Навчально-методичний центр професійно-технічної освіти Полтавської області
Вище професійне училище №7 м. Кременчука Полтавської області
STEM-освіта як один із трендів розвитку української освітньої системи
ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
-
Створити флеш-картку в Quizlet (не менше 10 запитань)
STEM-освіта як один із трендів розвитку української освітньої системи: презентація освітньої STEM-програми FIRST LEGO League
Іванов О.О., викладач Вищого професійного училища №7 м.Кременчука Полтавської області
STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematics) - наука, технології, інженерія, математика. Цим терміном традиційно окреслюють підхід до освітнього процесу, відповідно до якого основою набуття знань є проста та доступна візуалізація наукових явищ, що дає змогу легко охопити і здобути знання на основі практики та глибокого розуміння процесів.
Акронім STEM був запропонований в 2001 році для позначення революційного тренду в освітній та професійній сферах науковцями
Національного наукового фонду США (незалежне агентство при урядові США, що забезпечує фундаментальні дослідження та освіту у всіх галузях науки, окрім медицини).
STEM-підхід є необхідною складовою для задоволення зростаючих потреб суспільства практично в усіх сферах. Наприклад, цей підхід застосовується в медицині, агропромисловому комплексі, енергетиці, робототехніці, ІТ, транспорті, промисловому та цивільному будівництві, тощо.
STEM-освіта не лише спрямовує увагу на природничо-науковий компонент навчання та інноваційні технології, але й активно розвиває творчу складову особистості та критичне мислення.
Це напрям в освіті, при якому в навчальних програмах посилюється природничонауковий компонент + інноваційні технології. Технології використовують навіть у вивченні творчих, мистецьких дисциплін.
Програма FIRST LEGO League створена для дітей 9-16 років двома міжнародними компаніями – FIRST та LEGO Group. Її мета – надихнути дітей вивчати науку, технологію, математику а також долучатись до вирішення актуальних світових питань за допомогою їхньої улюбленої іграшки – конструктора LEGO!
Трьома ключовими аспектами FIRST LEGO League є робототехніка, дослідження та лідерство.
Використовуючи набори LEGO Mindstorms, кожна команда проектує, конструює та програмує повністю автономного робота для змагання на спеціальному полі. Також діти досліджують тему поточного року, обирають актуальну проблему світового значення та придумують інноваційне рішення.
Щороку сезон FIRST LEGO League починається на початку літа, коли всі команди реєструються і дізнаються Тему Сезону, над якою вони будуть працювати протягом навчального року. Вона завжди пов’язана з актуальною світовою проблемою, тож у дітей є унікальна можливість дізнатися що трапляється в світі та долучитися до його покращення.
Програма FIRST LEGO League складається з трьох частин:
«Проект» – завдання, що передбачає дослідження та пошук учнями інноваційних ідей для вирішення реальної проблеми, актуальної в усьому світі.
«Гра роботів» – завдання, що передбачає конструювання учнями робота LEGO® MINDSTORMS® та його програмування для виконання місій на спеціальному полі з LEGO-моделями та перешкодами.
«Основні Цінності» – це те, ЯК учні працюють над Проектом та Грою Роботів.
Професійна (професійно-технічна) освіта має достатнє підґрунтя для впровадження STEM-орієнтованого підходу до навчання. Більшість викладачів П(ПТ)НЗ добре знайомі з методами використання міжпредметних зв’язків, однак бінарні уроки проводять рідко. Це пов’язано з розбіжністю в розкладі уроків із суміжними темами з різних предметів ,а в позаурочних заходах викладачі природничо-математичних дисциплін частіше практикують трансдисциплінарні підходи, особливо під час проведення квестів та у гуртковій роботі.
Гурткову роботу доцільно організовувати за індивідуальними освітніми траєкторіями членів гуртка, оскільки до його складу можуть входити учні різних професій. Це доволі складний, але ефективний варіант роботи. На реалізацію цього підходу зорієнтована теорія евристичного навчання, оскільки в її основі лежить ідея самореалізації особистісного потенціалу кожного учня. Задача евристичного навчання складається в забезпеченні індивідуальної зони творчого розвитку учня. Виконуючи евристичну освітню діяльність і спираючись на індивідуальні якості та здібності, учень вибудовує освітній шлях в рамках гуртка. Це дає змогу у свою чергу розподілити учнів за певними ролями (проектувальник, дизайнер, програміст, електронник, менеджер тощо). Одним із головних принципів роботи є принцип «нічого не роботи за учнів». Тобто учні повинні знаходити відповіді на проблемні питання, здійснювати самостійно пошук інформації, домагатися максимальної самостійності у виконання завдань. Роль тренера-керівника полягає в організації роботи, розробці та корегуванні навчальних траєкторій, тобто тренер-наставник виступає у ролі координатора.
STEM-ОСВІТА - ОБОВ'ЯЗКОВА СКЛАДОВА ПРОФЕССІОГРАМИ МАЙБУТНЬОГО ФАХІВЦЯ
(матеріали викладено в авторській редакції)
Грищенко Л.Є., викладач ДНЗ «Гадяцьке вище професійне аграрне училище»
Мета системи ПТНЗ сьогодення – підготовка до успішної професійної самореалізації молоді на підставі формування професійних та ключових компетенцій.
Стандартні, типові уроки по конспекту, перетворюють заняття в нецікаву паперову рутину, яка позбавляє учнів фахового індивідуального розвитку і замикає його в рамках правил, законів, вказівок, рекомендацій.
STEM-освіта передбачає науково-дослідницьку, творчу діяльність учнів. STEM (S - science, T - technology – Е-engineering – М-mathematics). Акронім STEM вживається для позначення популярного напряму в освіті, що охоплює природничі науки (Science), технології (Technology), технічну творчість (Engineering) та математику (Mathematics). Це напрям в освіті, при якому в навчальних програмах посилюється природничонауковий компонент + інноваційні технології. Серед основних завдань, які постають перед сучасною освітою, особлива увага звертається на творчий розвиток учнів. Навчальний процес має бути для них не лише засобом здобуття знань, без яких не можна обійтися у повсякденному житті, а й має викликати бажання йти шляхом власного розвитку, знаходячи щось нове, цікаве, отримуючи при цьому естетичне задоволення від почутого, побаченого.
Процес реформування освіти в Україні передбачає застосування нових форм в межах традиційної системи.
Використовуючи характерні для STEM-освіти прийоми та процедури, учні набувають здібностей видозмінювати ті стереотипи мислення, яким вони вже навчилися, вчаться відмовлятися від заучених моделей, конструювати нові підходи до осмислення раніше засвоєного або нового змісту. Креативне, аналітичне, творче, інноваційне мислення, вміння працювати над проектами в команді, інформаційна грамотність і навички ефективного використання ІКТ – ось неповний перелік характеристик сучасної успішної людини, саме ці характеристики і втілюють інноваційні підходи в освіті.
Впровадження та перспективи розвитку STEM-технологій в ДНЗ «Гадяцьке ВПАУ». На базі ДНЗ «Гадяцьке ВПАУ» більше року триває впровадження елементів STEM-освіти в навчальний процес. Викладачі спецдисциплін Грищенко Л.Є. та Литвиненко А.І. прийняли участь в ІІІ Міжнародній науково-практичній конференції STEM-освіта: стан впровадження та перспективи розвитку, презентували свої статті, що до впровадження елементів STEM-освіти. Пройшли курс навчання, про що отримали відповідні сертифікати та працюють над впровадженням інновацій.
Мета впровадження:
-
створити під час занять атмосферу для розвитку професійної майстерності, творчих здібностей учнів, вміння раціонально використовувати знання природничих наук в професії, навчитися аналізувати та досліджувати інформацію, використовуючи свої знання з точки зору наукових, технічних, інженерних та математичних основ;
-
навчити учнів більш глибоко розуміти зміст об’єктів, що в подальшому приводить до прийняття правильних, зважених, раціональних рішень.
Завдання, що постають перед викладачем. Завдання викладача - створити реальну виробничу ситуацію, яка б спонукала учнів аналізувати будь-яку інформацію, проводити наукові паралелі, використовувати знання з предметів природничого циклу, тісний зв'язок з математикою, ІТ-технологіями та використати все це в професійній діяльності.
Використання STEM-технологій під час занять є особливим напрямком в освіті, який вимагає поглиблення загальнонаукових знань та вдале використання в фаховій майстерності. Працівники майбутнього мають вирішувати проблеми, розуміючи й використовуючи наукові підходи, знаючи технології, якими можна вирішити професійні завдання.
Шляхи впровадження інновації:
-
просвітницька діяльність;
-
створення ініціативної творчої групи викладачів та учнів;
-
впровадження в загально-професійній, професійній підготовці STEM-проект.
В училищі стартує експерементальна модель впровадження елементів STEM-освіти в професійно- технічному просторі.
Ознайомлення учнів з основами STEM-освіти відбувається на уроках інформаційних технологій. Зокрема, при вивченні таких загальних тем, як «Числове програмне керування», «Промислові роботи», «Автоматизовані системи управління», «Інформаційні системи та технології» розглядаються питання розробки алгоритмів роботи систем, вплив змін керуючих програмах на роботу самих автоматизованих пристроїв, впровадження систем штучного інтелекту у виробництво. Учні обчислюють та аналізують техніко-економічні показники використання автоматизованого обладнання.
На уроках електротехніки тема, яка вивчається, розглядається з використанням елементів STEM-освіти, та пов`язується з обраною професією. Наприклад, тема: «Електричні кола змінного струму» розглядається учнями з наукової точки, вивчаються основні поняття та параметри. Що називають змінним струмом? Які переваги має змінний струм порівнюючи його з постійним? З’єднання електричних кіл змінного струму (послідовне, паралельне, змішане) розглядається за фізичними законами.
Обов’язково ведеться дослідження електричних кіл. Залежність опору від електричного струму, як і де відбувається спад напруг і при якому виді з’єднання струм з напругою на всіх елементах кола залишаються незмінними.
Учнями вивчається генерування змінного електричного струму.
Вміння використовувати енергію на об'єкті для створення конструкцій, машин та обладнання, призначених для його вироблення.
STEM-освіта в професії "Обліковець з реєстрації бухгалтерських даних. Оператор комп'ютерного набору ІІ та І категорії". Елементи STEM-освіти використовую під час вивчення програмового матеріалу спец предметів професії «Обліковець з реєстрації бухгалтерських даних. Оператор комп’ютерного набору». В дисципліні бухгалтерський облік, учні досліджують об’єкти обліку з точки зору їх науковості, інженерних рішень, фізичних, хімічних аспектів. Наприклад в темах Обліку оборотних та необоротних активів учні отримують попереджувальні завдання по дослідженню певних об’єктів. На уроці модулюється виробнича ситуація, припустимо придбання та оприбуткування принтера. Учням пропонується дослідити доцільність придбання певної моделі або навіть пошук більш альтернативного варіанту, наукового, технічного, розрахункового підходу, що приводить до прийняття більш правильних та досконалих рішень.
Особливим експерементальним напрямком впровадження STEM-освіти в нашому навчальному закладі є реалізація І етапу роботи над STEM-проектом Учнівський Startup “PRINTING – HOUSE”, навчальна міні - друкарня.
В розрізі роботи над проектом було проведено велику дослідницьку роботу, де зроблено маркетинговий аналіз ринку продукції, вивчено та опрацьовано досвід роботи друкарні Сумського Державного Університету, готується теоретична та практична база реалізації проекту шляхом впровадження в навчальний матеріал елементів STEM- освіти, що являє собою вивчення моделі проекту з наукової, технічної, інженерної, математичної точки зору.
Цілі проекту:
-
побудова стійкої моделі міні-друкарні на основі досліджень різних етапів її створення та функціонування;
-
підвищення рівня навчальних досягнень учнів та випуску конкурентоспроможних робітників;
-
розвиток творчих здібностей учнів під час виконання конкретних практичних завдань на виготовлення та реалізацію друкованої продукції з використанням новітніх інформаційних комунікаційних технологій;
-
приклад стартапу для учнів на майбутнє для відкриття своєї справи з врахуванням виховання.
І етап. Організаційно-підготовчий
1.Опрацювання теоретичного матеріалу з теми проекту, вивчення досвіду роботи друкарні Сумського державного університету.
2.Формування списків учасників проекту.
3.Розподіл доручень між учасниками проекту.
4.Маркетингове дослідження.
5.Складання кошторису.
На прикладі моделювання виробничих ситуацій учні роблять висновки, іноді не стандартні та перетворюють свої ідеї в реальність.
В перспективі плануємо залучити до експерименту всі методичні комісії нашого навчального закладу.