STEM

STЕM-освіта як засіб формування освітньо-пізнавальних якостей учнів

Освіта – цілеспрямована пізнавальна діяльність людини на отримання знань, умінь та навичок або на їх удосконалення. STEM-освіта – спеціально організована діяльність, яка готує учнів до успішного працевлаштування, формує потребу навчатися після школи впродовж усього життя, вимагає засвоєння різних і більш технічно складних навичок, зокрема із застосуванням математичних знань і наукових понять із суміжних предметів. STEM-освіта – це категорія, що визначає педагогічний процес як технологію формування та розвитку розумово-пізнавальних і творчих якостей учнів.

Акронім STEM вживається для позначення такого напряму в освіті, що поєднує чотири компоненти: природничі науки (Science), технології (Technology), технічну творчість (Engineering) та математику (Mathematics). Це напрям передбачає посилення в освітніх навчальних програмах природничо-наукового компоненту та інноваційних технологій. Причому, технології використовують навіть у вивченні творчих, мистецьких дисциплін.

Наприклад, за кордоном музикантів навчають не тільки гри на музичних інструментах, але й використовувати комп’ютерні програми для створення музичних творів.

Чому STEM-освіта стає актуальною сьогодні? Стрімка інформатизація суспільства веде до того, що на планеті все більше стають популярними та перспективними фахівцями програмісти, IT-фахівці, інженери, професіонали в галузі високих технологій і т.д. Не важко передбачити, що у майбутньому з’являться професії, про які зараз навіть уявити важко і всі вони будуть пов’язані з технологією і високо технологічним виробництвом на стику з природничими науками. Особливо будуть затребувані фахівці біо- та нано- технологій.

Постає питання – як підготувати таких фахівців? Традиційне навчання не справляється з поставленим завданням, адже навчання – це не просто передача знань від учителя до учнів, а спосіб розширення свідомості і зміни реальності. З цим завданням покликана справитись STEM-освіта.

STEM-освіту часто називають «навчанням навпаки», «перевернутою освітою». І все тому, що шлях «від теорії до практики» у STEM зазвичай зворотний: спочатку практика (придумування та конструювання пристроїв і механізмів), а вже потім, у процесі цієї діяльності, – опанування теорії і нових знань. Але, зрозуміло, STEM-освіта – це не тільки «навчання навпаки». Найбільша цінність STEM-освіти у тому, що вона допомагає опанувати їх не відокремлено, а за допомогою інтеграції всіх чотирьох дисциплін у єдину систему навчання.

У STEM-освіті активно розвивається креативний напрямок, що включає творчі та художні дисципліни (промисловий дизайн, архітектура та індустріальна естетика і т.д.) – STEM and Arts. Сукупність творчих, мистецьких дисциплін об’єднують загальним терміном STEAM-освіта. У майбутньому цей напрямок буде ще більше розвиватися.

STEM-орієнтований підхід до навчання є одним із актуальних напрямів модернізації та інноваційного розвитку природничо-математичного й гуманітарного профілів освіти. Такий підхід у школі сприяє: популяризації інженерно-технологічних професій, підвищенню поінформованості про можливості кар’єри в інженерно-технічній сфері, формуванню стійкої мотивації у вивченні дисциплін, на яких ґрунтується STEM-освіта. Запровадження STEM-навчання має відбуватися у межах чинного законодавства на засадах особистісно зорієнтованого, діяльнісного і компетентнісного підходів.  

Відповідно до концепції розробників, STEM-освіта має поєднувати в собі міждисциплінарний і проектний підходи. Основою першого виступає інтеграція природничих наук в технології, інженерну творчість і математику. У зв’язку з цим навчання учнів STEM-дисциплін має передбачати застосування методик їх викладання не як самостійних, відокремлених одна від одної, а на засадах міждисциплінарної інтеграції.

Особливою формою STEM-освіти є інтегровані уроки, спрямовані на: встановлення міжпредметних зв’язків, що сприяють формуванню в учнів цілісного, системного світогляду; актуалізацію особистісного ставлення до питань, що розглядають на уроці. Інтегровані уроки можна проводити двома шляхами: через об’єднання схожої тематики кількох навчальних предметів; через формування інтегрованих курсів або окремих спецкурсів шляхом об’єднання навчальних програм таких курсів. Основа ефективності таких уроків – чітке визначення мети і планування задля різнобічного представлення та розгляду певного об’єкта, поняття, явища з використанням навчальних засобів різних предметів.

 Особливість планування і проведення інтегрованих, бінарних уроків у тому, що їх може проводити як один учитель, так і декілька. Через складність координації діяльності педагогів інтегровані уроки необхідно планувати заздалегідь за участі всіх учителів паралелі. Якщо програмовий матеріал різних навчальних предметів можна інтегрувати в межах одного навчального дня – допустимо організовувати «тематичні дні», коли всі уроки за розкладом спрямовують на: реалізацію єдиної навчально-виховної мети або досягнення конкретного результату. Задля залучення учнів до практичної діяльності доцільно: розширити діапазон організаційних форм та методів навчання, способів навчальної взаємодії надати пріоритет засвоєнню навчального матеріалу у процесі екскурсій, квестів, конкурсів, фестивалів, хакатонів, практикумів тощо.

Для формування та перевірки предметних компетентностей учитель має спиратися на систему інтегрованих завдань, спрямованих на застосування учнями способів навчально-пізнавальної діяльності, знань, умінь і навичок для розв’язання певних задач у змодельованих життєвих ситуаціях.

Отже інтеграція дає змогу здійснювати: модернізацію методологічних засад, змісту, обсягу навчального матеріалу предметів природничо-математичного циклу; технологізацію процесу навчання та формування навчальних компетентностей якісно нового рівня; якіснішу підготовку молоді до успішного працевлаштування та подальшої освіти.

Дослідно-проектна діяльність - це один з ефективних засобів формування компетентностей. Під час виконання навчальних проектів активізують інтегровану дослідницьку, творчу діяльність учнів, спрямовану на отримання самостійних результатів під керівництвом учителя.

Під час виконання навчальних проектів виконують різнорівневі дидактичні, виховні та розвивальні завдання: учні набувають нових знань, умінь і навичок, які знадобляться в житті; розвиваються мотивація та пізнавальні навички; формується вміння самостійно орієнтуватися в інформаційному просторі, висловлювати власні судження, виявляти компетентність.

У перспективі це сприяє зміні ціннісних пріоритетів та світоглядної позиції у молоді в бік формування відповідальної, соціально-активної, громадсько-патріотичної врівноваженої поведінки.

Ключові компетентності Нової української школи гармоніюють у системі STEM-освіти, створюючи основу для успішної самореалізації особистості і як фахівця, і як громадянина.

Перехід до компетентнісної моделі навчання та впровадження нових методичних підходів передбачає: принципово нове цілепокладання у педагогічному процесі; зміщення акцентів у навчальній діяльності з вузько предметних на загально дидактичні; оновлення структури й змісту навчальних предметів, спецкурсів тощо; визначення та оцінювання результатів навчання через ключові й предметні компетентності учнів. Для STEM-освіти характерні компетентнісно орієнтовані форми та методи навчання, системно-діяльнісний підхід; інноваційні та ігрові технології навчання; технології case-study; інтерактивні методи групового навчання; проблемні методики з розвитку критичного і системного мислення тощо.

Аналізуючи стан впровадження STEM-освіти в ЗНЗ України, Н. Морзе зазначає, що трансформація освітньої галузі у цьому напрямі вимагає від держави розробки політики, яка включатиме такі вектори: професійний розвиток, навчальні програми та система оцінювання, ІКТ, ресурсне забезпечення, дослідження та оцінювання. Пропозиції автора стосовно першочергових дій у цьому аспекті модернізації освіти виглядають так:

1. Вивчити підходи та особливості STEM-освіти;

2. Розробити політику трансформації ЗНЗ у STEM-освіту;

3. Запровадити системні зміни за всіма напрямами діяльності ЗНЗ (зміст і оцінювання діяльності учнів; підвищення кваліфікації вчителів; створення інфраструктури, моніторинг тощо).