Власти по всему миру обеспокоены тем, что молодёжь всё реже выбирает инженерные и научные профессии. Давайте разберёмся, почему это происходит.
Согласно данным консалтинговой компании McKinsey, в странах Европы и США к 2030 году спрос на специалистов в сферах STEM и здравоохранения может вырасти на 17–30%. В 2023 году BCG сообщила, что в Германии уже в 2022 году не хватало более 300 тысяч таких специалистов, а в США около трети инженерных вакансий ежегодно остаются незаполненными.
STEM от слов Science, Technology, Engineering and Mathematics (англ.) — естественные науки, технологии, инженерия и математика.
Откуда возникает этот дефицит кадров? Возможно, дело в непривлекательных условиях труда? Но на самом деле, не всё так просто. Исследования показывают, что на проблему влияет множество нематериальных факторов, общих для разных стран.
Эксперты называют это явление «протекающей трубой» (leaking STEM pipeline). Эта метафора отражает этапы, которые нужно пройти, чтобы стать специалистом в STEM: от начальной школы до работы по специальности.
На каждом этапе есть риски: неуспех в младших классах, потеря интереса к математике в средней школе, неправильный выбор курсов в старших классах, трудности с учёбой в вузе и, наконец, разочарование в профессии. Все эти факторы сокращают количество тех, кто в итоге становится инженерами и учёными.
Ниже шесть основных пунктов из исследования.
Почему стресс мешает изучать математику и STEM
Математическая тревожность — явление, при котором человек испытывает сильный стресс при столкновении с математическими задачами. Этот феномен, исследуемый психологами десятилетиями, имеет серьёзные последствия для учащихся. В школах и вузах тревожность связана с трудностями в изучении математики, что неудивительно: если при одной мысли о задаче учащается пульс и темнеет в глазах, успешное её решение становится почти невозможным.
Несмотря на то, что мета-анализ 2022 года показал слабое влияние тревожности на общую успеваемость, высокий уровень тревожности у подростков часто ведёт к убеждению в собственной неспособности и даже к бросанию школы.
Небольшое исследование среди 183 студентов показало, что избегание STEM-дисциплин связано не с математическими способностями, а именно с тревожностью. Студенты с одинаковыми навыками, но разным уровнем тревожности, чаще отказываются от STEM-курсов, а если и посещают их, то показывают худшие результаты.
Откуда берётся эта тревожность? Однозначного ответа пока нет.
Исследования показывают, что склонность к ней может быть унаследованной. В то же время на её формирование влияют:
- первый негативный опыт с математикой, часто связанный с неудачными учителями;
- нервозность родителей по поводу математики, которая передаётся детям;
- переизбыток контрольных и тестов, усиливающих тревогу по поводу оценок вместо того, чтобы сосредоточиться на процессе обучения.
Кроме того, эксперты, такие как Джо Боулер из Стэнфорда, считают, что само преподавание математики в школах нуждается в пересмотре. Формальный подход и ранний переход к практическим заданиям до полного усвоения концепций приводят к неуспеху и усилению тревожности.
Исследования также выделяют тревожность перед STEM-дисциплинами в целом, особенно у девочек и женщин. Однако на практике её трудно отделить от математической тревожности, ведь физика и химия также требуют математической подготовки.
Как школьные оценки влияют на выбор жизненного пути: «гуманитарий» или «технарь»?
Представьте пятиклассника, который завершил учебный год с тройкой по математике. Как реагируют на это родители и учителя? Возможно, кто-то уже спешит навесить ярлык: «Математика не твоё, ты явно гуманитарий». Но разве можно так рано делать такие категоричные выводы? К сожалению, дети часто воспринимают свои первые неудачи именно так, ставя крест на своих способностях к математике.
Даже успешные в других предметах ученики начинают верить, что, если они хорошо справляются с языками, то математика им просто не дана. Такие сравнения появляются ещё в младших классах, но к старшей школе они укрепляются, влияя на самооценку и будущие образовательные выборы. Подростки, стремясь лучше понять себя, выделяют свои сильные и слабые стороны, формируя убеждение, что они либо гуманитарии, либо технари.
Исследование среди немецких старшеклассников показало, что интерес к математике или языкам напрямую влияет на выбор учебных программ в университете. Если школьник считает себя гуманитарием, это убеждение может определять его карьерный путь.
Почему же склонность к гуманитарным наукам у школьников проявляется чаще, чем к математике? Исследования показывают, что для многих математика остаётся абстрактной и ограничивается школьными занятиями. В отличие от этого, навыки владения языком нужны ежедневно, что даёт ученикам больше возможностей видеть свои успехи в этой области.
Миф о врождённом таланте: почему студенты сомневаются в своих способностях к STEM
Уже с начальных классов дети начинают верить, что успех в математике требует врождённого таланта, в то время как в гуманитарных науках можно преуспеть без особых способностей. Они убеждены, что стать журналистом можно научившись, а вот стать математиком — только обладая врождёнными данными.
Это убеждение мешает даже тем, кто поступил на инженерные программы в университетах. Как показало одно американское исследование, многие студенты, особенно девушки, сомневаются в своей способности освоить выбранную сферу, страдая от синдрома самозванца. Они считают, что не заслуживают быть на этой сложной программе, даже если показывают высокие результаты.
Такие сомнения часто связаны с фиксированным мышлением, при котором люди верят, что способности даны от рождения и изменить их невозможно. В STEM-дисциплинах это убеждение особенно сильно, и особенно в отношении математики.
Мышление роста, напротив, предполагает, что способности можно развивать, если приложить достаточно усилий. Но именно этот подход, который мог бы помочь студентам преодолеть трудности, часто игнорируется, особенно в научных и технологических направлениях.
Гендерные стереотипы и утечка талантов: почему так мало женщин в STEM?
Одна из ключевых тем в исследованиях STEM — это недостаточное количество женщин в этих профессиях. Согласно данным Всемирного банка, хотя женщины составляют 54% всех выпускниц вузов, только 34% из них становятся исследовательницами. В таких областях, как наука о данных и искусственный интеллект, доля женщин ещё меньше — всего 26%. Девочки и девушки постепенно «утекают» из STEM на разных этапах образования.
Основной причиной этого явления исследователи называют гендерные стереотипы. Образ мужчины-учёного или инженера гораздо более распространён, чем аналогичный образ женщины.
Даже если в окружении девочки никто открыто не поддерживает стереотипы, они всё равно оказывают влияние. Девочки чаще испытывают математическую тревожность и считают себя гуманитариями. Согласно опросу 2023 года среди подростков и студентов из США, девочки значительно чаще, чем мальчики, сомневаются в своих способностях в науках и математике и редко видят для себя карьеру в этих областях. Например, 37% девочек вообще не интересуются профессиями в науке и технологиях, по сравнению с 15% мальчиков.
Кризис STEM-образования: как нехватка ресурсов и учителей влияет на интерес школьников
На качество преподавания STEM-предметов в школах жалуются по всему миру. В США, например, почти две трети взрослых считают, что естественно-научное образование в стране отстаёт от других государств, и пандемия только усугубила ситуацию.
Международные исследования подтверждают, что отсутствие лабораторий и недостаточная подготовка учителей негативно влияют на STEM-образование. Даже в благополучных странах многие учителя не имеют профильного образования.
По данным Организации экономического сотрудничества и развития, в 2018 году более 10% учителей естественно-научных предметов в средней школе в 40 странах мира не имели соответствующей степени. В некоторых странах математику преподают педагоги без специального образования, что напрямую отражается на результатах учеников.
Когда учитель недостаточно компетентен в своём предмете, это приводит к непониманию, отставанию и страху у учащихся. Исследования показывают, что студенты, чьи учителя не имеют профильного образования, реже выбирают STEM-специальности в вузах и чаще отчисляются.
Учебная мотивация и выбор STEM: почему высокие способности не всегда ведут к карьере
Согласно теории ожидаемой ценности, мотивация к обучению складывается из двух основных факторов: уверенности в успехе и важности самого обучения. В случае с математикой и естественными науками часто возникают сложности с обоими аспектами. Многие учащиеся считают эти предметы слишком сложными, что снижает их уверенность в успешном освоении, а практическая значимость такого образования не всегда очевидна.
Исследования подтверждают, что STEM-специальности не кажутся абитуриентам привлекательными, особенно если у них есть возможность выбрать другое направление. Например, данные исследования 2013 года из США показали, что выпускники с хорошими знаниями как математики, так и языка реже выбирали STEM-карьеры, чем те, кто выделялся только в математике.