Методична робота

Способи впровадження STEM принципів в процес розвитку дитини

 Ви ніколи не замислювались про те, яким буде світ через якихось десять років? Дивлячись як стрімко розвивається людство, важко передбачити, чи не так? Та саме в цьому світі наші діти житимуть та будуватимуть кар’єру.  Чи здатні сучасні школи підготувати їх до цього? Відповіддю може стати STEM освіта.

Що таке STEM-освіта?

Абревіатура STEM розшифровується як Science (Наука), Technology (Технології), Engineering (Інженерія) та Mathematics (Математика). Саме ці напрями лежать в основі даної методики освіти. При цьому дані дисципліни вивчаються не окремо, як ми звикли, а у комплексі. Велике значення грає практичне застосування отриманих знань. Дитина не просто знайомиться з новими напрямами розвитку точних наук та інженерії, а вчиться реалізовувати вивчене на практиці. Учні отримують практичні навички, що можуть зробити наше життя простіше, наприклад створення «розумного дому».

В Україні тематика STEM освіти також набирає популярності. Навіть існує державна установа – Інститут модернізації змісту освіти, що вивчає важливість STEM освіти дляУкраїни та працює над впровадженням даної методики в освітніх закладах.

Чим STEM відрізняється від звичайної спеціалізованої школи?

По-перше, змінюється звична для нас форма викладання, коли урок побудований навколо вчителя. За STEM методикою, в центрі уваги знаходиться практичне завдання чи проблема. Учні вчаться знаходити шляхи вирішення не в теорії, а прямо зараз шляхом спроб та помилок.

Крім того, вже починаючи з ранніх етапів навчання, у класі використовуються спеціалізовані інструменти: наприклад програми з комп’ютерної анімації такі як CAD. Зазвичай діти починають знайомство з такими програмами на перших курсах університету, але за методикою STEM – вже у старшій школі.

Які навички отримує дитина в процесі навчання?

На відміну від класичної, в нашому розумінні, освіти, за STEM дитина отримує набагато більше автономності. На процес навчання набагато менше впливають стосунки, що склалися між учнем та вчителем, що дає можливість більш об’єктивно оцінювати прогрес. За рахунок такої автономності, дитина вчиться бути самостійною, приймати власні рішення та брати за них відповідальність. Зі слів Елада Інбара, засновника компанії, що займається інтеграцією роботів у навчальний процес шкіл Сполучених Штатів, коли діти взаємодіють роботами, вони легше сприймають власні помилки.

Навички критичного мислення та глибокі наукові знання отримані в результаті навчання за STEM, дозволяють дитині вирости новатором – двигуном розвитку людства.

STEM-ОСВІТА НА УРОКАХ ХІМІЇ

У невіддаленому майбутньому з'являться професії, які зараз ще не існують, всі вони 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. Отже, сьогодні ми готуємо фахівців майбутнього, яким буде потрібна всебічна підготовка і знання із найрізноманітніших освітніх областей природничих наук, інженерії та технології. Питаннями впровадження інноваційних технологій в сучасну освіту займалися вітчизняні вчені: М. Головань, Ю.Горошко, А. Єршов, В. Монахов, Т. Чепрасова та інші. Проблемам STEM-освіти присвячено наукові праці зарубіжних вчених: Хізера Гонсалеса, Джеффрі Куензі, Девіда Ленгдона, Кейта Ніколса та інших. Однак питання ефективності впровадження STEM-освіти є недостатньо дослідженими. У пошуках напрямів реформування освіти світова практика обрала компетентнісний підхід, завдяки якому випускник навчального закладу формується як компетентна особистість, готова до самореалізації в соціумі й особистому житті. Можна й ширше характеризувати такого випускника: володіє інформацією, здатний до аналізу ситуації і прийняття рішення, налаштований на діяльність, спрямовану на успішне розв’язування проблем на основі здобутих знань, і досвіду, готовий до самонавчання, комунікабельний. Отже, йдеться про загальну життєву компетентність людини. Хімія як природнича наука є частиною духовної і матеріальної культури людства, а хімічна освіта – невідокремним складником загальної культури особистості, яка живе, навчається, працює, творить в умовах використання високих технологій і новітніх матеріалів, змушена протистояти екологічним ризикам, зазнає різнобічних упливів інформації. Хімічні знання, здобуті учнями в основній школі, створюють підґрунтя реалістичного ставлення до навколишнього світу, в якому значне місце посідає взаємодія людини і речовини, сприяють розкриттю таємниць живого через пізнання процесів життєдіяльності організмів на молекулярному рівні. Але одних технологій сьогодні замало. Вже йдуть розмови про додавння «A» - від англійського «Arts», гуманітарні галузі знання. до абрівіатури STEM. Першим цю думку, мабуть, сформулював ще Стів Джобс, після того, як Apple випустил перший iPad. «Ми в Apple переконані, що одних технологій недостатньо. Тільки альянс технологій з мистецтвом і гуманітарними знаннями приносить результат і змушує наші серця співати », - сказав він тоді. Саме тому зараз розширюється поняття STEM. STEM – Science, Technology, Engineering, Mathematics – акронім слів природничі науки, технологія, інжиніринг, математика англійською мовою. STEAM – Science, Technology, Engineering, Arts, and Mathematics-акронім слів природничі науки, технологія, інжиніринг, мистецтво, математика англійською мовою. STREAM – Science, Technology, Reading+WRiting Engineering, Arts, and Mathematics – акронім слів природничі науки, технологія, читання + письмо, інжиніринг, мистецтво, математика. Майже два з половиною тисячоліття тому Конфуцій сказав: "Я чую і забуваю. Я бачу і запам'ятовую. Я роблю і розумію". Мел Зільберман, почесний професор Університету Темпла, перефразував мудрі слова таким чином: «Коли я тільки чую – я забуваю. Коли я чую і бачу – я трохи пам'ятаю. Коли я чую, бачу, ставлю питання і обговорюю з кимось ще – я починаю розуміти. Коли я чую, бачу, ставлю питання, обговорюю і роблю – я засвоюю знання і навички. Коли я вчу когось – я закріплюю те, що вивчив». Ці слова можуть стати девізом STEM-освіти, основою якої є інтегрований підхід до навчання природничо-математичних дисциплін, проектна діяльність, демонстрація учням застосування науково-технічних знань у реальному житті, підготовка до сприйняття технологічних інновацій сучасного світу. STEM-освіта це один із напрямів реалізації проектної та навчально-дослідницької діяльності в школі. Наприклад при вивченні теми «Вода» в 7 класі, можна реалізувати наступний проект: «Гідропоніка. Сад на підвіконні» . Успішний розвиток STEM-освіти здійснюється через залучення ресурсів та співробітництво у процесі навчання й викладання між педагогічними колективами і зовнішніми учасниками, такими, як вищі навчальні заклади, академічні наукові установи, науково-дослідні лабораторії, наукові музеї, природничі центри, підприємства, бізнесструктури, громадські та інші організації. Особлива увага приділяється співробітництву фахівців різного профілю у розробці спеціального середовища навчання з використанням ІКТ . Музеї науки можуть доповнити традиційне навчання в природничо-науковій і технічній області, їх можна розглядати як засіб мотивації учнів до вивчення навчальних дисциплін, що складають STEM-освіту, як ресурс для її розвитку, як зразок інтеграції природничих дисциплін, математики та технічної творчості, тобто як об’єкти креативної економіки.

Впровадження підходів STEM-освіти в загальноосвітні навчальні заклади вимагає системної просвітницької діяльності серед учителів, розробки готових методик проведення занять, сценаріїв заходів. Подальшого дослідження потребують питання розробки стандартів STEM-освіти (з урахуванням міжнародного досвіду), навчальних планів, розробки методик навчання для різних вікових категорій.

Науково-дослідницька діяльність вплітається в концепцію STEM-освіти, і має на меті досягнення спільних результатів – навчити учня бути практичним науковцем і через свої знання та результати дослідження – покращувати життя людства. Різноманітність наукових напрямів дає можливість проводити дослідження в різних наукових галузях. Формування дослідницької компетентності у STEM-освіті потребує розвитку в учнів здатності до самостійних спостережень, дослідів, експериментів, що насамперед передбачає спроможність здійснювати аналіз, синтез, проводити виокремлення суттєвих ознак, робити порівняння, узагальнення та висновки. Під час науково-дослідницької діяльності учень має опанувати всі або більшість загальних умінь: – спостерігати за фактами, середовищем, подіями; – самостійно формулювати проблему дослідження; – висловлювати гіпотези; – визначати способи перевірки гіпотез; – визначати закономірності; – визначати способи підтвердження чи спростування гіпотез; – робити висновки. Всеукраїнський науково-методичний віртуальний STEM-центр надає змогу реалізувати низку підходів, різноманітні дистанційні форми навчання, зокрема й експерименти онлайн.  

 Список використаних джерел

1. Додаток до листа ДНУ «Інститут модернізації змісту освіти» від 13.07.17 № 21.1/10-1470 Методичні рекомендації щодо впровадження STEM-освіти у загальноосвітніх та позашкільних навчальних закладах України

2. Методичні рекомендації щодо викладання хімії у 2017/2018 навчальному році

3. Морзе Н. Презентація STEAM-освіта [Електронний ресурс]. – Режим доступу http://www.stemschool.com/ Facebook Twitter Google+ на 2017/2018 навчальний рік.

 4. ХІМІЯ 7–9 класи Навчальна програма для загальноосвітніх навчальних 15 закладів (Програма затверджена Наказом Міністерства освіти і науки України від 07.06.2017 № 804)

5. STEAM-освіта: інноваційна науково-технічна система навчання [Електронний ресурс]. – Режим доступу :http://ippo.kubg.edu.ua/content/11373

Акмеологічний підхід

Сучасна хімія – це фундаментальна система знань про навколишній світ. В системі природничої освіти  хімія як навчальний предмет займає важливе місце, обумовлене її роллю в пізнанні законів природи, матеріального життя суспільства, вирішенні глобальних проблем людства, у формуванні наукової  картини світу. Велика роль хімії у вихованні екологічної культури людей, оскільки екологічні проблеми мають у своїй основі переважно хімічну природу. Недостатність хімічної та екологічної грамотності породжує загрозу безпеки людини та природи, недооцінку ролі хімії в науково-технічному розвитку людства. 

        Хімія як навчальний предмет покликана озброїти учнів основними хімічними знаннями, необхідними для життя, продовження освіти, виробничої діяльності, правильної поведінки в навколишньому середовищі. 

        Центральною проблемою завжди був і залишається зміст освіти. Досить тривалий  час панівною парадигмою залишалась тріада Я.А.Коменського – знання, уміння та навички. Традиційні цілі освіти у епоху індустріального суспільства були спрямовані на засвоєння знань і знаннєва парадигма виконувала свою функцію. Проте в епоху інформаційного суспільства коли обсяг інформації щороку подвоюється , знаннєва парадигма не може себе виправдати. Світові ринки освіти і праці висувають нові вимоги до рівня сучасного випускника сучасної школи – роботодавців цікавить не набір теоретичних знань, а комплекс умінь у таких галузях діяльності як інтелектуальна, громадянська, правова, комунікаційна, інформаційна  та інші, які допоможуть самостійно вирішувати проблеми, що можуть виникати під час навчання або роботи.

        Програма модернізації  природничої освіти визначає цілі освіти такими, які б відповідали інтересам суспільства загалом, відкривали б  нові можливості  для суб’єктів педагогічної взаємодії та давали чіткі орієнтири педагогам.

        Як зазначає Г.С.Сазоненко, «освіту розвивають ідеї, вона збагачується завдяки відновленню традицій , освіту «ведуть» яскраві особистості , освіту створюють  нові технології, освіту модернізують сучасні управлінські форми» . Саме ці складові дозволяють створити успішну педагогічну систему , центром якої є освітні технології розвитку і саморозвитку особистості.

Педагогіці знадобилось декілька століть, щоб на базі досвіду, прозрінь і передбачень  створити науково-теоретичні, гносеологічні й методологічні основи того, що тепер називається технологією успіху. 

З’явилась нова галузь знань – акмеологія.

 Акмеологія – галузь наукового знання, комплекс наукових дисциплін, об’єктом вивчення якої є людина в динаміці самоактуалізації свого творчого потенціалу, саморозвитку, самовдосконалення в різних життєвих сферах, у тому числі в освіті, професійній діяльності тощо. Це наука про шляхи досягнення максимальної досконалості в усіх видах індивідуальної діяльності людини.

Акмеологія вивчає характеристики розвитку особистості на етапі становлення зрілості, вершинних досягнень, стимулює механізми оволодіння висотами професіоналізму, творчості, майстерності, вимагає вчителя нової формації: професіонала, майстра, винахідника, дослідника-експериментатора, ерудита, фахівця з покликання, діагноста, гуманіста, новатора тощо.

Акмеологія шкільної освіти досліджується такими науковцями, як Б.Г. Ананьєвим, О.О. Бодальовим, Г.С. Даниловою, А.О. Деркачом,   Н.В. Кузьміною, В.М. Максимовою, О.В Москаленком, О.О. Пожарським. Їхні праці присвячені створенню нової наукової акмеологічної концепції, змістом якої зокрема є:

·         вивчення варіативних акмеформ у цілісному і стійкому розвитку підростаючої людини в освітньому середовищі;

·         моделювання педагогічних систем і стратегій досягнення вершин індивідуальності, групової та колективної навчально-пізнавальної діяльності учнів і професійної діяльності вчителів, їхньої творчості.

Головними завданнями , що потребують вирішення , є:

1) формувати в учнів мотиваційне поле успішного навчання шляхом створення ситуації успіху для розвитку кожної дитини, заклавши основу для її майбутньої особистісно-соціально-професійної реалізації,

2)  надавати можливість кожному вихованцю відчути радість досягнення успіху, усвідомлювати свої здібності, віру у власні сили та розуміння важливості саморозвитку, самонавчання й самовдосконалення в умовах сучасної дійсності задля успішної життєтворчості.

3) створити такий освітній простір, у якому школяр учиться змінювати, удосконалювати життя, а не пристосовується до існуючих умов;

4) спонукати учнів до чіткого розуміння важливості отримання якісної освіти.

На перший погляд може здатися , що на уроці хімії у класі, де понад 30 учнів ці завдання так і будуть не вирішені. Загалом, дана проблема має , як мінімум, два аспекти:

·         педагогічний (передбачає систему організації акмеологічного простору уроку) ;

·         психологічний (пов'язаний з розвитком потреби учнів в самовдосконаленні, з наданням вчителем максимальних можливостей для самореалізації учнів на уроці) .

Головна  мета організації акмеологічного простору урока полягає у бажанні вчителя так змоделювати процес навчання, щоб кожен учень знаходився у сприятливих для його розвитку умовах.

            Оптимальною може стати модель, що складається з трьох основних компонентів: просторово-предметний, технологічний, соціальний. Кожен з названих компонентів моделі складається з комплексу необхідних елементів.

            Просторово-предметний компонент повинен включати в себе не тільки сучасні меблі, технічні засоби навчання , роздатковий матеріал розвивального характеру, а і обладнання та матеріали  для реалізації практичного компонента хімічної освіти. Недостатність матеріально-технічної бази навчальних закладів може бути компенсована співпрацею з вищими навчальними закладами та мережею позашкільних закладів освіти. Результатом такої роботи є результативність вихованців на конкурсах різних рівнів. Крім того, саме можливість практичного застосування теоретичних знань стає визначальною у виборі профілю навчання.

            Технологічний компонент складається із комплексу елементів, які дозволяють суб’єктам освітнього процесу актуалізувати особистісне зростання і успішність:

·         діяльнісна структура освітнього процесу,

·         стиль навчання, оснований на принципі розвитку партнерської взаємодії суб’єктів ,

·         особистісно орієнтовані форми навчання.

Іншими словами, технологічний компонент – це педагогічне забезпечення розвивальних можливостей навчально-виховного процесу. До акмеологічних можна віднести такі технології: ігрові (дидактична гра, технології ігромоделювання); технології психоконсультування; тренінгові технології; технології розвивального навчання; технологія особистісно зорієнтованого навчання; метод проектів).  Створення  акмеологічного простору  на уроці хімії проходить через наступні підходи:

·         принципова різноманітність способів роботи з матеріалом, що вивчається;

·         «провокація»: завдання без правильної відповіді, завдання по типу «знайди помилку», діалогічна форма проведення уроку;

·         навчальний матеріал повинен забезпечити залучення суб’єктивного досвіду учня, включаючи досвід його попереднього навчання;

·         активне стимулювання учня до самостійної освітньої діяльності;

·         навчальний матеріал повинен бути організований таким чином, щоб учень мав можливість вибору при виконанні завдань та розв’язуванні задач;

·         необхідно забезпечувати контроль і оцінювання не тільки результатів, а , головним чином , процесу учіння, тобто тих змін, які здійснює учень в процесі навчання.

Одна з найкращих форм роботи, що провокує інтелектуальну самостійність –дослідницька робота учнів. На уроках хімії даний напрямок трансформується від підготовки повідомлень щодо досягнень сучасної хімічної науки у 7 класі до повноцінних наукових досліджень одинадцятикласників.

            Соціальний компонент несе основне навантаження по створенню акме-простору на уроці. Він складається з наступних елементів:

·         авторитет учителя,

·         позитивні установки на діяльність і взаємодію,

·         участь всіх суб’єктів у керуванні освітнім процесом,

·         якісна результативність взаємодії суб’єктів.

Для створення зони комфорту  на уроці необхідний особистісний контакт між вчителем та учнями. Досягти цього допомагає система позакласної роботи з хімії.

Тренінгові заняття , спрямовані на  досягнення  особистого успіху, проводяться з допомогою психологічної служби ліцею .  Такі заняття дозволяють зняти психологічну напругу та відкривають несподівані грані характеру учнів, так і педагога. Крім того, актуальним є долучення   учнів до громадських проектів, екологічні проекти  спрямовані на інформування громади щодо енерго-  та водозбереження. Таким чином  реалізуються  особливості акмеологічних технологій: розвиток творчості, рефлексія, спілкування та співпраця.

         Безумовно, вчитель відіграє ключову роль в організації акмеологічного простору навчального закладу загалом та кожного уроку окремо. Саме на вчителеві лежить відповідальність за бажання дітей вчитися, за якість їх освіти, а в кінцевому результаті за успішну соціалізацію після закінчення школи. Абсолютно очевидно, що школа не може забезпечити учня знаннями на все життя, але вона може і повинна озброїти його методами пізнання , сформувати пізнавальну самостійність.

      Таким чином, створення акмеологічного освітнього  середовища на уроці хімії є потужним каталізатором розвитку творчих здібностей, особистісних якостей, що сприяють формуванню зрілої особистості.