Інноваційні засоби та форми організації навчального процесу STEM-освіти
У глобальному суспільстві важливо створити та розширити можливості для всіх дітей отримати таку освіту, яка дасть їм змогу орієнтуватися та керувати світом XXI століття, який вони отримають у спадок. Незважаючи на те, що всі предметні області важливі, для процвітання в нашу епоху, орієнтовану на технології, учням потрібно надавати підтримку у формуванні своїх навичок у галузі науки, техніки, інженерії та математики (STEM). Використання провідного принципу STEM-освіти – інтеграції – дає змогу осучаснити методологічні засади, зміст, обсяг навчального матеріалу предметів природничо-математичного циклу, технологізацію навчання та формування навчальних компетентностей якісно нового рівня. Це також сприяє більш якісній підготовці молоді до успішного працевлаштування та подальшої освіти, що потребує різних і технічно складних навичок, зокрема із застосуванням математичних знань і наукових понять.
Розвиток STEM-освіти в Україні сьогодні впевнено набирає обертів. Про це свідчить ухвалення урядом низки нормативно-правових документів, які забезпечують ефективність діяльності галузі: схвалення Концепції розвитку природничо-математичної освіти (STEM-освіти) та Плану заходів щодо реалізації Концепції розвитку STEM-освіти до 2027 року; затвердження Типового переліку засобів навчання та обладнання для навчальних кабінетів і STEM-лабораторій.
Осередками сучасного освітнього простору, які забезпечують реалізацію, науково-дослідницької діяльності є STEM- центри та STEM-лабораторії. Вони створюють умови щодо формування науково-орієнтованої освіти на основі модернізації математично-природничих та гуманітарних профілів, сприяють популяризації інженерно-технологічних професій серед молоді.
Робота STEM-центрів/лабораторій має бути спрямована на:
- популяризацію винахідницької, науково-дослідної діяльності та розвиток учнівської і студентської творчості в області наук: хімії, біології, математики, фізики, астрономії, інформатики;
- мотивацію учнів старших класів до продовження освіти в науково- технічній та інженерної сферах;
- підтримку наукової, технічної та інженерної складових в додатковій освіті молоді;
- організацію проектно-орієнтованої діяльності молоді під керівництвом молодих вчених та інженерів з використанням інноваційних методик навчання в науково-дослідницькій сфері (технології, інженерія, програмування, екологія);
- підтримку дослідно-експериментальної роботи з обдарованою молоддю на сучасному обладнанні шляхом командної роботи.
За результатами досліджень змісту, процесів та результатів розвитку вітчизняної SТЕМ-освіти, які систематично проводяться відділом STEM-освіти, майже 70% STEM-центрів/лабораторій створені та функціонують на базі закладів освіти, 11% працюють у позашкільних закладах освіти, приблизно 5% діють на базі закладів вищої та післядипломної педагогічної освіти, 14% респондентів обрали варіант «інше» (Діаграма №1).
Діаграма №1
Основними напрямами діяльності STEM-центрів/лабораторій є: робототехніка, програмування, інженерія, тривимірне моделювання, комп’ютерне моделювання, конструювання, фрезерні та лазерні технології, мехатроніка. Для роботи використовуються набори конструкторів для проведення занять з робототехніки, обладнання для проведення навчальних досліджень з предметів фізики, хімії, астрономії, біології та географії, інтерактивні комплекси, цифрові лабораторії та датчики, 3D-принтери.
Сьогодні прикладом сучасного STEM-центру в Україні можна вважати Віртуальний STEM-центр Малої академії наук України, який пропонує допомогу у наукових та навчальних дослідженнях учням шкіл України в дистанційному та очному режимі. Робота даного центру направлена на поєднання міждисциплінарного і проектного підходу у навчанні, підготовку учнівської молоді до технологічних інновацій життя та підтримку інтересу до природничо-математичних і технічних дисциплін. STEM-лабораторія МАНЛаб спеціалізується на здійсненні досліджень у галузі природничих дисциплін: фізика, хімія, біологія, географія, астрономія, екологія, мінералогія. (https://stemua.science/ )
Так за результатами досліджень 73,3% обласних координаторів, 48% методистів, 39,6% керівників та 31,1% учителів активно використовують у своїй діяльності послуги Всеукраїнського віртуального STEM-центру (Діаграма №2).
Діаграма №2
Відкриття STEM-центрів можливе шляхом залучення різних стейкхолдерів, з’єднання матеріальних та фінансових ресурсів місцевої влади, установ освіти, промислових підприємств, бізнесу, громадських організацій.
Створення STEM-центрів допоможе повною мірою втілити завдання залучення молоді до наукової та інженерної діяльності, забезпечити можливість спільної роботи педагогів, молоді, викладачів вузів і науковців та надасть змогу залучитись підтримкою і технічним обладнанням провідних промислових підприємств України.
Відкриті освітні ресурси будуть доповненням до традиційних засобів навчання, забезпечать рівний доступ до якісної освіти учнів різних вікових груп, можливостей, зокрема учнів з особливими потребами, а також дадуть можливість використання різних форм навчання (індивідуальне навчання, групова робота, фронтальна робота, проектна діяльність).
Освітні сайти, віртуальні лабораторії, імітаційні тренажери, інтерактивні музеї роблять проведення дослідних експериментів доступними, а процес навчання сучасним та творчим. Використання інтернет-ресурсів та запропонованих ними стратегій навчання зацікавлюють учнів STEM-напрямами. Як правило, сайти оснащені інструментами для спільної роботи, щоб надати вчителям можливості для спілкування та обміну досвідом.