Освітні ресурси для організації STEAM-нaвчaння

Размещено на http://www.allbest.ru/

Державна наукова установа “Інститут модернізації змісту освіти"

Таврійський державний агротехнологічний університет імені Дмитра Моторного

Освітні ресурси для організації STEAM-нaвчaння

Тетяна Шарова

доктор філологічних наук, професор

головний науковий співробітник

відділу роботи з обдарованою молоддю

Сергій Шаров

кандидат педагогічних наук

доцент кафедри комп'ютерних наук

Борис Кремінський

доктор педагогічних наук, професор

начальник відділу роботи з обдарованою молоддю

Анотація

Стаття присвячена огляду освітніх онлайн-ресурсів для організації STEAM-навчання учнівської молоді. Аналізуються причини актуальності STEAM-освіти, її переваги. Висвітлено основні підходи, які застосовуються для організації STEM/STEAM-освіти. З'ясовано, що в основі STEAM-освіти лежить міждисциплінарний підхід, практично-орієнтоване навчання, проектна діяльність. З'ясовано, що для реалізації STEAM-навчання можна використовувати електронні освітні ресурси, сервіси Google, масові відкриті онлайн курси. У перспективі планується більш детально дослідити можливості масових відкритих онлайн курсів для реалізації STEAM-освіти.

Ключові слова: онлайн ресурси; середня школа; STEM; STEAM-освіта; технологічна освіта; проектна діяльність.

Tetiana Sharova, Doctor of Sciences (Philology), Professor, Chief Research Worker at the Scientific and Methodological Sector for Work with Gifted Youth at the Department of Work with Gifted Youth State Scientific Institution “Institute of Education Content Modernization" Sergii Sharov, Ph.D. (Pedagogy), Associate Professor of the Computer Science Department

Tavriya Dmytro Motornyi State Agrotechnological University Borys Kreminskyi, Doctor of Sciences (Pedagogy), Professor, Head of the Department of Work with Gifted Youth, State Scientific Institution “Institute of Education Content Modernization"

Educational resources for the organization of steam education

Abstract

The article deals with the review of educational online resources which are used to provide students with STEAM education. It is noted that STEM/STEAM education is a natural response to the challenges of today. The authors analyze the reasons of STEAM education relevance and its advantages. It has been found that STEAM education is focused on the comprehensive training of future specialists with the help of technologies for further application of scientific and technical knowledge. The introduction of STEAM education into the educational process will allow students to develop critical thinking, flexibility in the conditions of modern digital space and technological development, as well as to increase motivation for studying technical subjects, etc. The main approaches used for the organization of STEM/STEAM education are highlighted. It has been found that STEAM education is based on the interdisciplinary approach, practical-oriented learning, and project activities. It is appropriate to use STEM technologies in groups that specialize in science, mathematics and technology in high school.

It has been found that STEAM education involves the creation of a digital educational environment which contains high-quality electronic educational resources, analytical and information systems, and other software tools. The authors point out that STEAM education can be implemented during classroom work, distance learning, as well as in the process of self-development. It has been found that for the implementation of STEAM education, it is possible to use electronic educational resources, Google services, and massive open online courses. They can be used as auxiliary means for the formation of modern competencies in students. Separate electronic educational resources and online courses are outlined; their usefulness for STEAM education is determined. The authors highlighted some problematic points in the organization of STEAM education, which require further resolution. In the future, it is planned to do a more thorough research on the possibilities of massive open online courses for the implementation of STEAM education.

Keywords: online resources; secondary school; STEM; STEAM education; technological education; project activity.

Постановка проблеми

онлайн курс навчання молодь

У сучасних умовах дистанційного та змішаного навчання виникає потреба розуміння питань організації STEAM-освіти, що передбачає роботу в напрямку природничих наук, технологій, технічної творчості, мистецтва та математики. Це пояснюється тим, що зараз більшою мірою затребуваними на ринку праці є фахівці, які дотичні до технічних галузей знань, володіють сучасними фаховими та ключовими компетентностями, використовують інтегральні знання для розв'язання поставлених задач.

На сьогодні дослідники виділяють значні переваги STEAM-освіти, що передбачають не лише спрощення освітнього процесу, а й розкривають ширші можливості для здобувачів освіти, оскільки йдеться про практико-орієнтований підхід та самостійне навчання під керівництвом наставника. Така форма роботи в нинішніх умовах в Україні і мотивує здобувачів освіти до розвитку, і розвиває їхнє критичне мислення, надає впевненість у власних силах, спрямовує на подальший розвиток.

Водночас в умовах інформаційного суспільства всі учасники освітнього процесу мають доступ до різноманітних освітніх онлайн ресурсів, які можна успішно використовувати для організації STEAM-навчання учнівської молоді.

Аналіз основних досліджень і публікацій

Дослідження, присвячені впровадженню STEM-освіти в Україні, є на часі. В них висвітлені сучасні підходи до формування та розвитку сучасної молоді під час вивчення природничо-математичних дисциплін та їх інтеграції в цифровий освітній простір. Так, наприклад, Г. Йовенко вивчав питання STEM та STEAM-освіти в закладах загальної середньої освіти, акцентуючи увагу на сучасних тенденціях та перспективах. Сутність і напрямки розвитку STEM-освіти подано у дослідженні О. Кузьменко, Ю. Матвійчук студіював аспекти STEAM-освіти як інструмента реалізації інтегрованого природничо- математичного навчання. STEM освіта на уроках математики представлена в роботах Г. Солонецької та К. Кулик. Аналіз відкритих ресурсів, що можуть бути використані під час організації STEM-освіти, здійснено у роботах Н. Валько, Н. Гончарова, Л. Кузьмич, Н. Кушнір, Н. Осипової та інших вчених. Водночас кожного дня з'являються нові інформаційні ресурси, спрямовані на забезпечення STEM-освіти під час вивчення різних предметів, інформування всіх учасників освітнього процесу щодо можливостей STEM-освіти та методику її впровадження у традиційну та неформальну освіту.

Метою статті є огляд освітніх онлайн ресурсів для організації STEAM-навчання учнівської молоді.

Виклад основного матеріалу

С. Подлєсний та О. Тарасов пояснюють актуальність STEM-освіти декількома чинниками, що пов'язані з глобальною економічною кризою, потребою у сучасних фахівцях, які володіють комплексними знаннями та уміннями, здатних до розв'язання екологічних і технологічних проблем на глобальному рівні [8, 126]. Затребуваність STEAM-спеціалістів щороку зростає, а це означає, що інженери, програмісти, фізики, математики завжди матимуть роботу. Саме спрямованість STEAM-освіти на вивчення природничо-математичних дисциплін робить її особливо актуальною, оскільки математика, інформатика, фізика та інші дисципліни лежать в основі технологічного і соціально-економічного розвитку суспільства [7, 147].

Виділяючи основні переваги STEAM-освіти, акцентуємо увагу лише на деяких, що є пріоритетними і чітко прослідковуються під час роботи з учнівською молоддю в Україні: використання отриманих знань у процесі життєдіяльності; інтегрований підхід до навчального процесу; інноваційність; креативність; цікавість до предметів технічного спрямування; командна робота та ін. З точки зору розвитку ключових компетентностей STEM-освіта надає можливість розвинути в учнів критичне мислення, вміння побачити проблему, гнучкість, оригінальність, здатність до відстоювання власних позицій, вміння шукати шляхи подолання проблеми [6, 249], вміння науково-дослідницької діяльності тощо. Обдарована молодь, яка долучається до STEAM, розвиває практично-орієнтоване мислення, є гнучкою щодо використання сучасних технологій в повсякденному житті, здатна сприймати зміни в сучасному цифровому просторі.

STEAM-освіта цікава з точки зору використання сучасного обладнання, наприклад ЗБ-принтери, голографічні засоби, навчальна електроніка для здобувачів освіти різного віку тощо. Тому найчастіше до STEAM долучається обдарована молодь, яка прагне до отримання нових знань та подальшого їх застосування. Створюючи власноруч реальні прототипи сучасних продуктів, здобувачі освіти на практиці навчаються конструювати, створювати певний продукт, бачать процедуру його створення, аналізують власні дії під час виконання певного завдання, знаходячи при цьому реальні розв'язки тих проблем чи питань, що виникатимуть у процесі роботи.

Дослідники наголошують на чотирьох підходах, які застосовуються для організації STEM / STEAM-освіти: організація проблемно-орієнтованої діяльності в межах вивчення окремих навчальних предметів; інтегрування знань STEM-предметів для їх кращого розуміння та подальшого вибору напряму технічної або наукової діяльності; практична спрямованість STEM-предметів з використанням проблемно-орієнтованого навчання, методу проєктів, технологічної освіти; інтеграція декількох предметів в одну навчальну програму, що повністю реалізує STEM-шдхід [2, 386]. На важливість інтегративного підходу в освітній діяльності наголошується у роботі Л. Гриценко та Ю. Срібної. Дослідниці вважають, що такий підхід уможливить стимулювати всебічний розвиток учнів за рахунок формування технологічної та проєктної компетентності, розвитку логіки та мисленнєвих здатностей особистості, розуміння учнями міжпредметних зв'язків і їхнього значення тощо [3, 108].

В основу STEAM-освіти закладено міждисциплінарний підхід, де інтегруються декілька предметів в один. Натомість маємо чітке поєднання природничих дисциплін та інженерної творчості, креативних питань і математичних аспектів з урахуванням точності вказаних наук. Використовуючи STEAM-підходи, можна побачити, наскільки здобувачі освіти можуть застосовувати набуті знання на практиці, чи застосовують вони критичне мислення і як можуть використовувати отримані сучасні знання з використанням ІКТ в освітньому процесі та власному розвитку і становленні.

На думку дослідників, STEM-технології доречно використовувати у групах із природничо-математичним та технологічним профілями здебільшого у старшій школі. Так здобувачі освіти одразу можуть побачити сучасні технології в реальному житті. Особливо це доречно тоді, коли вони вибирають профіль навчання, оскільки у цей час відбувається становлення здобувача освіти та його свідомий вибір напряму подальшої діяльності [5, 67]. Крім того, є позитивний ефект поєднання завдань гуманітарного та негуманітарного спрямування, як це було реалізовано під час розвитку комунікативної компетентності майбутніх вчителів інформатики з використанням творчих робіт [11, 36], застосування елементів STEAM-освіти під час вивчення іноземної мови в дистанційному режимі [9, 277].

Під час роботи із сучасними проєктами учнівська молодь проявляє креативність та застосовує інноваційні підходи до реалізації поставлених завдань. Тому при STEAM-освіті бажано застосовувати проєктний підхід, акцентуючи увагу на сучасних технологіях та наукових розвідках. На думку В. Андрієвської, використання проєктного підходу для реалізації STEAM-освіти є одним з найперспективніших, що сприяє становленню особистості дитини як творця. Проєктна діяльність дає змогу інтегрувати сукупність знань учня з різних предметів при розв'язанні однієї навчальної задачі. При цьому діти формують нові ідеї та ключові компетентності, зокрема інформаційні, соціальні, полікультурні [1, 17]. Водночас не всі проєкти можна виконувати індивідуально. STEAM-освіта - це насамперед командна робота, що зводиться до спільного рішення після завершення виконання сучасного прототипу продукту чи проєкту.

Доцільно зауважити, що здобувачі освіти не можуть одразу приступати до виконання STEAM-проєктів, не маючи при цьому базових знань. Ця робота має певну системність, оскільки впровадження STEAM в освітній процес має на меті підготовку здобувачів освіти до практико-орієнтованого навчання. Тому до процесу STEAM-освіти долучаються не лише здобувачі освіти, а й вчителі. Однак і тут є певні відмінності між STEAM-освітою та класичною формою навчання. Вчитель під час STEAM-освіти є консультантом або наставником, який надає рекомендації щодо розв'язання поставлених навчальних завдань.

STEAM-освіта передбачає створення якісного STEAM-орієнтованого освітнього середовища, що допоможе здобувачам освіти зануритись в цифровий простір та здобути сучасні компетентності. Для його ефективного функціонування потрібно створити або використовувати вже наявні електронні освітні ресурси, забезпечити вільний доступ до них. Важливим фактором є використання аналітично-інформаційних систем для підтримки наукових досліджень, управління освітою, контролю навчальних досягнень учнівської молоді [4, 142]. Водночас сучасний ринок IT-продуктів пропонує широкий вибір безкоштовних онлайнсервісів, мобільних додатків та платформ, які надають можливість застосовувати STEAM-освіту при вивченні дисциплін гуманітарного [9, 279] та негуманітарного спрямування. Як наслідок, крім аудиторної роботи, STEAM-освіту можна запроваджувати і під час дистанційної форми навчання, а також у процесі саморозвитку.

На сьогодні можна використовувати велику кількість відкритих освітніх ресурсів для STEAM-навчання, наприклад, Stem Alliance (http://www.stemal liance.eu), Scientix (http://www.scientix.eu/), Globallab (https://globallab.org/en/). У роботі [6, 250] звертається увага на таких веб-ресурсах для підтримки STEM-освіти, як Американська космічна агенція (http://www.nasa.gov/), Спробуй себе інженером (http://tryengin eering.org), Вчителі пробують науку (http://www.teacherstryscience.org). Відкриті освітні ресурси містять цікаву інформацію про STEM-навчання та STEAM-навчання, особливості роботи над проєктами, а також подають інформацію про можливість долучення до різних заходів технічного спрямування з подальшою популяризацією STEAM-підходів в освітньому просторі.

Використовуючи подібні ресурси, здобувачі освіти в ігровій формі можуть проєктувати, конструювати, проводити експерименти, спостерігаючи за процесом та аналізуючи результат власних досліджень. Корисними такі ресурси будуть і для вчителів, де педагогічні працівники можуть орієнтуватись на шаблони планів для вчителів технічного спрямування, а також можливість долучення до різноманітних заходів: вебінарів, семінарів, майстер-класів, у такий спосіб підвищуючи власну кваліфікацію.

Для організації STEAM-орієнтованого освітнього середовища можна використовувати можливості хмарних технологій, зокрема сервіси Google. Їх використання дає можливість отримати багато переваг, таких як: проводити навчання в дистанційному форматі, створювати сайти за тематикою STEAM- освіти, забезпечувати комунікацію між учасниками освітнього процесу, проводити опитування, створювати мультимедійні файли тощо. За допомогою Google Classroom можна організувати різноманітні форми роботи, зокрема проєктну, перевернутий клас, дистанційне навчання [10, 162] тощо.

Допоміжними джерелами для навчання є різноманітні масові відкриті онлайнкурси (МВОК). На нашу думку, подібні освітні ресурси мотивують здо- бувачів освіти до навчання, викликають у них інтерес до наукових досліджень та відкриттів. У контексті STEM-освіти платформу МВОК пропонують значну кількість онлайнкурсів з різних навчальних предметів. Наприклад, здобувачі освіти можуть долучитись до вивчення курсу на ресурсі Prometheus під назвою “Англійська для STEM (наука, техніка, інженерія та математика)”, а також на англомовному ресурсі Coursera “English for Science, Technology, Engineering and Mathematics”. Акцентуємо увагу на тому, що подані курси представлені англійською мовою, тому здобувачі освіти, що долучаються до вивчення онлайн-курсів з STEM-освіти, повинні добре володіти нею, що дозволить мати велику кількість переваг: ознайомлення із англомовним відео- контентом, можливість проходження тестів англійською мовою, отримання сертифікату тощо. Водночас на україномовних онлайнплатформах МВОК є багато онлайнкурсів [12, 1146], державною мовою.

Позитивно оцінюючи впровадження STEAM-освіти у традиційну та неформальну освіту, виокремлюємо певні слабкі сторони, що потребують подальшого вирішення: відсутність спеціалістів з практико-орієнтованим досвідом роботи; витрата значної кількості часу на підготовку до проведення STEAM-заняття [4, 143]; низький рівень інформаційної безпеки через постійну роботу в Інтернеті; недостатня матеріально-технічна база закладів освіти [7, 149] та інформаційно-методичне забезпечення тощо.

Варто зазначити, що в Україні щоденно здійснюється робота з унормування питань якісного освітнього простору здобувачів освіти: надається підтримка в матеріально-технічному забезпеченні, відкриваються STEAM-лабораторії, освітні хаби, де здобувачі освіти можуть долучатись до активного використання освітніх ресурсів, тим самим опановуючи нові компетентності. Це дозволяє застосовувати проєктне та інтегроване навчання, формувати зацікавленість до дослідницької діяльності, зокрема проведення експериментів, долучення здобувачів освіти до програмування тощо. У перспективі це приведе до появи достатньої кількості випускників з розвинутими науково-технічні компетентності, розв'язання проблеми, пов'язаною з відсутністю інженерних кадрів.

Висновки

Різноманітні форми роботи, що використовуються у процесі STEAM-освіти, уможливлюють мотивацію здобувачів освіти до опанування знаннями з технічного напрямку: фізика, математика, інженерія, комп'ютерні науки. З урахуванням STEAM-освіти вбачаємо усвідомлену підготовку майбутніх фахівців за допомогою технологій та комунікації з подальшим застосуванням науково- технічних знань у сучасному цифровому просторі. STEAM-освіта - це лише крок, за допомогою якого здобувачі освіти мають можливості вивчати природничо-математичні дисципліни з орієнтацією на практичну складову.

Література

1. Андрієвська В.М. Проект як засіб реалізації STEAM-освіти у початковій школі. Науковий вісник Ужгородського університету. Серія: "Педагогіка. Соціальна робота”. 2017. № 2 (41). С. 11-14.

2. Борзик О. та ін. STEM як інноваційна стратегія інтегрованої освіти: світовий досвід та перспективи розвитку. Вісник науки та освіти. 2023. № 1 (7). С. 383-396.

3. Гриценко Л., Срібна Ю. Методика реалізації інтегративного підходу в шкільній технологічній освіті. Молодь і ринок. 2022.№ 7-8 (205-206). С. 107-113.

4. Карабін О.Й., Шуль М.В. Формування цифрових компетентностей здобувачів освіти в контексті нової української школи. Інноваційна педагогіка. 2020. № 29 (1). С. 140-144.

5. Кузьменко О. Сутність та напрямки розвитку STEM - освіти. Наукові записки. Серія: Проблеми методики фізико-математичної і технологічної освіти. 2016. № 9 (3). С. 188-190.

6. Кушнір Н. та ін. Відкриті освітні ресурси для організації навчання у контексті STEM-освіти. Відкрите освітнє е-середовище сучасного університету. 2017. № 3. С. 247-255.

7. Матвійчук Ю.Ю. STEAM-освіта як інструмент реалізації інтегрованого природничо-математичного навчання. Збірник наукових праць "Педагогіка та психологія”. 2019. № 62. С. 144-152.

8. Подлєсний С.В., Тарасов О.Ф. Актуальність використання STEM-STEAM-STREAM-технологій в сфері інженерно-технічної освіти для сталого розвитку економіки України. Вісник Вінницького політехнічного інституту. 2019. № 2. С. 123-131.

9. Руденко Н.В., Зайцева С.С. Впровадження елементів STEAM-освіти на заняттях з іноземної мови в умовах онлайн-навчання. Актуальні питання гуманітарних наук. 2022. № 57 (2). С. 277-284.

10. Сороко Н.В., Пилипчук І.Л. Організація STEAM-орієнтованого освітнього середовища закладу загальної освіти за допомогою сервісів Google. Наукові записки. Серія: Педагогічні науки. 2020. № 191. С. 161-164.

11. Шарова Т., Шаров С. Формування комунікативної компетентності майбутніх учителів інформатики засобами творчих робіт. Молодь і ринок. 2018. № 9 (164). С. 33-38.

12. Sharov S. et al. Ukrainian MOOC: Quantitative and Thematic Analysis of Online Courses. International Journal on Advanced Science Engineering Information Technology. 2021. Т. 11, № 3. P. 1143-1149.

References

1. Andiiievska, V.M. (2017). Proekt yak zasib realizatsii STEAM-osvity u pochatkovii shkoli [Project as a method of realization of STEAM-education in the primary school]. Scientific Bulletin of Uzhhorod University. Series: "Pedagogy. Social work”. No. 2 (41), pp. 11-14. [in Ukrainian].

2. Borzyk, O. et al. (2023). STEM yak innovatsiina stra- tehiia intehrovanoi osvity: svitovyi dosvid ta perspektyvy rozvytku [STEM as an innovative strategy of integrated education: global experience and development prospects]. Herald of science and education. No. 1 (7), pp. 383-396. [in Ukrainian].

3. Hrytsenko, L. & Sribna, Yu. (2022). Metodyka realiza- tsii intehratyvnoho pidkhodu v shkilnii tekhnolohichnii osviti [Methods of implementing the integrative approach in school technology education]. Youth and the market. No. 7-8 (205206), pp. 107-113. [in Ukrainian].

4. Karabin, O.Y. & Shul, M.V. (2020). Formuvannia tsyf- rovykh kompetentnostei zdobuvachiv osvity v konteksti novoi ukrainskoi shkoly [Formation of digital competencies of educators in the context of the new ukrainian school]. Innovative pedagogy. No. 29 (1), pp. 140-144. [in Ukrainian].

5. Kuzmenko, O. (2016). Sutnist ta napriamky rozvytku STEM - osvity [The essence and directions of the development of STEM - education]. Proceedings. Series: Problems of the methodology of physical, mathematical and technological education. No. 9 (3), pp. 188-190. [in Ukrainian].

6. Kushnir, N. et al. (2017). Vidkryti osvitni resursy dlia orhanizatsii navchannia u konteksti STEM-osvity [Open educational resources to organize training in the context of STEM-education]. Open educational e-environment of a modern university. No. 3, pp. 247-255. [in Ukrainian].

7. Matviichuk, Yu.Yu. (2019). STEAM-osvita yak instrument realizatsii intehrovanoho pryrodnycho-matematychnoho navchannia [STEAM education as a tool for implementation of integrated natural and mathematical learning]. Collection of scientific works "Pedagogy and psychology". No. 62, pp. 144--152. [in Ukrainian].

8. Podliesnyi, S.V. & Tarasov O.F. (2019). Aktualnist vy- korystannia STEM-STEAM-STREAM-tekhnolohii v sferi inzhenerno-tekhnichnoi osvity dlia staloho rozvytku ekonomiky Ukrainy [Actuality of use stem-steam-stream technologies in engineering and technical education for sustainable development of Ukraine's economy]. Bulletin of the Vinnytsia Polytechnic Institute. No. 2, pp. 123-131. [in Ukrainian].

9. Rudenko, N.V. & Zaitseva, S.S. (2022). Vprovadzhennia elementiv STEAM-osvity na zaniattiakh z inozemnoi movy v umovakh onlain-navchannia [Implementation of STEAM education elements in foreign language online classes]. Current issues of humanitarian sciences. No. 57 (2), pp. 277-284. [in Ukrainian].

10. Soroko, N.V. & Pylypchuk, I.L. (2020). Orhanizatsiia STEAM-oriientovanoho osvitnoho seredovyshcha zakladu zahalnoi osvity za dopomohoiu servisiv Google [Organization of a STEAM-oriented educational environment of a general education institution using Google services]. Proceedings. Series: Pedagogical sciences. No. 191, pp. 161-164. [in Ukrainian].

11. Sharova, T. & Sharov, S. (2018). Formuvannia komu- nikatyvnoi kompetentnosti maibutnikh uchyteliv informatyky zasobamy tvorchykh robit [Formation of communicative competence of future teachers of computer sciences by means of creative works]. Youth and the market. No. 9 (164), pp. 33-38. [in Ukrainian].

12. Sharov, S. et al. (2021). Ukrainian MOOC: Quantitative and Thematic Analysis of Online Courses. International Journal on Advanced Science Engineering Information Technology. No. 3 (11), pp. 1143-1149. [in English].

Размещено на Allbest.ru