Де народжуються інженери: як системне вивчення природничих наук у початковій школі готує до вступу у виш
Сьогодні STEM-освіта в Україні стає не просто трендом, а стратегічним пріоритетом, перетворюючись у нову філософію освіти. Це не просто абревіатура, що об’єднує науку, технології, інженерію та математику. Це зміна самої парадигми: від пасивного споживання інформації до активного творення реальності.
STEM у молодшій школі: місток у майбутнє
Багато хто помилково вважає, що серйозна наука починається у старших класах. Проте справжнє наукове мислення закладається саме в початковій школі. У 6–10 років дитина має природну допитливість, яку STEM перетворює на системний метод дослідження світу. STEM у початковій школі — це «щеплення» від страху перед складними дисциплінами. Уявіть урок, на якому учні не лише слухають теорію, а самостійно експериментують, випробовують і створюють щось своїми руками. У такому середовищі кожен учень стає дослідником і відкривачем. Вже у другому класі дитина може розуміти, як працює важіль, чому тримається міст і як втілюється логіка алгоритму у її першому власноруч створеному проєкті.
STEM у молодшій школі – це місток, який з’єднує ігрову діяльність із світом академічних наук. Замість того, щоб у 7-му класі з жахом зустрітися з абстрактними формулами фізики, дитина, що пройшла через STEM-підхід, сприймає ці науки як знайомі інструменти. Вона не боїться складних дисциплін, бо відчула себе винахідником ще задовго до першого іспиту.
Трагедія «окремих предметів»: чому традиційний підхід потребує змін
Традиційна освітня модель часто дає знання фрагментарно: окремо математика, окремо біологія, окремо хімія. У результаті діти часто не вміють застосовувати знання комплексно. Вони можуть вивчити будову клітини, але не розуміють, як ці знання допомагають створювати біотехнології. Вони можуть обчислити площу трикутника в зошиті, але не розуміють, як використати силу трикутних конструкцій, щоб побудована ними паперова вежа витримала вагу підручника. STEM долає цей розрив. Замість фрагментарних знань дитина отримує цілісну картину світу. Це і є формування інтегрального та наукового мислення: дитина починає розуміти, як математична формула «оживає» в інженерній конструкції, а біологічний процес стає основою для новітніх технологій. Наприклад, в інноваційних методичних розробках для початкової школи діти, створюючи модель очисного фільтра для води, одночасно вивчають біологію (забруднювачі), хімію (процеси очищення) та інженерію (конструкція приладу). Вони бачать проблему і вирішують її системно, інтегруючи знання з різних галузей.
Від паперових мостів до відбудови міст: де виховується майбутня інтелектуальна еліта України
STEM-освіта – це фундамент для покоління, яке буде відбудовувати Україну. Нам потрібні люди з інтегральним мисленням, здатні створювати енергетичні системи майбутнього, проєктувати розумні міста та розвивати вітчизняне ІТ. І починається цей шлях не в університетських лабораторіях, а за партою молодшої школи, де дитина вперше ставить запитання «Як це працює?».
STEM-шлях: від світового досвіду до українського прориву
Торік STEM-освіта в Україні відсвяткувала своє 10-річчя. Це стало можливим завдяки прогресивним педагогам та науковцям, які адаптували світові стандарти до українських реалій. За цей час було пройдено шлях від поодиноких експериментальних шкіл та гуртків робототехніки до масштабної державної стратегії, закріпленої в «Концепції розвитку природничо-математичної освіти» (STEM-освіта) до 2027 року».
Однією з перших в Україні роботу над цим напрямом розпочала Ірина Потапенко – авторка посібника «STEM-освіта у початковій школі: від навчальної моделі до реального уроку» та співавторка програми «STEM-Старт» для 1–4 класів та методичних матеріалів до неї.
Пані Ірина також є співзасновницєю ГО «СТЕМ ОСВІТА УКРАЇНА» та сертифікованою тренеркою провідних міжнародних програм: E2 Young Engineers (Ізраїль), Science4Us (США), Eduten FinMath (Фінляндія) та CTC Business Today (Велика Британія). Саме цей колосальний міжнародний досвід ліг в основу її розробок, адаптованих до реалій української школи.
Що таке «STEM-Старт»: комплексне рішення для сучасного вчителя
Методичний комплект «STEM-Старт» розроблений для 1-4 класів – це цілісна навчальна екосистема, яка гармонійно поєднує наукову теорію, практичні експерименти та фахову підтримку вчителя. До його складу входять:
Навчальна програма, що повністю відповідає вимогам Державного стандарту НУШ. Вона перетворює навчання на захопливий процес здобуття життєво важливих навичок через активні дослідження.
Зошит проєктів. Це серце програми, унікальний 4-річний курс, де складні наукові явища пояснюються через близький кожній дитині світ. Це створює міцний емоційний зв’язок із наукою: дитина не просто вчить, вона відчуває радість відкриття.
Робочий зошит. Це персональна лабораторія учня. Завдяки структурованим завданням дитина вчиться системно спостерігати за світом, аналізувати дані та фіксувати результати у власному «науковому щоденнику».
Методичний посібник для вчителя – ваш персональний асистент. Тут ви знайдете покрокові сценарії уроків, детальні роз’яснення до завдань та практичні лайфхаки, як організувати науковий експеримент у звичайному класі використовуючи ножиці, картон, папір, лупу, скоч, матеріали для вторинної переробки тобто все, що є під рукою.
Цифровий додаток на платформі IZZI. Потужний інтерактивний інструмент, що робить навчання сучасним. Візуалізація матеріалів, миттєвий доступ до завдань та можливість працювати як у класі, так і дистанційно – усе для того, щоб тримати увагу учня й заощадити час на пошуку матеріалів.
У «STEM-Старт» інтегровано чотири основні напрями: хімію та фізику; біологію (науки про життя); географію (науки про Землю і Космос). Ці напрями логічно доповнюють один одного, створюючи єдине середовище для занурення дитини у світ досліджень та відкриттів.
Щоб глибше зрозуміти, як реалізувати цей інноваційний підхід у кожному класі, перетворивши звичайний урок на майданчик для підготовки майбутніх винахідників, ми поспілкувалися з Іриною Потапенко, авторкою та співавторкою посібників зі STEM-освіти видавництва «Ранок», які стали справжнім проривом у методиці початкової школи.
Інтерв’ю з експертом
Пані Ірино, ваші посібники пропонують дітям з 1-го класу відчути себе дослідниками. Який головний стереотип про «складність» науки ви прагнули зруйнувати у своїх працях?
— Найбільший стереотип, який я прагнула зруйнувати, – це переконання, що наука – це щось важке, абстрактне і лише для “обраних”. Що фізику чи хімію “нормально не розуміти”, поки не підростеш. Насправді кожна дитина – вже дослідниця чи дослідник. У них природжене відчуття допитливості: вони постійно запитують “чому небо синє?”, “як працює вентилятор?”, “чому я захворів?”, “що буде, якщо я натисну тут?”. Саме ці питання – початок наукового мислення.
Моя мета – не дати готові відповіді, а створити середовище, у якому дитина з першого класу може досліджувати, робити припущення, перевіряти і формулювати власні висновки. Наприклад: у проєкті «Моя іграшка» діти вивчають властивості матеріалів, проводячи справжні тести на міцність і гнучкість, а потім створюють власні екоіграшки. У проєкті «Енергія, клімат і здоров’я» вони створюють власний термометр, вимірюють температуру вдома і аналізують зміни – як справжні метеорологи. У проєкті «Геометрія в рослинах» вони знаходять симетрію в листі, будують спіралі з насіння, вивчають закономірності форми – і розуміють, що математика навколо нас. Наука не починається з формул. Вона починається з «вау, як цікаво!». І якщо зберегти це «вау» – можна виростити не лише інженера, а людину, яка мислить, досліджує і змінює світ.
Традиційна школа часто карає за помилки, але в STEM помилка – це частина успіху. Як ваші матеріали допомагають вчителю змінити атмосферу в класі з «правильно/неправильно» на «досліджуймо далі»?
— Наша програма побудована на методах проблемного навчання, де немає однієї «правильної» відповіді на всі випадки життя. Ми спонукаємо учнівство висувати гіпотези, тестувати їх і робити власні висновки. У робочих зошитах передбачені «наукові щоденники» – сторінки для фіксації спостережень, аналізу відмінностей між очікуваним і реальним результатом. Завдання супроводжуються запитаннями: «Що ти помітив/ла?», «Що тебе здивувало?», «Що можеш порадити іншим на основі свого досвіду?». У методичних посібниках ми пропонуємо вчителям фрази підтримки, які допомагають переосмислити «невдачу»: «Це цікаве спостереження!», «Давай дослідимо чому так сталося», «Яка твоя ідея, як можна змінити підхід?». Такий підхід знижує страх помилитися і створює середовище, де кожен дослід – це не тест, а шлях до відкриття. Учні почуваються вільно, пробують, змінюють, аналізують – і саме це формує справжнє дослідницьке мислення.
Чи можна сказати, що дитина, яка пройшла ваш курс у початковій школі, матиме суттєву перевагу під час вступу до технічних вишів через 8–10 років? У чому саме ця перевага?
— Безперечно. Дитина не просто засвоює знання – вона вчиться мислити як дослідниця чи інженер. У 7 класі їй не страшні формули фізики – вона вже працювала з важелями, інерцією, плавучістю. У неї сформовано STEM-мислення: гіпотеза → дослід → аналіз → висновок. Вона вміє поєднувати математику, біологію та фізику, щоб вирішувати реальні задачі. І головне – має досвід командної роботи, презентацій, невдач і рішень. Це не просто учень – це майбутня дослідниця, яка з упевненістю вступає у світ науки.
Якби ви мали описати випускника початкової школи, який навчався за вашою системою, трьома словами, які б це були слова?
— Допитливий, винахідливий, системний. Це дитина, яка не боїться ставити запитання, шукає власні шляхи до розв’язання задач і вміє бачити взаємозв’язки між різними явищами та дисциплінами. Вона вчиться не заради оцінки, а щоб зрозуміти, як працює світ.
Пані Ірино, ваші посібники часто називають «готовим сценарієм успіху». Як вони допомагають вчителю провести крутий STEM-урок без багатогодинної підготовки?
— Наші посібники – це готовий STEM-сценарій, який допомагає вчительству провести урок без багатогодинної підготовки. У методичному посібнику є все: покроковий сценарій, типові запитання і відповіді учнів, словничок термінів, поради щодо організації роботи та адаптації завдань.
Кожен модуль – це структурований набір: від теоретичного вступу до готових робочих аркушів для дітей. Завдання створені на основі доступних матеріалів – папір, скотч, пляшки тощо. Усе, що потрібно для уроку, зібрано в одному комплекті. Цифрова підтримка на платформі IZZI (презентації, відео, інтерактив) економить час: достатньо 15–20 хвилин підготовки – і STEM-урок готовий.
Яке завдання з ваших посібників зазвичай змушує навіть «найскладніших» учнів відкласти телефони?
— Насправді в «STEM-Старті» телефони відкладають не лише «найскладніші», а й «найвтомленіші» учні, бо вся програма побудована на дослідженнях, експериментах і практичній взаємодії. Але особливу магію мають фінальні проєкти, які підсумовують тему і завжди включають щось несподіване – від сімейних опитувань і досліджень навколишнього середовища до конструювання власного винаходу з підручних матеріалів.
Наші улюблені приклади з проєктів у співпраці з програмою «Гармонія»:
«Моя іграшка» – дослідження матеріалів, з яких виготовляють іграшки, мапа пунктів переробки, створення еко-іграшки та презентація для родини;
«Чи є геометрія в мені?» – симетрія тіла, колаж із долонь, проєктна виставка, родинні дослідження;
«Енергія, зміни клімату і здоров’я» – створення мапи споживання енергії в школі, опитування родини, ідеї для зменшення витрат;
«Природа і моє здоров’я» – дослідження впливу довкілля на здоров’я, створення екокарти району;
«Геометрія простору» – аналіз архітектури, інтерв’ю з родиною про традиційні будівлі, проєкт майбутнього простору;
«Геометрія Всесвіту і часу» – спостереження за ритмами природи, створення моделей руху планет, дослідження закономірностей у Всесвіті і проєктування космічного готеля.
Саме ці інтегровані дослідницько-творчі проєкти і є точкою, де STEM оживає – учні відчувають себе дослідниками, винахідниками, частиною команди, і це залучає краще за будь-який гаджет.
Який головний «гріх» традиційної освіти ви намагалися виправити у своїх посібниках?
— Це відірваність теорії від життя. У традиційній системі діти дуже рано починають ставити запитання: «А навіщо мені це вчити?» – і часто не отримують переконливої відповіді. У програмі «STEM-Старт», яку ми створили у співпраці з проєктом «Гармонія», ми постарались змінити це зсередини.
Ми проєктуємо кожен урок так, щоб дитина бачила, як знання працює у реальному світі: через STEM-кейси, побудовані навколо повсякденних явищ, предметів і викликів. Ми запитуємо разом із дітьми:
– З чого це зроблено?
– Як це працює?
– Чи можу я зробити щось подібне або краще?
Ми хотіли зупинити ту типову для 3–8 класів тенденцію втрати інтересу до природничих наук. І нам це вдається, бо учень після уроку бачить науку не в підручнику, а: у будівлях, які спроєктовані за законами фізики, у іграшках, які працюють завдяки інженерному мисленню, у машинах, які рухаються завдяки енергії, у природі, яку можна досліджувати як живу лабораторію. Ми прагнемо, щоб наука перестала бути “шкільним предметом” і стала способом розуміння світу, мислення і впливу. І коли діти це відчувають – в очах загоряється вогник, і ми розуміємо, що рухаємось правильною дорогою.
Коли ви створюєте завдання, ви спочатку думаєте як науковець чи як дитина, якій має бути весело?
— Я думаю як науковець, який хоче передати свою пристрасть дитині. Моє завдання – зробити науку доступною і природною для дитини. Тому я створюю завдання як захопливі дослідницькі виклики, що викликають інтерес і водночас поступово формують чітке, логічне мислення. Це не просто «гра в науку», а справжній шлях до розуміння: від здивування – до гіпотези, від спостереження – до пояснення.
Дуже важливо розрізняти: дитині має бути цікаво, а не просто весело. Весело може бути і в грі без сенсу, але цікавість виникає тоді, коли є запитання, відкриття, несподіванка. Я завжди пам’ятаю: якщо дитині нудно – вона не навчається, як би науково правильно не було завдання. Але якщо це просто розвага без змісту – ми втрачаємо можливість сформувати справжнє розуміння.
У «STEM-Старт» ми завжди шукаємо баланс між дослідницькою захопливістю і серйозним змістом. Це інтеграція обох підходів – наукового і дитячого – яка й дає справжній освітній ефект.
Розкажіть про один експеримент чи завдання з ваших посібників, яке зазвичай викликає найбільший «вау-ефект» у класі.
— Важко обрати одне, бо в кожній змістовій лінії програми «STEM-Старт» є свої «хіти». У всіх дослідженнях ми поєднуємо науку з дизайном, креативністю і реальним життям. У змістовній лінії «Дослідження і хімічна наука» найбільше враження справляють, як не дивно, не кольорові реакції, а точні вимірювання: коли діти вперше використовують ваги, лінійки чи мензурки, щоб зафіксувати зміни, – вони починають сприймати себе як справжніх дослідниць. У лінії «Енергія, сила та рух» учні створюють найтихіший барабан або дизайнерську гітару, щоб зрозуміти, як вібрації стають звуком. Їх захоплює те, що вони можуть змінювати звук за допомогою власного дизайну.⠀
У лінії «Наука для життя» – це рольова гра «Харчові ланцюги», де діти буквально «стають» частинами екосистеми, й це не тільки весело, а й дає глибоке розуміння взаємозалежностей. А в «Земля і космос» – справжній вибух емоцій викликає проєкт «Екіпаж майбутнього», де учні створюють місію до космосу, проектують корабель і свою роль в експедиції. Навіть прості речі – аркуші паперу, скотч чи лупа – в їхніх руках стають інструментами для пояснення складних явищ. І в ці моменти наука перестає бути абстрактною – вона оживає прямо в класі.
Якби ви могли додати у посібник один магічний елемент, що б це було?
— Якби я могла додати магічний елемент до посібника, це була б Кнопка миттєвого розуміння. Її можна натиснути в будь-який момент, коли щось здається незрозумілим – і одразу отримати пояснення саме тим способом, який підходить саме тобі: через малюнок, приклад, метафору чи історію. Бо справа не в складності знань, а в тому, як вони подані. Така кнопка – це персональний місточок між інформацією і твоїм способом мислення.
Часто вчителі бояться STEM-уроків через складність підготовки. Як ваші посібники роблять життя вчителя легшим, а урок – драйвовим?
— Я дуже добре розумію цей страх – чую його щоразу на тренінгах: «Я не технар», «У мене 28 дітей – це ж буде хаос», «А що як експеримент не спрацює?»
Саме тому в основу «STEM-Старт» ми заклали принцип: максимум результату – мінімум стресу.
Кожне завдання — перевірене і безпечне. Жодних «експериментів, які можуть не вдатися». Усе пройдено мною десятки разів у реальних класах. Якщо дотриматися інструкції — усе спрацює.
Чітка організація групової роботи. Я пояснюю, як сформувати команди, розподілити ролі (дослідник, інженер, дизайнер, спікер), як провести перші 5 хвилин, щоб перетворити «хаос» на захоплену командну роботу.
Прості матеріали – і завжди з альтернативами. Уроки не потребують дорогих матеріалів або обладнання. Усе можна зібрати зі звичайних речей: картон, стрічки, пляшки, магніти. І завжди є варіант: «Немає – використайте це».
Платформа IZZI – ваш помічник. Тут можна знайти дидактичні матеріали, додаткові пояснення, відео та фото які можна використати на уроці.
Спільнота, яка підтримує. Ми створили телеграм-канал та групи підтримки, де вчителі діляться досвідом, порадами. Це дуже знижує тривожність: завжди знайдеться хтось, хто вже робив цей урок. Тут же ми надаємо безкоштовну методичну допомогу.
Результат? Вчителі, які боялися STEM, за місяць пишуть мені: «Це найулюбленіші уроки тижня! Діти в захваті — і я теж!»
Уявімо дитину, яка пройшла через весь курс ваших посібників у початковій школі. Якою вона прийде у 5-й клас?
— Я дуже чітко уявляю таку дитину, бо ми створювали посібники саме з думкою про те, якою вона має вийти з початкової школи.
Це буде дитина з внутрішньою звичкою мислити як дослідниця. Вона не просто відповідатиме «правильно» – вона буде ставити запитання, шукати закономірності, пропонувати гіпотези. І якщо щось не вийшло – не зупиниться, а скаже: «А що, якщо спробувати інакше?» Вона буде впевненою в собі, бо щотижня в неї була можливість будувати, досліджувати, тестувати. І бачити, що її ідеї працюють. Це буде дитина, яка вміє працювати в команді, бо вчилася домовлятися, брати відповідальність, бути і лідером, і підтримкою. Вона буде спокійно презентувати свій проєкт перед класом, бо робила це десятки разів. А ще – це буде дитина, яка знає, що наука – це не нудна теорія, а спосіб зрозуміти світ, вирішити проблему, щось змінити навколо себе. І вона вже відчула, що навчання може бути не обов’язком, а пригодою. Мені здається, саме з таких дітей виростають люди, які не бояться викликів. А хіба не заради цього ми й працюємо в освіті?
Відгуки вчителів
Добрий вечір. Жовті Води, ліцей №10 провели урок в 2 класі. Опановували терези. Діти активно висували гіпотези стосовно маси предметів і перевіряли їх. Робота сподобалася. Не спиняло і вимкнення світла. (Ірина Неклеса)
Жовті Води, ліцей №10 провели заняття в 2 класі. Виміряли все, що бачили. Папки, книжки, коробки, пенали. Порівнювали предмети за довжиною, висотою, шириною. Зробили висновок, що великі предмети не зручно вимірювати лінійкою. Дуже сподобалися метрова лінійка і рулетка. (Ірина Неклеса)
Добрий вечір! Сьогодні провела 4 STEM – урок за темою: Дослідження. Мої іграшки. Діти з захопленням ділилися розповідями про свої улюблені іграшки, слухали одне одного та активно брали участь у спілкуванні. Такий формат уроку викликав щирі емоції, залишивши приємні враження. (Наталія Дзундза)
Добрий день! Сьогодні провели STEM – урок з дітками “Дослідження 4. Матеріали та суміші”. Діти із задоволенням досліджували і аналізували різні предмети, вчилися класифікувати матеріали, обговорювали результати та робили власні висновки. (Вікторія Телятник)
Вітаємо! Вчора і сьогодні провели третє і четверте заняття з Хімічної науки 1 клас у Запорізькій обласній дитячій клінічній лікарні. Діти з цікавістю досліджували матеріали та предмети, які знайшли у нашому Цифровому освітньому центрі. Ми отримали задоволення від цих занять, посібники цікаві і доступні для опрацювання. Дякуємо вам щиро за таку надану можливість працювати з вашими матеріалами! ☺️
Доброго дня, 25.12.2025 провели урок 2 «Із чого зроблені наші іграшки». Ми досліджували матеріали, з яких виготовлені іграшки та їх властивості. Діти залюбки малювали свої улюблені іграшки, міркували, чи впливає матеріал на її масу, вчилися робити припущення щодо вдосконалення іграшки. Із задоволенням створювали паспорт своєї іграшки. Чарівна торбинка стала нам цікавим стартом, та допомогла на дотик описати незнайому іграшку. Ідемо далі, в новому році будемо чекати діток і досліджувати разом. З найкращими побажаннями в Новому році ТМО «Здорова родина» ЗОР (Олена Щелупа, Запорізька обласна клінічна дитяча лікарня)
Вітаємо! 07.01.2026 провели з дітками 3 урок STEM “Що ми робимо зі старими іграшками?» Дітям було цікаво створювати екологічний паспорт іграшки, разом з батьками, зʼясовували, як можна дати друге життя старим іграшкам і створювати емоційну карту іграшок. Сподобалась діткам сімейна обіцянка планеті. Дякуємо за можливість досліджувати і працювати в чудових зошитах.
Вітаю! Уроки проведені, звітні фото завантажені, форма заповнена! Шалене задоволення отримали і діти, і вчитель!) Щиро дякую авторам та організаторам Уроків STEM у початковій школі за проєктом UNICEF за таку натхненну, змістовну й по-справжньому захопливу роботу! Для дітей ці уроки стали справжньою подорожжю у світ науки: експерименти дивували й захоплювали, а можливість відчути себе справжніми дослідниками викликала щирий захват! Діти з цікавістю вчилися досліджувати, уважно спостерігати, робити власні висновки та радіти кожному маленькому відкриттю. І найцінніше — скільки було щирих усмішок, радості, натхнення та живих, справжніх емоцій! Дякуємо! (Наталія Полякова)
Видавництво Лисенко Вікторія Віталіївна
STEM-Старт: Інноваційна програма для початкової школи
Студент Водолажко Тетяна Ігорівна
Велосипед дитячий: як вибрати і не прогадати?
Видавництво Лисенко Вікторія Віталіївна
Український підручник з хімії претендує на нагороду BELMA
Вчителі природничих наук Ярошенко С.В., Байдал Н.К., Янченко Л.А., Пономарьова О.М., Ткачова В.С.,Осипчук Л.М., Копил Т.В., Кірсанова Ю.Г.
Методичний посібник для тижня природничих наук
Практичний психолог Гончарова Вікторія Олегівна
Як обрати домашній інтернет для навчання дітей
Видавництво Лисенко Вікторія Віталіївна
Трекер читання — один аркуш паперу, який допомагає дитині полюбити читання
Вчитель початкових класів Водолажко Лілія Іванівна
Психологічні тести для першокласників в Україні