкову теоретичну модель явища (наприклад, фотосинтезу чи живлення), а потім за допомогою експерименту перевірити й уточнити її.

Не кожне дослідження вимагає чітко визначеної гіпотези, проте учень повинен усвідомлювати, яке явище він вивчає, а також якими можуть бути результати його аналізу — підтвердження або спростування отриманих даних. Для того щоб дослідження стало частиною інтегрованого STEM-навчання, необхідно включити елементи математичного аналізу, технологій чи інженерного проєктування. Вчитель повинен усвідомлювати взаємозв’язок між моделлю, гіпотезою, доказами та їх обґрунтуванням. Інакше сучасні технології можуть лише ускладнити реалізацію старих педагогічних помилок, роблячи їх дорожчими.

Цю інформацію підтверджують міжнародні дослідження, зокрема організація OECD, яка відповідає за проведення тестування PISA. Вона чітко наголошує, що просто придбати обладнання недостатньо; важливо також забезпечити підготовку вчителів, підтримку шкіл та розробити ефективні педагогічні практики.

Які кроки для цього варто зробити?

Виконати аналіз кадрового складу старшої спеціалізованої школи.

Оцінки кадрового дефіциту суттєво різняться. Наприкінці 2025 року голова парламентського Комітету з питань освіти, науки та інновацій Сергій Бабак говорив про 44 тисячі незаповнених педагогічних ставок, які фактично перекриваються сумісництвом. У травні 2026 року Оксен Лісовий, тодішній міністр освіти, зазначив, що в українських школах було близько 1700 відкритих учительських вакансій. Але визнав, що ця цифра не відображає всієї ситуації: не кожна школа реєструє вакансії, а нестачу педагогів часто перекривають перерозподілом годин між тими, хто вже працює. Тому формально вакансії може не бути, але фізику, наприклад, викладатиме вчитель іншої спеціальності або один педагог працюватиме у кількох школах.

Отже, перед відкриттям профільної школи в Україні необхідно провести не просто обмін вражаючими цифрами, а детальний аудит кадрового складу. Важливо мати уявлення не лише про кількість вчителів, але й про їхню предметну підготовку, фактичну робочу навантаженість, вікові характеристики, а також готовність до викладання профільних курсів.

Кадрова проблема не виникла раптово. У 2026 році на спеціальність учителя фізики та астрономії вступили лише 114 студентів по всій Україні, у Києві -- двоє. Результати вступної кампанії 2026 року показали подальше падіння інтересу до фізики, хімії та частини природничих спеціальностей. І це вже питання не лише університетів, це початок замкненого кола: дедалі менше студентів обирають фундаментальні науки та педагогічні спеціальності -- школам бракує сильних предметників -- учні рідше зустрічають захопливу живу науку -- і ще менше бачать себе фізиками, хіміками, математиками чи вчителями.

Вкладати в удосконалення кваліфікації педагогів

Для того щоб новітнє обладнання дійсно вплинуло на процес навчання, необхідно, щоб держава вкладала кошти в якісний професійний розвиток вчителів. В Україні традиційне підвищення кваліфікації часто обмежується лише накопиченням навчальних годин і участю у вебінарах чи курсах. Проте декілька коротких теоретичних занять не забезпечують бажаного ефекту.

Згідно з дослідженнями Education Endowment Foundation, успішний професійний розвиток не обмежується лише наданням нової інформації: він повинен включати практичне освоєння нових методів, отримання зворотного зв'язку та впровадження механізмів, які сприяють інтеграції змін у повсякденну діяльність педагогів.

Однією з інноваційних моделей професійного розвитку педагогів є Lesson Study, яка була вперше впроваджена в Японії та наразі отримала широке визнання у багатьох країнах світу. У рамках цього підходу вчителі спільно виявляють проблеми, розробляють уроки, спостерігають за процесом навчання учнів і вдосконалюють свої методи викладання. Основна перевага Lesson Study полягає в тому, що професійне навчання відбувається не на теоретичних курсах, а в реальному класному середовищі, через аналіз практичних дій та викликів, з якими стикаються учні. Однак для ефективної реалізації цієї моделі необхідно забезпечити вчителям оплачуваний час для проведення таких занять.

Налагодити інтеграцію з глобальною науковою спільнотою в галузі освіти.

В українській освіті відсутня чітка взаємодія з глобальною наукою про навчання: новітні дослідження не завжди доходять до вчителів в Україні, а вітчизняний досвід рідко стає частиною міжнародних професійних обговорень.

Вражає, що Україна не була представлена на Конгресі Європейського товариства досліджень математичної освіти CERME, який є одним із ключових професійних форумів у цій сфері. Незважаючи на те, що українські навчальні заклади активно реформують методи викладання математики, інвестують у STEM-обладнання та готують учнів до профільної старшої школи, у матеріалах конгресу 2023 та 2025 років я не виявила жодної доповіді чи постера від авторів з українських університетів, наукових установ або освітніх закладів. Водночас на CERME були присутні близько 900 провідних експертів з понад 50 країн.

Це не вказує на те, що українська освіта відстає, або що в наших навчальних закладах бракує талановитих викладачів і новаторських підходів. Навпаки, українські вчителі щодня шукають рішення в умовах, з якими більшість європейських освітніх систем ніколи не стикалися.

Ми маємо обмежене уявлення про те, як умови праці та професійні практики українських вчителів співвідносяться з аналогічними аспектами в інших країнах. Наприклад, в 2024 році Україна не була залучена до міжнародного порівняльного дослідження TALIS, яке проводить OECD. Це дослідження аналізує умови роботи вчителів і директорів шкіл, їхній професійний розвиток та методи викладання. У 2024 році в проекті взяли участь 280 тисяч освітян з 55 різних освітніх систем. Лише зараз українські педагоги стали частиною розширеного дослідження TALIS+, результати якого планується опублікувати у 2027 році.

Причини слабкої інтегрованості українських педагогів у міжнародний професійний і науковий простір зрозумілі: мовний бар'єр, дорогі конференції, обмежений доступ до публікацій, брак часу, слабкі зв'язки між школами й університетами та війна. Тому разом із лабораторіями потрібно створювати інфраструктуру обміну знаннями: давати вчителям доступ до досліджень, професійних спільнот і наукового супроводу. Інакше ми імпортуємо обладнання, але не педагогічну культуру його використання.

З'єднати ліцеї з науковим співтовариством.

Навіть найкваліфікованіший педагог не здатен самостійно забезпечити всі аспекти сучасного STEM-навчання. Тому академічні ліцеї не слід розглядати як ізольовані одиниці. Їм необхідно встановлювати міцні зв'язки з університетами, науковими центрами, Малою академією наук, музеями, технологічними компаніями та громадськими організаціями. Це можуть бути спільні спеціалізовані курси, наставництво від науковців, стажування для вчителів, учнівські дослідження з реальними даними, а також доступ до обладнання партнерських закладів.

Науковці не можуть повністю замінити шкільних вчителів: володіння предметом і здатність навчати підлітків — це зовсім різні навички. Проте вчителі не можуть самостійно відстежувати всі новітні зміни в науці. Їхня співпраця здатна забезпечити школі те, що не зможе жодна матеріальна закупівля: живий зв'язок між навчальним змістом, дослідженнями та професійною діяльністю.

Час для підготовки ще залишається, але його стає все менше. У вересні 2027 року відчинять свої двері нові ліцеї з профільним навчанням. Головне питання полягає в тому, що на них чекає: сучасна лабораторія для дослідження навколишнього світу чи музей з дорогим обладнанням, до якого краще не підходити.