Модель STEM-закладу позашкільної освіти: стратегії, структура, напрями та форми діяльності

Размещено на http://www.allbest.ru/

Модель STEM-закладу позашкільної освіти: стратегії, структура, напрями та форми діяльності

Шубіна Олена Павлівна заступник директора з навчально-виховної роботи, Житомирським міський центр науково-технічної творчості учнівської молоді

Анотація

Сьогодення об'єктивно стикається з дефіцитом спеціалістів, обізнаних у науковій сфері, здатних брати участь у інноваційних процесах і забезпечити стабільний розвиток суспільства у майбутньому. Одним із актуальних напрямів інноваційного розвитку природничо-математичної освіти є STEM - орієнтований підхід до навчання. Як зазначають фахівці, навчання на засадах STEM потребує переосмислення з урахуванням глобальних викликів, умов воєнного часу, повоєнного відновлення. Результатом реалізації STEM-підходу в освіті стане можливість ефективного виховання творців нових знань, які володіють різноманітними технологіями, мають комплексно розвинену систему гнучких навичок, включаючи креативність, критичне мислення, інноваційність [1, с.37].

Заклади позашкільної освіти науково-технічного напряму мають досить високий потенціал для реалізації головної мети STEM-освіти, яка полягає у формуванні та розвитку розумово пізнавальних і творчих якостей молоді, рівень яких визначає конкурентну спроможність на ринку праці; удосконаленні науково-дослідної та інженерної освіти.

На прикладі Житомирського міського центру науково-технічної творчості учнівської молоді описано розроблену модель STEM-закладу освіти та детально охарактеризовано структуру та механізм її реалізації, окреслено основні стратегії, особливості напрямів та форм діяльності закладу.

Ключові слова: STEM, позашкільна освіта, інновації, технічна творчість, модель STEM-закладу освіти, проєктна діяльність, міждисциплінарний підхід.

Abstract

The model of stem institution of out-of-school education: strategies, structure, directions and forms of activity

Shubina Olena Pavlivna Deputy director for educational work, Zhytomyr city center of scientific and technical creativity of schoolchildren

As for today, the state faces the objective shortage of highly qualified specialists in the scientific field, who are capable of participating in innovative processes and ensuring the stable development of society in the future. One of the current trends in the innovative development of science and mathematics education is STEM - an oriented approach to learning. As experts note, STEM- based education needs to be reconsidered considering global challenges, wartime conditions, and post-war reconstruction. The result of the implementation of the STEM approach in education will be the possibility of effective training the creators of new knowledge who mastered various technologies and have a comprehensively developed system of flexible skills, including creativity, critical thinking, and innovation.

Institutions of out-of-school education in the scientific and technical direction have a high potential for realizing the main goal of STEM education, which consists in the formation and development of cognitive and creative qualities of young people, the level of which determines competitiveness in the labor market, as well as improvement of scientific research and engineering education. Using the example of the Zhytomyr city center of scientific and technical creativity of schoolchildren, the developed model of the STEM educational institution is described, and the structure and mechanism of its implementation are explained in detail; the main strategies, features of the directions and forms of the activity of such an institution are outlined.

Keywords: STEM, out-of-school education, innovation, technical creativity, model of STEM educational institution, project activity, interdisciplinary approach.

Постановка проблеми

Протягом останніх 10 років в освітньому просторі України вагомого значення набуває природничо-математична (STEM) освіта. З урахуванням актуальності STEM заклади освіти в Україні роблять відчутні кроки щодо впровадження її елементів до освітнього процесу. Найбільш дієвим способом реалізації зазначеної інновації, залишається комплексний підхід, який полягає в розробці та реалізації певної моделі STEM-закладу з урахуванням його особливостей.

Це, у свою чергу, спонукає до виділення основних компонентів освітнього процесу, які сприяють впровадженню STEM та встановленню механізмів їх впровадження у закладі освіти. В цих умовах великого значення набуває побудова загальної логіки моделі, формування інструментарію та модифікація наявних ресурсів закладу до реалізації запланованої мети.

Аналіз останніх досліджень і публікацій підкреслює інтерес наукової спільноти до даного питання. Проблема формування структури STEM- середовища в закладах формальної та неформальної освіти досить детально окреслена в працях Н. Поліхун [2, с.5]. О. Стрижак, І. Чернецький та І. Сліпухіна [3, с.17] проводили аналіз змісту ключових понять STEM, які є основоположними в розумінні сутності нового освітнього напряму. Л. Гриневич, Н. Морзе, В. Вембер, М. Бойко розглядають STEM-освіту, як усвідомлення основ науки, техніки, технологій, інженерії та математики та ознайомлення з базовими фундаментальними поняттями з кожної дисципліни, яка має бути освітнім пріоритетом для всіх учнів [4, с.2]. М. Бойченко досліджувала досвід США з розвитку обдарованих учнів засобами STEM-освіти [5, с.153]. Різні аспекти впровадження й використання технологій на основі STEM-освіти в закладах освіти розглянуто в роботах українських та зарубіжних учених, дослідників Н. Валько, В. Камишина, О. Лісового, В. Осадчого, С. Семерікова, О. Стрижака, О. Струтинської.

Метою статті є підкреслити вагомість комплексного підходу до впровадження STEM-освіти шляхом побудови моделі STEM-закладу освіти та ознайомлення із зовнішніми та внутрішніми механізмами її реалізації на прикладі Житомирського міського центру науково-технічної творчості учнівської молоді для розвитку даного напрямку освіти в Україні.

Виклад основного матеріалу

Відповідно до проведеного нами дослідження, яке полягало у формуванні моделі STEM-закладу розробці механізму її реалізації, першочерговим кроком став вибір пріоритетних стратегій роботи закладу. Відповідно до специфіки роботи закладу позашкільної освіти було зазначено наступні: залучення до науково-дослідницької та інженерної освіти учнівської молоді та громадськості міста, формування освітньої екосистеми яка сприяє популяризації STEM-освіти. З метою реалізації зазначених стратегій у закладі розроблена та впроваджена модель STEM-закладу освіти.

Рис. 1

Запропонована модель показує внутрішні та зовнішні механізми забезпечення функціонування сформованої освітньої екосистеми, осередком якої є ЗПО. Співпраця з громадськістю відбувається за допомогою різних форм роботи, які можуть динамічно змінюватись в залежності від запитів. Серед основних є організація та проведення різних масових заходів на рівні міста, які спрямовані на популяризацію STEM-освіти та набуття учасниками первинних необхідних інженерних, дослідницьких навичок. Внутрішні механізми реалізації моделі STEM-закладу передбачають ефективну управлінську діяльність, формування необхідного методичного забезпечення, пошук та підготовку педагогічних кадрів, які мають бажання долучитись до STEM-освіти.

Ефективна робота вищезазначених механізмів дає можливість переходити до організації освітнього процесу та наповнення його необхідним змістом. Успішне поєднання зовнішніх та внутрішніх механізмів моделі створює умови в ЖМЦНТТУМ для реалізації суспільного запиту на майбутніх фахівців STEM-галузей та підготовку здобувачів освіти творчими, креативними, успішними особистостями.

Зовнішні механізми. До таких ми відносимо налагодження співпраці з громадськістю міста.

Дієвим засобом формування позитивного ставлення до STEM- орієнтованого навчання є короткотривалі заходи, які проходять у позитивно налаштованому емоційному середовищі. Серед найбільш популярних майстер-класи, майстерні, показові виступи, які систематично відбуваються на базах навчальних корпусів, інших закладів освіти, парках, на територіях ОСББ тощо до яких учасники можуть долучатися разом із батьками, друзями. Під час участі у заході дитина має можливість спробувати свої можливості в опануванні запропонованої техніки виготовлення конкретного виробу та отримати його у якості сувеніра. У канікулярний час заклад освіти працює за окремим планом роботи, організовуючи дозвілля дітей за місцем проживання.

Під час формування плану організаційно-масової роботи відбувається наповнення його низкою спільних заходів із партнерами, які сприяють популяризації STEM-освіти. Ефективною формою співпраці є організація екскурсій на діючі підприємства міста.

Педагогічний колектив систематично поширює власний досвід та обмінюється ним з колегами як під час методичних заходів у закладі, так і під час проведення занять на курсах підвищення кваліфікації для керівників гуртків на базах інших сертифікованих закладів освіти.

Окрема робота проводиться з педагогами міста. Заклад пропонує тематичні майстер-класи для опанування сучасних цікавих технік виготовлення різних виробів та роботі з новими матеріалами.

Внутрішні механізми реалізації моделі STEM-закладу в першу чергу базуються на ефективній управлінській діяльності. Адміністрація створює необхідні умови в закладі відповідно до основних стратегій діяльності, орієнтованих на STEM. До цього блоку ми відносимо матеріально-технічне забезпечення та організацію роботи закладу в цілому.

Заняття організовані на базі спеціальних навчальних лабораторій, кабінетів, майстерень Такі освітні приміщення обладнані відповідно до вимог державних стандартів. Окрім цього, у кожному приміщенні наявне спеціальне обладнання, інструменти, механізми, матеріали, за допомогою яких педагог організовує освітній процес. Адміністрація вчасно реагує на пропозиції стосовно оновлення матеріально-технічної бази, намагаючись залучити до вирішення поставлених задач як наявні бюджетні кошти так і кошти з інших джерел.

Важливим аспектом управлінської діяльності є підбір педагогічних кадрів та гнучкий підхід до організації роботи закладу з урахуванням своєчасного коригування планів роботи та умов проведення заходів. Робота методичної служби спрямована на формування компетентностей педагогів, пов'язаних із впровадженням STEM-технологій в освітній процес.

Для забезпечення науково-методичної підтримки STEM-освіти важливе значення має розроблення інтегрованих навчальних програм для всіх типів закладів освіти, у тому числі і позашкільної. Особливу увагу методична служба спільно з педагогами закладу приділяє програмно-методичному забезпеченню освітнього процесу.

Впродовж року адміністрація організовує проведення курсів з підвищення педагогічної майстерності використовуючи власні ресурси. Протягом останніх трьох останніх років пройшли курси з опанування та вдосконалення володіння наступними програмами та сервісами: Microsoft Word, Microsoft Excel, PowerPoint, Adobe Photoshop, програму для монтажу відео, аудіо и фото Movavi, Zoom, Google Meet, YouTube. Окрема увагу була приділена зйомці, монтуванню та розміщенню відеороликів з майстер-класами.

Рис. 1

Робота над організацією освітнього процесу розпочинається з моніторингу освітніх запитів громадськості. Вивчення питання проходить шляхом опитування батьків та вихованців у яких гуртках вони планують навчатися наступного року. Відповідна робота проходить із закладами загальної середньої освіти у співпраці з класними керівниками шляхом пропозицій для батьків та учнів стосовно залучення до гурткової роботи на наступний рік та пропозицій стосовно відкриття нових гуртків.

Враховуючи наявний потенціал закладу (матеріально технічну базу, педагогічний склад, методичне забезпечення) відбувається формування мережі гуртків та наповнення її новими напрямами роботи. Орієнтація на запити відображається у коригуванні змісту навчальних програм. Формуючи мережу та враховуючи побажання замовників освітніх послуг формуються незначні зміни до змісту навчальних програм, гуртків, які вже працюють, враховуючи у тематичному плануванні завдання, вирішення яких мають на меті використання STEM-технологій.

Надання освітніх послуг з мережевої освіти значно розширює доступ дітей міста до різних ресурсів і можливостей, ефективно використовуючи їхній час. Щорічно на початку навчального року заключаються відповідні договори та формуються освітні програми для вихованців.

Велика увага приділена можливості надання базової наукової освіти для здобувачів щоб не обмежувати учнівську молодь (навіть якщо в них немає високого рівня знань) доступ до вивчення роботи наукового методу. З цією метою відкрито низка навчальних груп на базах закладів вищої освіти, керівники цих гуртків - науковці, кандидати наук. Освітній процес у них схожий на процес наукового менторства, природного для науковців із орієнтованістю на запити вихованців. Зазначена форма співпраці науковців та освітян є беззаперечно вигідною для усіх учасників. Такий підхід до організації освітнього процесу дає змогу охопити сферу творчого потенціалу, об'єднуючи креативність, дослідницьку та інноваційну діяльність і створюючи горизонтальні зв'язки між галузями знань, суспільством і навколишнім світом.

Під час формування планів роботи закладу велика увага приділяється участі вихованців у масових заходах орієнтованих на STEM. Планування проходить з урахуванням Методичних рекомендацій щодо розвитку STEM- освіти в закладах загальної середньої та позашкільної освіти ДНУ “Інституту модернізації змісту освіти”.

Наповнення освітнього процесу змістовими компонентами відбувається з урахуванням освітніх рівнів вихованців, відповідно до програмового забезпечення.

Рис. 3

Починаючи з літніх маистер-класів у канікулярний період і до підсумкових заходів у кінці навчального року, педагоги ЖМЦНТТУМ агітують, залучають, радять, випробовують, підтримують усіх, хто виявляє бажання займатися у гуртках та творчих об'єднаннях. Влітку на ігрових майданчиках міста, у паркових зонах, на подвір'ях багатоповерхових будинків розгортаються творчі локації, де діти та їх батьки можуть ознайомитися з напрямами діяльності закладу та діючою мережею гуртків, отримати детальну інформацію про специфіку кожного гуртка та познайомитися з педагогами особисто. Під час таких короткотривалих активностей у дітей відбувається набуття необхідних первинних знань та навичок роботи з матеріалами та техніками роботи гуртків.

Наступним компонентом змісту освітнього процесу є формування мотивації вихованців до навчання за STEM-технологіями з урахуванням їх нахилів, інтересів, цінностей. Керівники гуртків створюють в навчальних групах під час занять такі умови, щоб показати дітям, як саме можуть бути використані знання, уміння навички, набуті під час навчання. Вихованці, виготовляючи власноруч готові вироби отримують позитивний внутрішній поштовх до продовження навчання у гуртку. Слід зауважити, що тут важливу роль відіграє матеріально-технічна база. Часто керівники гуртків у своїх навчальних приміщеннях розміщують виставки кращих учнівських робіт, що позитивно впливає на мотивацію дітей до навчання в гуртку. Потрапляючи в таке середовище, дитина відчуває емоційне піднесення, захоплення, що спонукає до спроб виготовити власноруч схожі вироби.

Потрапляючи до закладу позашкільної освіти дитина навчається розуміти і відчувати свій власний внутрішній творчий потенціал. Дослідження психологічної служби закладу показують, що навчання в гуртках сприяє розвитку креативності, яка є основою творчої компетентності особистості, та виявляється під час творчого процесу як здатність породжувати різноманітний, соціально важливий, оригінальний продукт і продуктивні шляхи його застосування; здатність знаходити рішення у нестандартних ситуаціях; властивість, яка реалізується лише за сприятливих умов середовища на високому рівні в різних галузях людської діяльності протягом свого життя.

Аналізуючи навчальні програми, слід зазначити, що від 70% до 90% програмових тем передбачають виконання практичних завдань. Окрім цього, для всіх освітніх рівнів вихованців передбачені теми з виконання власних проектів під час навчання в гуртках. Виконуючи проєкт вихованці початкового рівня мають можливість продемонструвати базові навички, отримані під час навчання. Для вихованців вищого рівня зазвичай відбувається розробка, виготовлення та представлення власного проєкту на конкурсах різних рівнів у тому числі конкурсі-захисті МАН.

Окрім цього у ЖМЦНТТУМ до командної роботи долучаються не лише дітей, а й педагоги під час реалізації спільних STEM-проектів.

Провідною ознакою формування мотивації до самореалізації в гуртку є постановка педагогами під час занять проблем, які є актуальними сьогодні у світі, державі, регіоні, уміння показати дітям не лише проблему, а й навчити її виявляти шляхом проведення аналізу низки фактів, подій, актуальної інформації.

Під час таких занять, які зазвичай проходять у формі майстер-класів, за рахунок аналізу великої кількості наявної інформації, вихованці розуміють, що дана проблема може бути вирішена різними способами. Так, виготовляючи однакові вироби, за однією і тією ж технологією, діти можуть бачити що в результаті у всіх вони є різними за рахунок модифікації, додавання нестандартних елементів, використання специфічного обладнання, підбору нестандартних матеріалів, застосування різних технік обробки матеріалів тощо.

У процесі навчання в гуртках закладів позашкільної освіти діти опановують основи графічної грамотності, здобувають елементарні технічні, конструкторські, технологічні знання, відбувається формування навичок практичної роботи з різноманітними матеріалами та інструментами, що в свою чергу сприяє розширенню кола інтересів, зростанню загальної активності розуму, підвищенню рівня креативності. Під час виконання технічних проектів вихованцям стає зрозумілим необхідність додаткового вивчення фізики, математики, хімії, креслення, інформатики, поступово діти обирають гуртки з основ науково-дослідницької діяльності, інформаційних технології та предметні гуртки вищих рівнів.

Відтак, заклад освіти формує особливий освітній простір, де об'єктивно задається множинність відношень, де не лише здійснюються спеціальні розвивально-пізнавальні ігри та засвоєння досвіду виконавської майстерності, творчості та емоційно-ціннісних відносин тих, хто навчається, але й розширюються можливості для життєвого самовизначення дітей та підлітків.

Представлена модель STEM-закладу створює умови для функціонування освітньої екосистеми, яка орієнтована на залучення громадськості міста до інженерно-природничої освіти, шляхом розкриття творчого потенціалу особистості.

Реалізація моделі дозволяє:

- регулювати екосистему шляхом залучення стейкхолдерів та інших зацікавлених осіб: закладів освіти різних рівнів (ЗДО, ЗЗСО, ЗПО, ЗВО), громадських та державних організацій, органів місцевого самоврядування, підприємств міста.

- розширювати доступність до освітніх послуг дітей та учнівської молоді міста за рахунок розміщення гуртків у різних частинах міста як на базах основних корпусів, так і з використанням матеріально-технічних баз інших установ, організацій;

- залучати значну кількості жителів та гостей міста до найпростіших майстер-класів за рахунок високої мобільності заходів;

- популяризувати знання про нові матеріали, техніки роботи з ними, опанування сучасного обладнання шляхом обміну досвідом з педагогічною спільнотою міста, області, України;

- орієнтуватися на запит громадськості шляхом коригування мережі гуртків, підбору кадрового складу навчальних програм та матеріальної бази;

- виявляти та сприяти розвитку творчих здібностей, креативності особистості усіх учасників освітнього процесу;

- залучати до роботи висококваліфікованих, мотивованих професійних керівників гуртків та сприяти підвищенню рівня їх педагогічної майстерності;

- формувати в учасників освітнього процесу (педагогів, батьків, вихованців) уміння створювати міжпредметні зв'язки та використовувати їх на практиці, популяризувати перспективність поєднання технічних навичок та мистецтва дизайну під час виготовлення власних виробів, розробки проєктів;

- надавати можливість продовжити навчання в гуртках наступного рівня;

- створювати умови для самореалізації здобувачів освіти шляхом залучення до масових заходів різних рівнів;

- надавати допомогу в орієнтації на майбутню професію вихованцям старшого шкільного віку.

Висновки

За рахунок широкого спектру різних форм креативної діяльності, під час навчання в гуртках дитина відчуває і усвідомлює власний внутрішній творчий потенціал. Наявність матеріально-технічної бази, обладнання, інструментів, механізмів, виставок готових виробів сприяє візуалізації та усвідомленню технологічних процесів, які призводять до конкретного результату, розуміння, що за однакових умов кожен може створити власний і неповторний виріб. Невимушена атмосфера, відсутність оцінювання, робота у власному темпі створює передумови для втілення в життя власного проєкту.

Можливість вільного вибору педагогами навчальної програми, або створення авторської дає можливість проявити власну творчість, адаптувати хід освітнього процесу до наявних умов, що в цілому сприяє формуванню креативного середовища, яке розширює світогляд та сприяє розвитку творчих здібностей усіх учасників.

Спостерігається стійка динаміка здобувачів освіти старшого шкільного віку до вибору професій, які є спорідненими до напряму роботи гуртка. У першу чергу це стосується вихованців, які навчаються в гуртках, розміщених на базах закладів вищої освіти (вихованці гуртків “Юний математик”, “Фізика в задачах і прикладах”, “Інформаційні системи та технології”, “Олімпіадна математика”, “Алгоритмічне програмування”). Низка вихованців продовжують роботу над власними проєктами, розпочатих під час навчання в гуртках (переважно вихованці гуртків “Основи науково-дослідницької діяльності”), або ж використовують набуті навички для виготовлення виробів у якості додаткового заробітку (більшість випускників гуртків “Моделювання одягу”, “Художній дизайн”, “Програмування та дизайн”, “Юний фотоаматор”, “Декоративне образотворче мистецтво”, “Автомоделювання”).

Представлена модель може зазнавати змін, зважаючи на виклики сучасності, шляхом оновлення структури та наповнення новими компонентами для підтримки ефективного функціонування екосистеми STEM-освіти.

позашкільний stem-освіта стратегія

Література

1. Бутурліна О. Філософсько-освітня рефлексія STEM-інновацій / О. Бутурліна // Наук. зап. Малої акад. наук України. Серія: Педагогічні науки: зб. наук. пр. / НАН України, Нац. центр «Мала акад. наук України». - Київ, 2017. - Вип. 10. - С. 35-46.

2. Впровадження 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.

3. STEM-освіта: основні дефініції. Стрижак О.Є. Сліпухіна І.А., Поліхун Н.І., Чернецький І.С. Інформаційні технології і засоби навчання, 2017, Том 62, №6.

4. Гриневич Л.М., Морзе Н.В., Вембер В.П. Бойко М.А. Роль цифрових технологій в розвитку STEM-освіти. Інформаційні технології і засоби навчання, 2021, Том 83, №3.

5. Бойченко М.А. Розвиток обдарованих учнів засобами STEM-освіти у США. Вісник Глухівського національного педагогічного університету імені Олександра Довженка. Серія: Педагогічні науки, 31, 151-159.

References

1. Buturlina O. (2017). Filosofsko-osvitnia refleksa STEM-inovatsii [Philosophical and educational reflection of STEM innovations]. Naukovi zapysky Maloiakademii nauk Ukrainy - Scientific Notes of Junior Academy of Sciences of Ukraine, 10, 35-46 [in Ukrainian].

2. Polikhun N.I., Postova H.K., Slipukhina I.A., Onopchenko H.V., Onopchenko O.V. (2019). Uprovadzhennia STEM_osvity v umovakh intehratsii formalnoi i neformalnoi osvity obdarovanykh uchniv: metodychni rekomendatsii [Implementation of STEM education in conditions of integration of formal and informal education of gifted students: methodical recommendations]. Kyiv: Instytut obdarovanoi dytyny NAPN Ukrainy, 80 [in Ukrainian].

3. Stryzhak O.I., Slipukhina I.A., Polikhun N.I., Chernetskyi I.S. (2017). STEM-osvita: osnovni definitsii [STEM-education: main dfinitions]. Informatsiini tekhnolohii i zasoby navchannia, Tom 62, №6, [in Ukrainian].

4. Hrynevych L.M., Morze N.V., Vember V.P. Boiko M.A. (2021). Rol tsy/rovykh tekhnolohii v rozvytku STEM-osvity [The role of digital technologies in the development of the stem education ecosystem]. Informatsiini tekhnolohii i zasoby navchannia, 2021, Tom 83, №3. [in Ukrainian].

5. Boichenko M.A. (2016). Rozvytok obdarovanykh uchniv zasobamy STEM-osvity u SShA [Development of gifted students by means of STEM education in the USA]. Visnyk Hlukhivskoho natsionalnoho pedahohichnoho universytetu imeni Oleksandra Dovzhenka. Seriia: Pedahohichni nauky - Oleksandr Dovzhenko Hlukhiv National Pedagogical University Bulletin. Series: Pedagogical Sciences, 31, 151-159 [in Ukrainian].

Размещено на Allbest.ru