STEM-Lab

 

Актуальність . В Україні впроваджується світовий бренд STEM-освіти (Science, Technology, Engineering, Mathematics), що сприяє посиленню інтелектуального розвитку дітей та якісному навчанню природничим та інженерно-технічним дисциплінам. Актуальним постає питання оволодіння учнями методами наукового пізнання, а вчителями природничих дисциплін – методикою впровадження їх у навчальний процес.

Постановка проблеми. Зміни в економічній, соціальній, політичній, інформаційній сферах суспільства сприяли перегляду освітніх концепцій. Враховуючи те, що в майбутньому з’являться нові професії, які будуть пов’язані з технологією і високотехнологічним виробництвом на стику з природничими науками, особливо будуть затребувані IT-фахівці, програмісти, інженери, фахівці високотехнологічних виробництв, фахівці біо- і нанотехнологій. Тому сьогодні важливим є ознайомлення учнів зі STEM-професіями, що передбачає їх знайомство з новими поняттями, такими як: STEM-освіта, STEM-грамотність, наукова грамотність, STEM-спеціальність, інновація, стартап, STEM-проект тощо. Запровадження STEM-освіти дає змогу учням орієнтуватися в інформаційному просторі, володіти та оперувати інформацією відповідно до потреб ринку.

Основою STEM-освіти є інтегрований підхід до навчання природничих дисциплін, проектна діяльність, демонстрація учням застосування науковотехнічних знань у реальному житті, підготовка до сприйняття технологічних інновацій сучасного світу. Є багато сучасних програмних засобів, за допомогою яких можна організувати урок фізики та залучити учнів до активного сприйняття матеріалу. Фізика є комплексною та інтегративною наукою, вона може поєднувати в собі елементи всіх відомих наук. Шкільна фізика є базовим світоглядним навчальним предметом у закладі загальної середньої освіти. Оволодіння учнями фізичними знаннями, уміннями та компетенціями дасть змогу пояснити будь-яке явище, яке відбувається в навколишньому середовищі, бути обізнаним в більшості технічних та технологічних процесах.  Для успішного використання STEM-методик на уроках фізики треба знати програмний матеріал інших дисциплін, застосовувати різноманітні методи, прийоми та форми організації освітнього процесу, співпрацювати з іншими учителями-предметниками з метою формування в учнів правильних понять, спільних для багатьох навчальних дисциплін, проводити виховні та позакласні заходи. Найголовніше, щоб учні могли інтегрувати свої знання з різних предметів, користуватися ними у нестандартних ситуаціях, бачили зв’язок між науками.

В основі STEАM методики є практичне завдання чи проблема. Учні вчаться знаходити шляхи вирішення не в теорії, а прямо зараз шляхом спроб та помилок, використовуючи наявний науковий та творчий потенціал. Навички критичного мислення та глибокі наукові знання отримані в результаті навчання за STEАM, дозволяють дитині вирости новатором – двигуном розвитку людства.

Вчитель фізики може використовувати STEM-методики для реалізації проектної та дослідницької діяльності в школі.

Упровадження в навчально-виховний процес методичних рішень STEМосвіти дозволить учителю сформувати в учнів найважливіші характер ристики, які визначають компетентного фахівця:

– уміння побачити проблему;

– уміння побачити в проблемі якомога більше можливих сторін і зв’язків;

– уміння сформулювати дослідницьке запитання і шляхи його вирішення;

– гнучкість як уміння зрозуміти нову точку зору і стійкість у відстоюванні своєї позиції;

– оригінальність, відхід від шаблону;

– здатність до перегруповування ідей та зв'язків;

– здатність до абстрагування або аналізу;

– здатність до конкретизації або синтезу;

– відчуття гармонії в організації ідеї.

Об`єкт дослідження: впровадження проєктної діяльності та елементів STEM-освіти у навчання фізики в основній школі. 

Предмет дослідження: методика впровадження елементів STEM-освіти у навчання природничо-математичних дисциплін в основній школі.

Методом дослідження даного питання є вивчення наукової літератури, сучасних педагогічних досліджень та публікацій про STEM-освіту, їх аналіз, синтез провідних ідей та формулювання власних цілей, узагальнення досвіду, спостереження за особливостями навчального процесу в школі та практичне впровадження елементів STEM-освіти на уроках фізики у позакласній роботі.

Етапи роботи

 I.  Організаційний:

1)  створення творчої групи вчителів-предметників  для опрацювання теоретичних відомостей про мейкерство та основи SТЕМ освіти;

2)  розробка членами творчої групи  структури, мети та завдань, плану реалізації  SТЕМ-проекту для учнів 9-го класу, SТЕМ технологій для 7-9-х класів;

3)  синхронізація програм для інтеграції навчальних предметів в межах проекту;

4) розподіл доручень між членами творчої групи.

 II.  Діагностичний:

1)  опитування учнів 7-9-х класів для визначення рівня їх обізнаності з різних тем;

2)  корекційна діяльність членів творчої групи вчителів в плані реалізації проекту з урахуванням результатів учнівського опитування, можливостей та запитів школярів. 

III.  Практична реалізація.

Використовуючи елементи SТЕМ-методики, вчитель перестає бути основним джерелом знань. У центрі уроку – проблема чи практичне завдання. А діти мають самостійно знайти шляхи вирішення проблеми, застосувавши наявні знання, здійснивши експеримент і, можливо, зробивши помилки.

Запропонувавши необхідний інструментарій, вчитель спостерігає за ходом наукового пошуку, стимулює до висновків, допомагає зрозуміти і усунути недоліки.

Логічно, що за таких умов на перший план виходить не володіння теорією, а вміння використовувати свої знання на практиці. Уроки стають практичними заняттями, які демонструють можливості застосування теоретичних знань у конкретних ситуаціях.

Розробляючи моделі, створюючи проекти, діти аналізують інформацію, співвідносять її з наявним досвідом і знаннями. Це формує в них упевненість у власних силах, переконаність у тому, що вони зможуть за необхідності вирішити складні проблеми.

Колективна робота, що застосовується у такого роду проектах, привчає висловлювати власну думку, відстоювати її, співпрацювати з однокласниками, сприймати і розуміти точку зору іншої людини. Застосування STEM на уроці навчає дітей сприймати завдання, формулювати дослідницьку гіпотезу, застосовувати оригінальні способи пізнання, розвиває аналітичне і критичне мислення.