Особливості впровадження STEM-освіти в позакласній роботі учнів

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Ніжинський державний університет імені Миколи Гоголя

Кафедра географії, туризму та спорту

Кафедра біології

Ніжинський ліцей Ніжинської міської ради при НДУ імені Миколи Гоголя

Особливості впровадження STEM-освіти в позакласній роботі учнів

Шовкун Т.М., к. геогр. н., доцент

Коваленко С.О., вчитель біології і екології

Лобань Л.О., к.б.н., доцент

Кузьменко Л.П., к.б.н., доцент

Анотація

На сьогодні одним із ефективних шляхів підвищення якості освіти є STEM-освіта, яка сприяє посиленню науково-природничої складової у закладах загальної середньої освіти. Однією із форм запровадження даної концепції є STEM-проектна діяльність, у якій взаємопов'язані елементи проектної і методи дослідницької діяльності. У статті схарактеризовано можливості використання STEMпроектної діяльності у позакласній роботі. Проаналізовано формування ключових та фахових компетентностей: розвиток пізнавальних та набуття нових навичок, формування ціннісних пріоритетів, розвиток мислення, вміння навчатися протягом життя, природничо-наукових компетентностей.

Узагальнено досвід власної роботи у STEM-проектній діяльності, яка була виконана з учнями 10-11 класів Ніжинського ліцею Ніжинської міської ради при НДУ імені Миколи Гоголя. Встановлено, що основними мотиваційними характеристиками до виконання проектної діяльності є пізнавальний інтерес учня та його бажання бути залученим до такого виду роботи. Чинниками, які можуть підсилити мотивацію учнів є проведення екскурсій та інші відвідування учнями території парку.

Ключові слова: STEM-освіта, інтеграція, дослідницько-проектна діяльність, компетентність, STEM-проект.

Annotation

Features of the implementation of STEM education in the extra-class work of students

Shovkun T., C. Geogr. Sci., Ass. Professor of Geography, Tourism and Sports Department; Loban L., Kuzmenko L., C. Biol. Sci., Ass. Professor of Biology Department Nizhyn Gogol State University

Kovalenko S., Teacher of biology and ecology Nizhyn Lyceum of the Nizhyn City Council at Mykola Gogol State University

Today, one of the effective ways to improve the quality of education is STEM education, which contributes to the strengthening of the scientific and natural component in general secondary education institutions. One of the forms of implementation of this concept is STEM project activity, in which project elements and methods of research activity are interconnected. The article characterizes the possibilities of using STEM project activities in extracurricular work. The formation of key and professional competencies was analyzed: the development of cognitive and acquisition of new skills, the formation of value priorities, the development of thinking, the ability to learn throughout life, natural and scientific competencies.

Key words: STEM-education, integration, research and project activity, competence, STEM-project.

Постановка проблеми

Реалії сучасного життя ставлять перед учителями виклики, які пов'язані з необхідністю пошуків ефективних шляхів підвищення якості освітніх послуг, що супроводжується апробацією нових інноваційних педагогічних підходів, що спрямовані на модернізацію змісту освіти у контексті сучасних світових тенденцій.

За трактуванням Бех І. сучасна школа потребує інтеграції предметів і це має бути пріоритетом для тих хто зацікавлений у формуванні всебічно розвиненої особистості та займається питаннями базової педагогічної освіти [2]. Враховуючи те, що сучасна наука є глибоко інтегрованою, не виникає сумнівів щодо потреби в інтегруванні змісту предметів. На думку авторів, саме інтегрований підхід дозволяє розвинути ключові компетентності та сформувати цілісний науковий світогляд у здобувачів освітніх послуг. Одним із шляхів покращення якості надання освітніх послуг є впровадження в навчальний процес STEM-освіти і його провідного принципу інтеграції.

Окреслюючи особливості практичних аспектів з упровадженням STEM-освіти в Україні Тименко В.П. та Мєняйлов С.М. зазначають, що STEM-підхід вирізняється творчим розв'язанням проблем повсякденного життя, реальних задач, що безумовно впливає на розвиток особистості [8].

У сучасному світі учні повинні вміти висловлювати свою думку і доносити її до оточуючих, критично мислити і швидко приймати рішення, орієнтуватися в інформаційному просторі. Одним із шляхів формування таких умінь та навиків є позакласна робота. Застосування STEM-освіти у позакласній роботі дозволяє залучити учнів до науково-дослідницької діяльності. Інтеграцію під час наукової роботи ми розглядаємо як найважливіший чинник ефективного розвитку креативної особистості, спроможної до творчого пошуку. Учні вчаться бути самостійними, приймати власні рішення та брати за них відповідальність, знаходити шляхи вирішення навчальної проблеми не в теорії, а на практиці, шляхом спроб та помилок.

Аналіз останніх досліджень та публікацій. В останні роки впровадження STEM-напрямку в освітній процес стає актуальним і до можливостей його реалізації залучені як науковці так і вчителі. У дослідженні Гончарової Н.О. зазначається, що пріорітетним та актуальним напрямком сучасної освіти є впровадження STEM-освіти, що потребує підготовки висококваліфікованих спеціалістів [3]. Три рівні моделі підготовки (формальну, неформальну та інформальну) вчителів запропонували Барна О. з колегами [1]. Особливості створення якісного уроку у форматі STEM, застосування різноманітних технологій проаналізовані у роботі Мальчикової Д.С. та Молікевич Р.С. [6]. Значна увага у різноманітних дослідженнях приділена можливості застосування STEM-освіти при вивченні тих чи інших предметів. Так, запровадження STEM-освіти в навчально-виховний процес на уроках технологій через реалізацію STEM-проектів розкривають у своїй роботі Куратнік Т.В. та Куратнік С.Л. [5]. Аналіз використання різноманітних технологій STEM, як запоруки успішного вивчення біології та екології провела Гринюк О.С. [4].

В останні роки в Україні до STEM-освіти залучається ширше коло предметів, що приводить до формування різноманітних концепцій. Так, до прикладу, з'явилася концепція STEАM-освіта. У досліджені Пікалової В.В. висвітлюється проблема вдосконалення системи освіти шляхом застосування STEAM і запропоновано такі шляхи впровадження даної концепції як STEAM-проект, STEAM-урок, Мейкер-простір [7]. На методичні особливості використання проектної діяльності так чи інакше акцентують свою увагу науковці у проведених дослідженнях. Ми ж маємо на меті проаналізувати й узагальнити власний досвід роботи.

Мета статті розкрити актуальність та узагальнити власний досвід впровадження STEM-освіти в умовах інтеграції в позаурочній формі роботи.

якість освіта проектний природничий позаурочний

Викладення основного матеріалу

STEM-освіта сприяє формуванню високорозвинутої особистості та вимагає від учнів технічно складних навичок навчання, які базуються на математичних знаннях і наукових поняттях. Це сучасний напрям в освітній діяльності, який включає в себе природничі науки, технології, технічну творчість та математику.

Необхідною умовою для розуміння учнями цілісності живої природи є інтеграція предметів природничого блоку. Зміст цих дисциплін відображає ті діалектичні взаємозв'язки, які об'єктивно діють у природі й пізнаються сучасними науками, тому сприяють формуванню світоглядних уявлень учнів. Засвоєння суміжних понять даних дисциплін розширює теоретичні знання учнів із предметів природничого спрямування, дозволяє конструктивно оперувати ними та застосовувати на практиці. Інтеграція сприяє розвитку наукового мислення і готує теоретичне підґрунтя для розвитку природничого світогляду.

Навчально-пізнавальний процес необхідно спрямовувати на формування в учнів загальнонавчальних умінь і навичок та ключових компетентностей. У цьому пріоритетними є: використання діяльнісного підходу з урахуванням доцільних методів і прийомів роботи та аналіз наукових джерел інформації. Найбільш успішно компетентнісний підхід реалізується в технології проектної діяльності. Ця технологія дозволяє успішно оволодіти надпредметними вміннями й навичками, сформувати активну, ініціативну особистість. Завдяки зазначеній технології створюються найбільш сприятливі умови в навчальному процесі, які передбачають реалізацію можливостей та інтелектуальних здібностей кожного учня.

У сучасних реаліях STEM-освіта виходить за рамки урочної форми роботи, значно поширюється на позаурочну, позакласну форми та ґрунтується на міждисциплінарних підходах. Тобто, в основі такого навчання має розглядатися питання, яке вирішується на основі знань із різних дисциплін і базується на теоретичних засадах із даних предметів.

Дослідницька діяльність, яка реалізується в рамках виконання STEM-проектів, завжди орієнтована на самостійну роботу учнів і органічно поєднується з груповим підходом до навчання. Проектна діяльність сприяє формуванню ключових та фахових компетентностей, складовими яких є дослідницькі, пошукові та проблемні методи.

Втілення дослідницьких проектів потребує чітко визначеної мети, аналізу актуальності предмета дослідження, обміркованої структури, продуманості використання доцільних методів, в тому числі експериментально-дослідницьких.

До ідеї модернізації освіти шляхом впровадження STEM-навчання долучаються різноманітні заклади освіти, серед яких і Ніжинський ліцей Ніжинської міської ради при НДУ імені М. Гоголя у рамках виконання дослідно-експериментальної роботи на тему «Науково-методичні засади створення та функціонування Всеукраїнського науково-методичного віртуального STEM-центру». Учням 10-11 класів ліцею було запропоновано обрати об'єктом дослідження «Графський парк», який є пам'яткою садово-паркового мистецтва місцевого значення та охороняється законом України. Позаурочна прокатна дослідницька діяльність проводилася впродовж двох років під керівництвом вчителів ліцею та викладачів університету.

Мотивацією учнів до здійснення дослідницько-проектної діяльності слугувало те, що парк є окрасою будь-якої урботериторії і наші учні неодноразово бували в ньому, спостерігаючи за компонентами живої та неживої природи. Окрім того, сьогодні мова йде про реконструкцію парку. Це слугувало додатковим стимулом до проведення комплексних досліджень у межах парку з акцентом на географічну, ботанічну та зоологічну складові. Пізнавальний інтерес учня та його бажання долучитися до даної форми роботи є основними чинниками, що визначають вибір теми дослідження. Під час залучення учнів до проектної діяльності були створені умови за яких ліцеїсти самостійно й охоче отримували потрібні знання з різних джерел, вчилися застосовувати набуті знання для розв'язання низки практичних завдань. Робота була організована в групах, що дозволило розвивати комунікативні та дослідницькі вміння: виявляти та аналізувати проблему, висувати гіпотезу, збирати та опрацьовувати інформацію, проводити спостереження та експериментальне дослідження.

Провідне місце у STEM-освіті належить умінням працювати з науковою літературою. Перелік необхідних джерел, у більшості випадків пропонується вчителем. Але доволі часто матеріал є об'ємним і необхідно формувати навики виокремлення найбільш значимої інформації. Так для розуміння історії парку учасникам проекту було запропоновано ознайомитися з низкою наукових джерел, які формують уявлення про об'єкт дослідження. Серед них щоденники Всеволода Великаніва, який жив у місті Ніжині у 20-х роках XX ст., матеріали наукових досліджень І.В. Марисової та її учнів. Іншим аспектом роботи з науковими джерелами є формування навичок роботи з теоретичним матеріалом, його аналіз та застосування під час практичної діяльності. Дисципліни природничого циклу належать до тих, де значна частина пізнання відбувається шляхом польових досліджень, що сприяє розвитку творчого потенціалу особистості. Ліцеїсти у рамках дослідницько-проектної діяльності провели польові дослідження по визначенню типів ґрунтів, видового складу флори парку, ознайомилися з різними життєвими формами рослин, провели обліки птахів та з'ясували склад орнітонаселення парку (рис. 1).

Рис. 1. Польовий етап дослідження

Висновки

Сучасним напрямком освітньої діяльності є STEM-освіта, яка на сьогодні вже вийшла за межі урочної форми діяльності. Дослідницько-проектна діяльність дає можливість здобувачам освіти реалізувати себе у науковій роботі, що забезпечить більш якісну підготовку учнів і сформує у них ключові компетентності та уявлення про цілісну наукову картину світу.

Цілеспрямована та змістовна інтеграція наук встановила міцні зв'язки між навчальними предметами природничого циклу, внесла новизну в систему навчання, допомогла учням зрозуміти важливість вивчення основ наук як єдиної системи знань. Тобто відбулося формування якісно нових знань, які характеризуються вищим рівнем осмислення, динамічністю застосування в нових ситуаціях, підвищенням їх дієвості й системності.

Реалізація інтеграційних форм навчання в дослідницькій діяльності сприяє розвитку здібностей учнів, наукового стилю мислення, підвищенню потенційних можливостей змісту навчального матеріалу та налагоджуванню взаєморозуміння і поліпшенню співпраці педагогів та учнів.

Таким чином, проектне STEM-дослідження це форма навчання цільовою настановою якої є способи діяльності, а не накопичення фактичних знань, де гармонійно поєднуються академічні знання з прагматичними, теорія та практика. Проектна діяльність сприяє формуванню конкурентоспроможної особистості, яка володіє навиками наукової та дослідницької роботи, здатна до співпраці та взаємодії і розуміє необхідність навчання впродовж усього життя.

Література

1. Барна Ольга, Балик Надія, Шмигер Галина. Підходи до підготовки майбутніх педагогів до впровадження STEM-освіти.

2. Бех І. Інтеграція як освітня перспектива. Початкова школа. 2020. 5. С. 5-6.

3. Гончарова Н.О. Stem-освіта в Україні: реалії та перспективи.

4. Гринюк О.С. Впровадження STEM-освіти на уроках біології й екології як важливий чинник інноваційної особистості.

5. Куратнік Т.В., Куратнік С.Л. Реалізація STEM проектів як складової сучасної технологічної освіти.

6. Мальчикова Д.С., Молікевич Р.С. Застосування імітаційних та ігрових STEM технологій і практик на уроках природничо-математичного циклу. Науковий вісник Херсонського університету. Серія «Географічні науки». Вип. 14. 2021. С. 79-86.

7. Пікалова В.В. Реалізація steam-освіти в проектній діяльності майбутнього вчителя математики.

8. Упровадження STEM-освіти в умовах інтеграції формальної і неформальної освіти обдарованих учнів: методичні рекомендації / Н.І. Поліхун, К.Г. Постова, І.А. Сліпухіна, Г.В. Онопченко, О.В. Онопченко. Київ: Інститут обдарованої дитини НАПН України, 2019. 80 с.

References

1. Barna, Ol'ha & Balyk, Nadiya & Shmyher Halyna. Pidkhody do pidhotovky maybutnikh pedahohiv do vprovadzhennya STEM-osvity [Approaches to the training of future teachers for the introduction of STEM education].

2. Bekh, I. (2020). Intehratsiya yak osvitnya perspektyva [Integration as an educational perspective]. Pochatkova shkola Elementary School, 5, 5-6 [in Ukrainian].

3. Honcharova, N.O. Stem-osvita v Ukrayini: realiyi ta perspektyvy [Stem education in Ukraine: realities and prospects].

4. Hrynyuk, O.S. Vprovadzhennya STEM-osvity na urokakh biolohiyi y ekolohiyi yak vazhlyvyy chynnyk innovatsiynoyi osobystosti [Implementation of STEM education in biology and ecology classes as an important factor in the innovative personality].

5. Kuratnik, T.V. & Kuratnik, S.L. Realizatsiya STEM proektiv yak skladovoyi suchasnoyi tekhnolohichnoyi osvity [Implementation of STEM projects as a component of modern technological education].

6. Malchykova, D.S. & Molikevych, R.S. (2021). Zastosuvannya imitatsiynykh ta ihrovykh STEM tekhnolohiy i praktyk na urokakh pryrodnycho-matematychnoho tsyklu [Application of simulation and game STEM technologies and practices in the lessons of the science and mathematics cycle]. Naukovyy visnyk Khersons'koho universytetu Scientific Bulletin of Kherson University, 14, 79-86 [in Ukrainian].

7. Pikalova, V.V. Realizatsiya steam-osvity v proyektniy diyal'nosti maybutn'oho

vchytelya matematyky [Implementation of steam education in the project activity of the future teacher of mathematics].

8. (2019). Uprovadzhennya STEM-osvity v umovakh intehratsiyi formal'noyi i neformal'noyi osvity obdarovanykh uchniv [Implementation of STEM education in conditions of integration of formal and informal education of gifted students: methodical recommendations]. (N.I. Polikhun, K.H. Postova, I.A. Slipukhina, H.V. Onopchenko, O.V. Onopchenko (Ed.)). Kyiv: Instytut obdarovanoyi dytyny NAPN Ukrayiny [in Ukrainian].

Размещено на Allbest.Ru