Аналіз проблеми застосування технологій STEM-освіти в теорії та практиці освіти у професійній підготовці майбутніх офіцерів

Размещено на http://www.allbest.ru/

Аналіз проблеми застосування технологій STEM-освіти в теорії та практиці освіти у професійній підготовці майбутніх офіцерів

Свірідюк О.Ю. - старший викладач кафедри фундаментальних наук Військова академія (м. Одеса)

Analysis of the application problem technologies of stem-education in theory and educational practices in professional preparation of future officers

Sviridiuk O. Yu. - senior lecturer at the department of fundamental sciences Military Academy (Odesa)

The theoretical and practical aspects of applying STEM-education technologies in higher military educational institutions are researched. In order to modernize the training of future officers, the directions of implementation of STEM-education in Ukraine and the forms of its implementation are analyzed. The approach to learning is defined which allows integration of the content and methodology of natural sciences, technologies, engineering and mathematics. Key competencies of military experts are highlighted. The conditions for transition to the competent model of STEM training are indicated. Named the direction of further research on the use of STEM-education technologies in the training of future officers.

Key words: stem-education, future officers, higher military educational institutions.

Досліджено теоретичні та практичні аспекти застосування технологій STEM-освіти у вищих військових навчальних закладах. З метою модернізації професійної підготовки майбутніх офіцерів проаналізовано напрями впровадження STEM-освіти в Україні та форми її реалізації. Визначено підхід до навчання, який дозволяє інтегрувати зміст і методологію природничих наук, технологій, інженерії та математики. Виділено ключові компетентності військових фахівців. Вказано умови переходу до компетентнісної моделі STEM-навчання. Названо напрямок подальшого дослідження застосування технологій STEM-освіти у професійній підготовці майбутніх офіцерів.

Ключові слова: STEM-освіта, майбутні офіцери, вищі військові навчальні заклади.

Постановка проблеми. З розвитком сучасних інформаційних технологій видозмінюється попит на особистісні й професійні якості та компетентності фахівців, зростають вимоги до їх конкурентоспроможності. У зв'язку з цим з'являється потреба у модернізації професійної підготовки майбутніх офіцерів Збройних Сил України (ЗСУ).

Військова освіта повинна готувати покоління нової формації: офіцерів здатних до розв'язання нестандартних військово-прикладних задач із застосуванням персональних електронних обчислювальних машин, до творчого пошуку реалізації поставленої мети, до залучення експертів та аналітиків для розв'язання проблемних питань, що можливо лише за умови постійного процесу самовдосконалення та саморозвитку особистості. Професійна підготовка майбутніх офіцерів є стратегічним напрямом кожної країни, передумовою розвитку її інфраструктури, економіки, безпеки та національної оборони.

Аналіз останніх досліджень та публікацій. Основним завданням Національної стратегії розвитку освіти в України на період до 2021 року є модернізація і розвиток освіти, які повинні набути випереджального безперервного характеру, гнучко реагувати на всі процеси, що відбуваються в Україні та світі. Підвищення якісного рівня освіти має бути спрямовано на забезпечення економічного зростання держави та розв'язання соціальних проблем суспільства, подальшого навчання і розвитку особистості. Якісна освіта стає необхідною умовою забезпечення сталого демократичного розвитку суспільства [13].

Для забезпечення якісної освіти необхідним є втілення інноваційної освітньої діяльності, порядок здійснення якої затверджений наказом Міністерства освіти і науки України від 07 листопада 2000 р. № 522 (у редакції наказу Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України від 30 листопада 2012 р. № 1352) [51. В Положенні зазначено, що об'єктами інноваційної освітньої діяльності є: нові емпіричні та/або теоретичні знання, навчальний та виховний процеси, освітні (педагогічні), дидактичні, виховні, управлінські системи, моделі, методи, інноваційні освітні програми і проекти, інші інтелектуальні продукти, засоби навчання та обладнання, організаційні та адміністративні рішення, а також рішення іншого характеру, що істотно поліпшують якість освіти, результативність та ефективність освітньої діяльності педагогічних та науково-педагогічних працівників, навчальних закладів.

З метою інноваційного розвитку предметів природничо-математичного циклу, науково-дослідної роботи у навчальних закладах, впровадження і розвитку STEM-освіти в Україні наказом МОН від 29.02.2016 №188 було затверджено склад робочої групи з питань впровадження STEM-освіти в Україні [7].

Метою даного дослідження є аналіз проблем застосування технологій stem-освіти в теорії та практиці освіти у професійній підготовці майбутніх офіцерів у процесі навчання у вищих військових навчальних закладах.

Виклад основного матеріалу. Акронім STEM (від англ. Science - природничі науки, Technology - технології, Engineering - інженерія, проектування, дизайн, Mathematics - математика) визначає характерні риси відповідної дидактики, сутність якої виявляється у поєднанні міждисциплінарних практико орієнтованих підходів до вивчення природничо-математичних дисциплін.

STEM-освіта визначає підхід до навчання, який інтегрує зміст і методологію природничих наук, технологій, інженерії та математики, а саме:

- природничі науки дозволяють вивчити закони природи, з'єднавши фізику, хімію та біологію, оперуючи та застосовуючи факти, принципи, концепції, що пов'язують між собою дисципліни;

- технології включають в собі систему організації знань, процесів і пристроїв, які в цілому створюють та поєднують продукти технологічної діяльності;

- інжиніринг являє собою знання про дизайн, створення продуктів і способу вирішення проблеми, застосовуючи при цьому наукові та математичні інструменти та технологічні процеси;

- математика, як теоретична так і прикладна дозволяє вивчати закономірності, взаємозв'язки між величинами, цифрами, формами, що є невід'ємною частиною в технологіях STEM-освіти.

Головна мета STEM-освіти полягає у формуванні й розвитку розумово-пізнавальних і творчих якостей молоді, рівень яких визначає конкурентну спроможність на ринку праці; удосконаленні науково-дослідної та інженерної освіти в навчальних закладах [11].

Поява технологій STEM-освіти на державному освітньому просторі обумовлена світовим розвитком саме інформаційних технологій та збільшенням інвестицій у професійну підготовку висококваліфікованих фахівців ІТ-сфери.

Однак, Ю. Приходько вважає, що проникнення в освіту нових інформаційних технологій дозволяє розглядати дидактику підготовки військових фахівців як інформаційний процес, що зумовлюється такими чинниками: комп'ютеризацією та автоматизацією всіх складових воєнної сфери; необхідністю системного формування змісту освіти та компетенцій фахівців, переходом від інформаційно-знаннєвої моделі підготовки фахівців до компететністної тощо.

Серед загальних тенденцій, які спостерігаються у процесі інформатизації освіти, автор виділяє наступні: використання національних і світових інформаційних освітніх ресурсів; виникнення нових форм підготовки та перепідготовки фахівців; розширення сфери використання технологій навчання у підготовці військових фахівців; поява інноваційних засобів навчання; використання засобів нових інформаційних технологій у позаудиторній роботі, що наближає навчальну діяль-ність до дослідницької, конструкторської, творчої; формування основ інформаційної культури в процесі вивчення навчальних дисциплін; інформаційно-технологічне забезпечення основних видів освітньо- управлінської діяльності [12].

Отже, застосування технологій STEM-освіти у професійній підготовці майбутніх офіцерів ЗСУ у процесі навчання у вищих військових навчальних закладах є шляхом реформування та інформатизації військової освіти.

STEM-освіта як окрема галузь дидактики виокремилася з програми «Educate to Innovate» в 2009 році у США. Після визначення ефективних підходів у науці, техніці та математиці була розроблена програма успішної освіти К-12 STEM. На конференції NSF в Університеті Дрексел у 2011 році доктор Кора Марретт зазначила, що STEM-освіта є актуальною та можливою, однак потребує подальшого вивчення та розвитку [15].

Внаслідок чого в США було створено:

- комітет з STEM освіти (CoSTEM), який складається з 13 установ, в тому числі всіх місій наукових установ і Департаменту освіти, одним з напрямків якої є поліпшення досвіду STEM для студентів бака- лаврату [20];

- освітню коаліцію STEM [18], діяльність якої полягає у підвищенні обізнаності політиків на всіх рівнях про найважливішу роль освіти, науки, техніки, інженерії та математики (STEM);

- об'єднання STEM-шкіл, які діляться між собою власними розробками та матеріалами [19].

З часом ідею впровадженням STEM-освіти підхопили інші країни світу: Австрія, Німеччина, Франція, Італія, Нідерланди, Норвегія, Італія, Ірландія, Іспанія та інші.

В Україні впровадження та розвиток STEM- освіти координує відділ STEM-освіти Державної нау-кової установи «Інститут модернізації змісту освіти». Цим відділом було розроблено анотований каталог, в якому зазначено, що STEM-підхід в освіті ґрунтується на міждисциплінарних засадах у побудові навчальних дисциплін та має на меті комплексно формувати ключові фахові, соціальні й особистісні компетенції молоді, які визначають конкурентну спроможність на ринку праці [13, с. 4].

У методичних рекомендаціях з розроблення нормативних документів підготовки військових фахівців у вищих військових навчальних закладах Міністерства оборони України та військових навчальних підрозділах вищих навчальних закладів України зазначено, що компетентності повинні формуватися на основі різних навчальних дисциплінах (комплексу навчальних дисциплін) і повинні розглядатися як сформована якість, результат не тільки навчання, а ре-зультат діяльності всього освітнього процесу, надбання курсанта (слухача). Компетентності являють собою динамічне поєднання знань, розуміння, навичок, умінь і здатностей, а розвиток цих компетентностей є метою освітніх (освітньо-професійних, освітньо-наукових) програм [1].

Згідно стандарту вищої освіти України до військових фахівців виділено наступні компетенції: інте-гральні, загальні компетентності та спеціальні (фахові, предметні). Інтегральні передбачають здатність розв'язувати складні спеціалізовані задачі та вирішувати практичні проблеми професійної діяльності у галузі військового управління або у процесі навчання, що передбачає застосування теорії та методів військових наук і характеризується комплексністю та невизначеністю умов. Загальні компетентності включають здатності: спілкуватися державною та другою мовою, привертати увагу аудиторії, висловлювати власну думку, аргументувати, вислуховувати співрозмовника, сприймати іншу точку зору. Спеціальні (фахові, предметні) компетентності обумовлені формувати: здатність управляти підрозділом, здатність планувати, організовувати, вести бій, здатність оцінювати противника та прогнозувати найбільш імовірні варіанти його дій при вирішенні бойових завдань, здатність працювати самостійно та в команді, виконуючи посадові обов'язки в ході бойового застосування та повсякденної діяльності підрозділу, здатність виконувати комп'ютерні обчислення щодо оцінки ефективності бойового застосування і забезпечення повсякденної діяльності підрозділу, здатність опановувати знання в інших галузях професійної діяльності, здійснювати пошук, аналізувати та надавати критичну оцінку інформації з різних джерел [6].

Отже, професійна підготовка майбутніх офіцерів ЗСУ ґрунтується на набутті фахівцями ключових компетентностей. За умови використання технологій STEM-освіти (за О. Патрикеєвою та Н. Гончаровою) можливо забезпечити формування наступних [8]:

- спілкування іноземними мовами;

- математична компетентність (математична грамотність);

- компетентності в природничих науках і технологіях;

- інформаційно-цифрова компетентність.

Хайді Клейбанч-Саутер та Еді Фрейзер визначають такі STEM-компетентності: професійні навички, інноваційні, цифрові та предметні (конкретна дисципліна). Під професійними навичками вони розуміють здатність представляти свої ідеї, можливість функціонування в командах, вміння відстоювати власну точку зору. Інноваційна досконалість визначається, як перехід від винахідництва до новаторства, зосередження уваги на вирішенні складних технічних проблем замінюється на пошук вже існуючих розв'язків. Компетентність цифрових технологій визна-чається як застосування методів STEM до конкретних проблем "реального світу" за допомогою цифрових технологій. Предметна компетентність передбачає вивчення фундаментальних дисциплін у специфіки майбутньої професійної діяльності [16, с. 12].

А. Коломієць та В. Кобись вважають, що при впровадженні STEM-освіти слід застосовувати про-грамовані, інтерактивні та проблемні методи навчання [2, с. 51]. Серед проблемних методів навчання особливе місце, на їх погляд, займають методи про- ектно-орієнтованого навчання, які залучають учасників освітнього процесу до набуття знань, умінь і навичок за допомогою дослідницької діяльності. Така діяльність повинна базуватися на комплексних, реальних технічних проблемах і ретельно опрацьованих завданнях.

Згідно методичних рекомендацій Державної наукової установи «Інститут модернізації змісту освіти» дослідно-проектна діяльність також визначається одним із ефективних засобів формування компетентностей в рамках STEM-освіти [4]. Застосування такої технології STEM-освіти у професійній підготовці майбутніх офіцерів ЗСУ дозволить курсантам (слухачам) оволодіти знаннями та сформувати навички майбутньої практичної діяльності при вирішенні військово-прикладних задач на посадових місцях у військах.

Мет'ю Лінч пропонує застосовувати наступні форми STEM-освіти [17]:

- віртуальні лабораторії. Завдяки інтерактивним технологіям експерименти можна проводити віддалено, повторюючи дослід кілька разів можна вчитися на помилках в режимі реального часу і вносити корективи;

- мобільні пристрої, які надають можливість використовувати продукти та сервіси, в основу яких покладено експериментальні модулі, які охоплюють фундаментальні науки;

- відеоматеріали, зміст яких охоплює великий спектр наукових інтересів.

Застосування цих форм STEM-освіти у професійній підготовці майбутніх офіцерів можливе лише при врахуванні особливостей організації навчально-виховного процесу у вищих військових навчальних закладах.

Можливістю застосування технологій STEM- освіти у професійній підготовці майбутніх офіцерів ЗСУ можуть стати інтегровані дисципліни (курси, змістові модулі). Як зазначає О. Коваленко та О. Сапрунова, міжпредметні навчальні проекти давно вже стали звичними в американських та британських школах, їх використання дозволяє кожен предмет вивчати не автономно, а як одну з основних ланок, необхідних курсанту (слухачу) для цілісного сприйняття навколишнього світу і визначення місця в ньому самої людини [3].

Державною науковою установою «Інститут модернізації змісту освіти» визначені наступні напрями впровадження STEM-освіти в Україні:

- інтегровані, міжпредметні навчальні програми;

- робототехніка та інженерні розробки;

- «розумні пристрої» Інтернету речей;

- 3Б-моделювання.

В свою чергу застосування технологій STEM- освіти можливе лише за умов: оновлення нормативно-правової бази; започаткування створення мережі регіональних STEM-центрів (лабораторій); розробки науково-методичного забезпечення та спеціальних засобів навчання, створення інформаційної бази розвитку STEM-освіти в Україні з використанням найсучасніших інформаційних технологій тощо [8].

БТЕМ-освіта повинна впроваджуватися на основі розробленої STEM-програми, яка повинна відповідати основним критеріям: актуальність та іноваційність змісту; зрозумілість процесу реалізації програми; наявність методики, яка дозволяє використовувати програму у навчальному закладі; досягнення освітнього та виховного педагогічного результату та наявність інструментів для його вимірювання [10].

Зазначимо, що перехід до компетентнісної моделі STEM-навчання та застосування нових методичних підходів, перш за все, передбачає:

- принципово нове цілепокладання у педагогічному процесі, зміщення акцентів в освітній діяльності з вузькопредметних на загально-дидактичні;

- оновлення структури та змісту навчальних предметів, спецкурсів тощо;

- визначення та оцінювання результатів навчання через ключові та предметні компетентності майбутніх фахівців;

- запровадження наскрізного STEM-навчання,

компетентнісно орієнтованих форм і методів навчання, системно-діяльнісного підходу;

- запровадження інноваційних, ігрових технологій навчання, технологій case-study, інтерактивних методів групового навчання, проблемних методик з розвитку критичного і системного мислення тощо;

- корегування змісту окремих тем навчальних предметів з акцентом на особистісно розвивальні, ігрові методики навчання, ціннісне ставлення до досліджуваного питання;

- створення педагогічних умов для здобуття результативного індивідуального досвіду проектної діяльності та розроблення стартапів [4].

Найбільш поширеними засобами навчання для реалізації STEM-освіти, як зазначають О. Кузьменко та Н. Гончарова, є конструктори, робото-технічні системи, моделі, вимірювальні комплекси та датчики, лабораторні прилади, електронні пристрої ^D-принтери, комп'ютери, цифрові проектори, проекційні екрани різноманітних моделей, оверхед-проектори, копі-дошки, інтерактивні дошки, документкамери, проекційні столики та розробка ППЗ тощо). Саме їх використання надає курсантам (слухачам) змогу здійснювати проектну та дослідницьку діяльність, реалізувати завдання моделювання різноманітних процесів і явищ та усвідомлено формувати якісно нові трансдисциплінарні знання [9].

професійний підготовка офіцер

Висновки

Застосування всіх вищезазначених технологій STEM-освіти у професійній підготовці майбутніх офіцерів ЗСУ у процесі навчання у вищих військових навчальних закладах дозволяє здійснює управління пошуковою, дослідницькою діяльністю, спонукати, допомагати у визначенні мети, завдань навчального проекту, орієнтовних методів/прийомів дослідницької діяльності та пошуку інформації для розв'язання військово-прикладних задач, обирати форми презентації захисту отриманих результатів.

Однак, застосування технологій STEM-освіти потребує врахування специфіки організації навчально-виховного процесу вищого військового навчального закладу. Отже, подальше дослідження потребує визначення педагогічних умов щодо застосування техно-логій STEM-освіти у професійній підготовці майбутніх офіцерів ЗСУ.

Список використаних джерел

1.Додаток до наказу Міністерства оборони України від 25.04.2016 № 216. Організаційно-методичні рекомендації з розробки основних нормативних документів, що регламентують навчання курсантів (студентів) у вищих військових навчальних закладах та військових навчальних підрозділах вищих навчальних закладів. URL:

https://zakon.rada.gov.Ua/rada/show/v0216322-16#n23

2. Коломієць А. М., Кобися В. М. Впро

вадження елементів STEM-освіти у процес підготовки майбутніх педагогічних працівників. // Матеріали І Всеукраїнської науково-практичної Інтернет-конфе- ренції з міжнародною участю "Сучасні інформаційні технології та інноваційні методики навчання: досвід, тенденції, перспективи". URL:

http://conf.fizmat.tnpu.edu.ua/media/magazin/2017/09.11 .2017.pdf (дата звернення: 23.05.2019).

3.Коваленко О. STEM-освіта: досвід упровадження в країнах ЄС та США / О. Коваленко, О. Са- прунова // Рідна школа. - 2016. - № 4. - С. 46-49.

4.Методичні рекомендації щодо розвитку STEM-освіти у закладах загальної середньої та по-зашкільної освіти на 2018/2019 навчальний рік // Додаток до листа ДНУ "Інститут модернізації змісту освіти" від 19.07.2018 No 22.1/10-2573. URL: https://imzo.gov.ua/2018/07/20/lyst-imzo-vid-19-07- 2018-22- 1-10-2573-metodychni-rekomendatsij i-schodo- rozvytku-stem-osvity-u-zakladah-zahalnoji-serednoji-ta- pozashkilnoji-osvity-na-2018-2019-navchalnyj- rik/STEM-освіта: проблеми та перспективи: анотований каталог / упоряд., О.О. Патрикеєва, О.В. Лозова, С.Л. Горбенко, Н.С. Буркіна - Київ: ДНУ "ІМЗО", 2017. - 20 с.

5.Наказ МОН України від 07.11.2000 № 522: Про затвердження Положення про порядок здійснення інноваційної освітньої діяльності. URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z0946-00

6.Наказ МОН України від 29.10.2018 № 1168.

Про затвердження стандарту вищої освіти за спеціальністю 253 "Військове управління (за видами збройних сил)" для першого (бакалаврського) рівня вищої освіти. URL:

https://osvita.ua/doc/files/news/627/62778/5bd961a3b01 4d431946027__1_.pdf

7.Наказ мОн України від 29.02.2016 № 188:

Про утворення робочої групи з питань впровадження STEM-освіти в Україні. URL:

8.Патрикеєва О., Гончарова Н. Зміст і завдання stem-освіти. URL: http://lib.iitta.gov.ua/715616/1/Гон- чарова_Патрикеєва_тези_семінар_2016.pdf (дата звернення: 27.05.2019)

9.Програмно-педагогічне забезпечення у навчанні фізики як елемент STEM-освіти в технічних закладах вищої освіти [Текст] / О. Кузьменко, Н. Гончарова. - Електрон. текстові дан. // Вища школа : науково-практичне видання. - 2018/1. - № 5/6. - С. 66-78.

10.Програми STEM. Сайт Державної наукової установи "Інститут модернізації змісту освіти". URL: https://imzo.gov.ua/stem-osvita/programi-stem/

11.Проект концепції STEM-освіти в Україні. URL: http://mk-kor.at.ua/STEM/STEM_2017.pdf

12.Приходько Ю.І. Військова освіта: напрями та шляхи інформатизації // Збірник тез доповідей Третьої Всеукраїнської науково-практичної конференції "Спільні дії військових формувань і правоохоронних органів держави: проблеми та перспективи" 22-23 вересня 2016 року, м. Одеса - с. 181-182.

13.STEM-освіта: проблеми та перспективи: анотований каталог / упоряд., О.О. Патрикеєва, О.В. Лозова, С.Л. Горбенко, Н.С. Буркіна - Київ: ДНУ «ІМЗО», 2017. - 20 с.

14.Указ Президента України "Про Національну

стратегію розвитку освіти в Україні на період до 2021 року". URL:

https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/344/2013?lang=uk

15.Cora Marrett. Deputy Director National Science

Foundation. Inspiring Quality STEM Education: A View from the National Science Foundation. A Conference by NSF at Drexel University to Unveil the NRC Report: Lessons Learned from Successful Schools. September 20, 2011. URL: https://www.nsf.gov/news/speeches/mar-

rett/11/cm112005_drexelnrcreport.jsp (Last accessed: 28.05.2019)

16.Heidi Kleibanch-Sauter. STEM 2.0: An Imperative for Our Future Workforce. Heidi Kleibanch-Sauter, Edie Fraser. URL: https://www.stemconnector.com/wp- content/uploads/2016/12/STEM-2pt0-Publication-2nd- Edition-1.pdf

17.Matthew Lynch. Three Technologies Bolstering?

STEM Learning. March 28, 2014. URL: http://blogs.ed- week.org/edweek/education_futures/2014/03/3_technolo- gies_bolstering_stem_learning.html (Last accessed: 27.05.2019)

Размещено на Allbest.ru