ДОСЛІДИ НА УРОКАХ – ПРАКТИЧИЙ МЕТОД РЕАЛІЗАЦІЇ STEАM-ОСВІТИ В ПОЧАТКОВІЙ ШКОЛІ

  Козярук В.В.

учитель початкових класів Балинського  ліцею Смотрицької селищної ради,

ел. адреса vitalina100588@gmail.com

ДОСЛІДИ НА УРОКАХ – ПРАКТИЧИЙ МЕТОД  РЕАЛІЗАЦІЇ STEАM-ОСВІТИ В ПОЧАТКОВІЙ ШКОЛІ

Анотація: У статті описано переваги впровадження STEАM-підходів на уроках у роботі з молодшими школярами. Описані дослідження, які варто провести з дітьми для організації здобуття знань на практиці.

Ключові слова: STEАM-освіта, активне навчання, молодші школярі,  досліди, експеримент, спостереження, обладнання, кольори, фарби.

Abstract: The article describes the benefits of implementing STEAM approaches in lessons with primary school students. It outlines research activities that should be conducted with children to organize the acquisition of knowledge through practice.

Keywords: STEAM education, active learning, primary school students, experiments, trial, observation, equipment, colors, paints.

 

    Для майбутнього дітей є важливим не стільки знання предметів, скільки вміння творчо застосовувати їх на практиці та вирішувати складні завдання. Саме тому сучасна освіта все частіше звертається до нових інтегрованих підходів, особливе місце серед яких займає STEM-освіта, яка починається вже в початковій школі. STEM у початковій школі - це інноваційний освітній підхід, який об’єднує чотири дисципліни в єдиний навчальний процес. Абревіатура STEM  розшифровується так:

S – science (наука)

T – technology (технології)

Е – engineering (інженерія)

М – mathematics (математика)

Головна ідея полягає в тому, щоб діти не вивчали шкільні предмети ізольовано, а бачили їх взаємозв’язок та практичне застосування. Вона дозволяє дітям розвивати критичне мислення, навчатися працювати в команді та знаходити креативні рішення для повсякденних завдань з раннього віку.

STEAM — це розширення STEM, яке додає компонент мистецтва (Art). Якщо спершу склалось враження про STEAM, що це просто технічне навчання, то додамо: воно охоплює ширшу ідею поєднання креативності та технічних знань. STEAM вже містить творчі дисципліни, наприклад, дизайн, живопис, музику чи літературу. [1, 17]

Чим STEAM-освіта відрізняється від традиційної?

Під час STEAM-уроків в центрі уваги перебуває не вчитель, а практичне завдання, яке потрібно вирішити. Учні вирішують це завдання шляхом спроб і помилок, експериментують та досліджують, а не просто зазубрюють «суху» теорію.

А чи не рано використовувати методику STEM у початковій школі?

    Ні, початкова школа – найкращий час для того, щоб почати працювати з дитиною в такому ключі пізнання світу. Саме у віці 6-10 років відбувається залучення дитини до процесу навчання. У той же час, допитливість дитини розвивається через пригоди та гру. [3, 24]

    Особливістю STEАM-підходу є те, що він базується на принципі «навчання через дослідження». Замість пасивного слухання інформації діти стають дослідниками. Вони формулюють гіпотези, проводять експерименти та роблять висновки. Це формує в них наукове мислення та критичний підхід до аналізу інформації.

    Важливо розуміти, що таке STEАM-освіта в початковій школі. Це не просто модна тенденція останніх років. Вона є обґрунтованим педагогічним підходом, який враховує особливості сучасного світу та потреби майбутнього ринку праці. Навчання STEАM здійснюється завдяки співпраці вчителя та учня: спілкуванню, спільним дослідженням, вирішенню реальних проблем. Такий підхід до навчання сприяє тому, щоб здобувач освіти був послідовним у своїх діях й водночас не боявся бути відкритим до альтернативних варіантів. На уроках роль вчителя зведена до мінімуму, учні самостійно шукають шляхи вирішення завдання. Це тренує самостійність дитини, у разі командної роботи – учні вчаться розділяти завдання між собою, обирати найоптимальніший спосіб вирішення практичного завдання. Метод спроб та помилок сприяє навчанню проведення аналізу отриманої інформації, а також аргументування власної точки зору.

    Ефективним засобом реалізації STEАM-освіти є навчання на практиці, тобто активне навчання що дозволяє підвищити рівень засвоєння навчального матеріалу, робити нову освіту більш зрозумілою та відкритою.

     В.О.Сухомлинський зазначає «Дуже важливо, щоб мислення учнів ґрунтувалося на дослідженні, пошуках, щоб усвідомленню наукової істини передувало нагромадження, аналіз, зіставлення і порівняння фактів. Спостерігаючи явища й картини природи та досліджуючи їх, дитина оволодіває формами й процесами мислення, збагачується поняттями, кожне з яких сповнюється реального змісту причинно-наслідкових зв’язків, помічених гострим зором допитливого спостерігача» [2, 67]

    Реалізація STEАM-освіти активними методами навчання дозволяє школярам отримати практичний досвід, експериментуючи в безпечному середовищі, що сприяє збільшенню мотивації та підвищенню інтересу до предметів STEАM.

    Ціль вчителя у STEАM-освіті для молодших школярів – продемонструвати та максимально просто пояснити зв’язки між процесами, а також – посприяти самостійності в навчанні. Цим цілям якнайкраще відповідають досліди.

    Досліди на уроках у початковій школі — це чудовий спосіб зацікавити дітей наукою через практичні експерименти, що розвивають логічне мислення та дослідницькі навички. Вони можуть бути як інтерактивними (з використанням простих матеріалів), так і проєктними, включаючи постановку проблеми, гіпотези, виконання та захист результатів, що підсилює інтерес до навчання.

Алгоритм проведення дослідів:

1.          Постановка проблеми: Вчитель або учні формулюють питання, на яке шукають відповідь.
2.          Гіпотеза: Діти висловлюють свої припущення (кожна думка має право на існування).
3.          Вибір методів: Обговорення, як перевірити гіпотезу.
4.          Виконання та спостереження: Проведення досліду, фіксація результатів (малюнки, записи).
5.          Аналіз та висновки: Порівняння результатів з гіпотезою, відповіді на запитання.
6.          Презентація: Захист результатів.

Переваги досліджень

•             Розвиток пізнавального інтересу та творчості.
•             Формування дослідницьких навичок, уваги, логічного мислення.
•             Допомагає захопитися наукою та вивченням навколишнього світу. [4, 132]

      Опис простих досліджень, які доцільно провести з учнями  у початковій школі для реалізації STEАM-освіти:

Дослідження «Утворимо кольори»

Обладнання: У кожної дитини на парті білий аркуш, три баночки з фарбами (червона, жовта, синя), склянка з водою.

Учитель розказує про три основних кольори, а потім пропонує побути чарівниками і з наявних трьох кольорів утворити нові. Діти згідно інструкції змішують фарби і роблять висновки.

Примітка: Учитель наголошує, що основні три кольори не можна утворити з інших фарб!

Дослідження «Визначення насіння»

Обладнання: насіння різних фруктів та овочів (наприклад, апельсин, яблука, виноград, полуниця, лимон, авокадо, гарбуз, диня, кавун, перець, гарбуз), — все, що ви можете зібрати (насіння різної форми та кольору).

Запропонувати учням визначити рослини, до яких воно належить. Такий дослід можна перетворити на міні-змагання, об’єднавши дітей у невеличкі групи-команди та запропонувавши кожній із них певний набір насіння для ідентифікації. До збору колекції насіння рекомендується залучати дітей. Тоді кожна дитина буде пильно спостерігати, чи впізнають його насіння.

Примітка: Звертати увагу на форму та колір насіння.

Дослідження «Яка вода є найкращою для вирощування насіння»

Обладнання: відеречка для кімнатних квітів, ґрунт, насіння, вода, цукор, сіль, газована вода.

Завдання – дізнатися, яка рідина найкраща для вирощування насіння. Вивчивши матеріал про життєвий цикл рослин, визначте, як вода підтримує їхній ріст. Посадіть насіння і поливайте їх різною водою (з-під крану, бутильованою водою, солодкою та солоною водою), щоб побачити, яка рослина проростає першою і росте краще. Краще для цього досліду використовувати рослини, які ростуть достатньо швидко (наприклад, квасолю).

Примітка: Звертати увагу на відтінки зеленого кольору рослин.

Дослідження «Зв’язок між здоровими зубами та здоровою їжею»

Обладнання: вирізки із журналів (малюнки з їжею), 2 аркуші білого паперу, маркер, клей,

Нехай учні знайдуть у журналах та виріжуть фотографії із їжею або картинки з мережі Інтернет. На двох аркушах паперу намалюйте великий контур зуба. Попросіть учнів визначити, які продукти корисні для зубів, а які — ні. Скористайтеся можливістю, аби вони обговорили та обґрунтували свій вибір із партнером. Можна розширити цю діяльність, запропонувавши учням узагальнити вибір їжі у плакаті, флаєрах чи рекламі.

Дослідження «Тут стає темно»

Обладнання: ліхтарик, дзеркало, папір. Використовується ліхтарик, аби побачити, як різні матеріали змінюють промінь світла. Матеріали можуть бути, які прозорі (віконне скло), напівпрозорі (папір для запікання), непрозорі (книжка, картон, фанера) та світловідбивні (дзеркало). Доцільно запропонувати дітям удома увечері провести експеримент з ліхтариком. Примітка: Звертати увагу на колір та форму відображення. [8]

Дослідження «Створіть власні музичні інструменти»

Обладнання: Для створення музичних інструментів стануть у пригоді будь-які коробки, ящик, інша ємкість  або порожні пляшки.

Що вважається музичним інструментом? Будь-який об’єкт, що видає певний набір звуків! Дітям слід запропонувати сміливо експериментувати  та поєднувати «вигадані» інструменти для створення більш гармонійного звучання.

Дослідження «Створіть дощ у горах»

Обладнання: аркуш паперу на кожного учня, вода, кольорові фарби, посудина.

Вивчаємо, як дощ у горах утворює струмки та річки, які стікають до океану. Концепція дуже проста: учні мають зібгати аркуш паперу, щоб створити гірські вершини та долини. Потім вони розпорошують кольорову воду, аби створити «дощ» і побачити, як і куди йде вода.

Дослідження «Побудуйте тіло із пластиліну»

Обладнання: пластилін, роздруківка контурів тіла людини.

Заздалегідь підготуйте та роздрукуйте контури. Вони можуть бути із підказками: схематичне відображення кісток скелету людини та місць розташування внутрішніх органів. Далі діти безпосередньо ліпитимуть елементи скелету людини, внутрішні органи та ін. Пояснюйте та коментуйте розташування елементів, їхнє призначення та функціональність.

Дослідження «Кольоровий вулкан»

Обладнання: набір барвників харчових, сода, вода, засіб для миття посуду, оцет, склянки (по кількості барвників), розніс.

У кожну склянку наливаємо по 2 ст. ложки води; додаємо барвник (1 пачка); по 1 ст. ложці соди; 1 чайну ложку засобу для миття посуду – все перемішати. А тепер, найцікавіше – додаємо оцет (2 ложки в кожну склянку, можна більше). Спостерігаємо за хімічною реакцією. (Рідина піниться, витікає зі склянок, тому обов'язково склянки стоять на розносі. Та в цьому і є велич виверження вулкану). [5]

Дослідження «Вивчіть ерозію за допомогою шматочка цукру»

Обладнання: прозора чашка, дрібні камінці (розфарбовані), шматочки цукру.

Змоделюйте ефект ерозії, зануривши шматочки цукру у ємність із дрібними камінцями. Наповніть прозору чашку дрібними камінцями (наприклад, гравій, що попередньо можна розфарбувати), додайте п’ять шматочків цукру. Після декількох інтенсивних струсів можна дослідити наслідки ерозії за загальним виглядом шматочків цукру. Дайте дітям можливість потрусити чашку. Зафіксуйте час та інтенсивність струшувань. Зробіть висновки щодо зміни форми та загального виду шматочків цукру.

Дослід «Чарівні перетворення» Фарбуємо квіти й капусту

Обладнання: Баночки з водою, листя пекінської капусти чи біла квітка, харчові барвники

Цей науковий експеримент викликає в дітей щире захоплення, адже він видовищний. Попросіть дітей взяти баночки з водою та додати в кожну по парі крапель харчових барвників — синього, червоного, рожевого чи будь-якого іншого кольору. Потім туди треба опустити листя пекінської капусти, селери або квіти зі світлим забарвленням пелюсток. Поступово листя й пелюстки змінять колір.

Розгадка: Розкажіть дитині, що рослини всмоктують воду і таким чином підживлюють квіти й листя. Якщо вода забарвлена, то і колір листочків та пелюсток теж матиме відтінок, який ми додали. [6]

Дослідження «Веселка у молоці»»

Обладнання: молоко 1 літр, тарілочки по кількості дітей, ватні палички, гуаш або рідкий барвник), рідина для миття посуду, дерев'яні шпажки.

Учитель пропонує дітям малювати, але не на папері а на… молоці. Для цього на тарілочки наливають молоко, діти крапають фарбу на поверхню молока, шпажкою роблять узори, вигадують, на що вони схожі) Тепер готуємось до дива. Беремо ватну паличку, змочуємо в розчин (рідина для миття посуду) і… (фарби танцюють, переплітаються, створюючи чудернацькі переплетіння).

Дослідження «Крокуюча вода»

Обладнання: 7 склянок, 6 паперових рушників, барвники.

Склянки поставити в ряд, в 4 склянки (через один) налити води (по пів склянки). У воду додати барвник (червоний, жовтий, синій, знову червоний). Приготувати паперові рушники (скласти по довжині в декілька разів) та опустити кінцями в склянки (один кінець в склянці з водою, а інший в склянці без води).

(Приблизно через 3 години проводимо спостереження, що змінилося: по паперових рушничках рідина з одного стакана перетекла до іншого, але не вся, а фарби змішалися: червона з жовтою – оранжева; жовта з синьою – зелена; синя і червона – фіолетова. Справжня веселка) [8]

Дослід «Умивальників начальник»

Обладнання: пластикова пляшка із кришкою, шило або цвях, вода.

Зробити умивальник - це просто. Для цього вам потрібно взяти пластикову пляшку, на її бічній поверхні приблизно на 5 см від денця зробити шилом або цвяхом отвір. Робота закінчена, умивальник готовий. Заткніть зроблений отвір пальцем, налийте доверху води і закрийте кришку. Злегка відгвинчуючи її, ви отримаєте цівку води, загвинчуючи - ви «закриєте кран» свого умивальника.

Дослід «Природня лупа»

Обладнання: трилітрова банка, харчова плівка, мотузка, щось дрібне.

Якщо вам знадобилося розглядати будь-яку маленьку істоту, наприклад павука, комара або муху, зробити це дуже просто.

Посадіть комаху в трилітрову банку. Зверху затягніть горлечко харчовою плівкою, але не натягуйте її, а, навпаки, продавіть її так, щоб утворилася невелика ємність. Тепер зав'яжіть плівку мотузкою або гумкою, а в поглиблення налийте води. У вас вийде чудова лупа, крізь яку чудово можна розглянути найдрібніші деталі в кольорах.

Дослід «Створюємо веселку власноруч»

Обладнання: Місткість із водою, невелике дзеркальце, листок паперу, ліхтарик.

Для початку попросіть дитину наповнити місткість водою. Далі нехай юний експериментатор покладе на її дно дзеркало. Потім має направити на дзеркало світло ліхтарика. Відбите світло ловимо на папері. Саме на ньому в цей час з’явиться ваша персональна міні-веселка. Розгадка: Промінь світла складається з кількох кольорів. Коли він проходить крізь воду, то розкладається на складові частини. Саме тому ми бачимо веселку.

     Якщо виникає питання, де брати час на проведення дослідів, як це співвідносити з навчальним процесом, то тут вирішити цю проблему допомагає STEAM  DAY. Тоді можна провести десятки дослідів за один день!

   STEAM DAY — це така організація освітнього процесу, яка  дозволяє вчителю вийти за межі конкретних уроків і «займатися наукою» цілий день. Упродовж цього дня діти занурюються у дослідження обраної ними проблеми, проводять досліди, описують отримані результати і роблять відповідні висновки. Вони отримують навички вирішення проблем на раціональному (на противагу емоційному, стихійному) рівні, на науковому підґрунті. В рамках проведення STEAM-дня учні, як справжні науковці, мають змогу обговорювати проблеми, висувати гіпотези, перевіряти їх у дослідженнях, працюючи в командах, формулювати висновки. Така робота сприяє практичному засвоєнню одного з наукових способів пізнання довкілля — експерименту. У першій половині дня діти під керівництвом учителя  займаються дослідами, обговорюють результати та підбивають підсумки, а в другій — презентують свої роботи іншим командам. [9]

    Чому корисно проводити досліди з дітьми?

Діти початкових класів дуже уважно слухатимуть вас, якщо запропонуєте їм експеримент чи дослід — це для них завжди маленьке свято. Цікаві активності можна проводити в школі та вдома, щоб сформувати дослідницькі навички, допомогти захопитись наукою та підживити потяг до пізнання навколишнього світу. Деякі досліди  педагоги можуть запропонувати учням і під час дистанційного навчання, щоб стимулювати зацікавленість школярів та отримувати зворотний зв’язок у вигляді результатів, вражень від роботи й світлин. Адже відомо, діти засвоюють будь-що значно краще через дію та участь у дослідах, експериментах або спостереженнях. [7]

    Немає кращого способу дізнатися про навколишній світ, ніж шляхом практичного дослідження.

 

Використані джерела

   ЛІТЕРАТУРА:

1. Вакарін С. Нова українська школа: Дидактичні основи STREAM-освіти в початковій школі : Навчально-методичний посіб./ Сергій Вакарін. – Київ: Саміт-книга, 2021. – 144 с.
2. Нова українська школа: порадник для вчителя / за заг. ред. Н.М.Бібік. – Київ: Літера ЛТД, 2019. – 208 с.
3. Потапенко Ірина. STEM-освіта в початковій школі: від навчальної моделі до реального уроку: Ранок. Навч. література, 2024. – 304 с.
4. Химинець В.В., Кірик М.Ю. Інновації в початковій школі. – Тернопіль: Мандрівець, 2010. – 312 с.

ІНТЕРНЕТ-РЕСУРСИ:

5. ДИТЯЧІ ДОСЛІДИ: ЩО ТРАПЛЯЄТЬСЯ, КОЛИ МИ ГРАЄМОСЯ – Джерело: https://www.calameo.com/books/007570330a06fbc97eb3b
6. Досліди з водою та фарбами. – Джерело: https://ecosoft.ua/ua/blog/opyty-s-vodoy-dlya-detey/?srsltid=AfmBOoruYBa4nq37BGDVu90P1zR1rjQgLOIOsKJmdVM61IAEL4HQYk57
7. Практичні способи впровадження STEM-освіти в Україні. – Джерело: https://b-pro.com.ua/statti/shho potribno-dlya-vprovadzhennya-stem-osviti-v-ukraini dumka-eksperta.
8. Цікаві досліди та експерименти  – Джерело: https://files.znu.edu.ua/files/Bibliobooks/Inshi68/0050056.pdf
9. Ярусевич О. Що таке STEM-освіта та як впровадити її в навчальний процес? / О. Ярусевич. – Джерело:  https://buki.com.ua/news/stem-osvita/#3Science, Technology, Engineering and Mathematics (STEM)