Формування ключових компетентностей учнів на уроках фізики та астрономії шляхом використання практично орієнтованих завдань та проектно-рефлексивної технології, збагаченої елемента

Слайд 1-2.

Особливої уваги набуває зараз проблема формування самостійності учнів, спроможності отримувати, аналізувати інформацію та приймати оптимальні рішення, використовувати в практичній діяльності нові інформаційні технології.

Концепція модернізації освіти орієнтована на реалізацію компетентнісного підходу в, на формування ключових компетентностей, тобто готовності учнів використати набуті знання, вміння і навички, а також засоби діяльності в житті для виконання практичних і теоретичних завдань. Виокремлення в навчальних програмах наскрізних ліній ключових компетентностей спрямоване на формування в учнів здатності застосовувати знання і вміння у реальних життєвих ситуаціях. Стрімкий розвиток  ІТ-галузі, нанотехнологій виявляє потребу у досвідчених фахівцях, а значить, виникає гостра освітня потреба у якісному навчанні сьогоднішніх учнів технічним дисциплінам – математиці, фізиці, інженерії, програмуванню. Освіта повинна бути випереджальною.

Слайд 3,4,5

Науковий прогрес має важливе значення для зростання економіки та конкурентоспроможності кожної країни. Розвиток науки та впровадження іновацій в освіті з метою якісної соціалізації молоді є пріоритетним напрямком і в Україні. Оновлення освітньої системи відбувається шляхом впровадження Концепції «Нова українська школа», прийняттям закону «Про освіту», нового Державного стандарту. Одним із очікуваних результатів зазначених пріоритетів є створення системи освіти нового покоління, що забезпечить умови формування соціальної компетентності та конкуретноспроможності школярів. З метою суттєвого підвищення ефективності та компетентнісного підходу в освітньому процесі у 2015 році був підписаний Меморандум, який дозволив створити Коаліцію STEАM-освіти в Україні. У цій системі навчання гармонійно поєднано вивчення науки (S), технології (T), інженерного підходу (E), артдизайну (А) та математики (M) не як окремих предметів, а в цілісності на засадах міждисциплінарної інтеграції.

У системі STEАM-освіти є три варіанти STEАM, STEM, STREАM

Взяті окремо чотири предмети STEM визначаються таким чином:

- наука є визначенням природного світу, у тому числі законів природи, пов’язаних з фізикою, хімією, біологією, а також оперуванням або застосуванням фактів, принципів, концепцій, пов’язаних з цими дисциплінами;

- технологія включає в себе всю систему людей і організацій, знань, процесів і пристроїв, які входять до створення та функціонування технологічних артефактів, а також самі артефакти, тобто продукти технологічної діяльності;                                                                                                                                            - інжиніринг є сукупність знань про дизайн та створення продуктів і способу вирішення проблеми. Інжиніринг використовує поняття науки та математики, а також технологічні процеси та інструменти;

- математика вивчає закономірності і взаємозв’язки між величинами, цифрами та формами. Математика включає теоретичну математику і прикладну математику.

Слайд 6.

Я давно вже почала жити під спрощеним девізом «Якщо хочеш щось змінити – почни із себе».  Для мене знайомство із STEАM-освітою почалося у 2018 році, коли учні школи: Загорулько В, і Заварза С. потрапили в літню школу, яка проводилася в стінах цього університету. Після захисту їхніх робіт мені захотілося більше дізнатися про STEАM-освіту. І вже у вересні цього року я зареєструвалася для участі в шістнадцятій міжнародній конференції «Інноваційна освіта в науці та техніці».

Слайд 7-8

Що ж таке STEАM-освіта? Яка перспектива її застосування?

Слайд 9 – 10 - 11

STEM-освіта – це низка чи послідовність курсів або програм навчання, яка готує учнів до успішного працевлаштування, до освіти після школи або для того й іншого, вимагає різних і більш технічно складних навичок, зокрема із застосуванням математичних знань і наукових понять.  Хоча єдиного розуміння цього поняття немає навіть там, де зародилася STEM-освіта - у США. Кожна країна визначає його самостійно. Загальним розумінням у світі є те, що така система освіти навчає дитину жити у реальному швидкоплинному світі, який постійно змінюється, вміти реагувати на ці зміни, критично мислити, бути загально розвиненою творчою особистістю. Діти, що проходять навчання за такою системою, беззаперечно стають лідерами соціуму, легко адаптуються та знаходять своє місце в житті.

Перспективність застосування STEАM-освіти полягає не лише у розвитку креативного мислення та формування компетентності дослідника, а й у кращій соціалізації особистості, внаслідок розвитку у неї таких навичок, як:

•                 Співробітництво
•                 Комунікативність
•                 Творчість

     Формування соціальної компетентності школярів шляхом застосування елементів STEAM – це спосіб допомогти сьогоднішнім дітям завтра стати новаторами, цілеспрямованими, творчими і надійними ланками команди, суспільства, країни. Така система освіти вчить жити в реальному швидкозмінному світі, вміти реагувати на зміни, критично мислити, бути творчою особистістю.

Слайд 12 -13

Отже,  STEM-освіта-це: напрям освіти, започаткований у США у 1990-х р. з метою розвитку науково-технічних компетенцій учнів і розв’язання проблеми браку інженерних кадрів; один із головних трендів у світовій освіті; інтеграція чотирьох дисциплін (природничі науки, технологія, інжиніринг, математика) в єдину схему навчання, проектне та інтегроване навчання; освіта, яка закладає інтерес до дослідницької діяльності та готує дітей до життя у технологічно розвиненому житті;  урок, побудований на реалізації конкретного проекту, застосуванні науково-технічних знань у реальному житті; набуття знань через гру та конструювання пристроїв і механізмів; не запам’ятовування фактів, а розуміння і формування практичних навичок і умінь; підготовка майбутніх фахівців у галузі високих технологій і комунікацій.

За STEM-навчання в центрі уваги знаходиться практичне завдання чи проблема. Учні вчаться знаходити шляхи вирішення не в теорії, а прямо зараз шляхом спроб та помилок. Структура уроку повинна включати основні предметні знання, узагальнені (наскрізні) поняття, наукові та інженерні навики.

Використання STEM-освіти на практиці це прекрасна можливість навчити учнів мислити та знаходити необхідну інформацію, вирішувати складні завдання, приймати рішення, організовувати співпрацю з іншими учнями та вчителем. Учень вчиться створювати ідеї та втілювати їх в життя, презентувати результати власних досліджень.  Слайд 14

Слайд 15

STEM-навчання – це дослідження проблеми – командна робота – проект і презентація його. Сьогодні ми спробуємо це зробити практично.

Слайд 16

На власних уроках я використовую такі елементи STEM-освіти:

практично – орієнтовані завдання;

інтегровані уроки;

ікт технології;

групові форми роботи;

проектна діяльність.

Слайд 17 – 18 - 19

Однією з найважливіших ділянок роботи в системі навчання фізики в школі є розв’язування задач. За вимогами компетентнісного підходу задачі мають бути наближені до реальних умов життєдіяльності людини, спонукати до використання фізичних знань у життєвих ситуаціях. Пропонувати учням можна компетентнісні задачі, у яких чітко прослідковуються міжпредметні зв’язки та прикладна спрямованість навчання фізики: задачі із життєвих ситуацій, задачі виробничого характеру. Під час розв’язування задач завжди потрібно заохочувати учнів знаходити інший спосіб, ніж той, що показано на дошці. Потрібно також робити з школярами аналіз, у чому полягають сильні та слабкі сторони кожного із запропонованих розв’язків.

Поряд із розрахунковими задачами велике значення мають якісні задачі, які сприяють поглибленню та закріпленню теоретичних знань учнів. Розв’язування якісних задач потребує від школяра аналізу фізичної сутності явища, тому правильний їх розв’язок свідчить про розуміння вивченого матеріалу.

Я підготувала для вас практично – орієнтовані задачі для 7 класу з теми «Фізика як природнича наука. Пізнання природи». Їх зручно використовувати на уроках, оскільки питання в даних задачах диференційовані.

Слайд 20

Особливою формою наскрізного STEM-навчання є інтегровані уроки, які спрямовані на встановлення міжпредметних зв’язків. Цілеспрямовані змістовні інтегровані уроки встановлюють міцні зв’язки між навчальними дисциплінами, вносять новизну в традиційну систему навчання, допомагають учням зрозуміти важливість вивчення основ наук як єдиної системи знань. Інтегровані уроки роблять навчальний процес цікавим, а їх проведення є необхідним для цілісного сприйняття світу та осмислення явищ навколишньої дійсності учнями. Звичайно, таких уроків проводиться небагато, так як складно скоординувати діяльність педагогів, які викладають різні предмети.

Цікавими інтегрованими є уроки фізики, інтегровані з біологією. Наприклад, багато рослин і тварин мають дивну властивість-прогнозувати зміни погоди, віщувати різні природні явища: землетруси, грози, виверження вулканів. Отже, живі барометри, компаси, сейсмографи-це цікавий матеріал для інтеграції фізики з біологією.

Послідовність розташування тем курсу алгебри 7-9 класів забезпечує своєчасну підготовку до вивчення фізики. Під час вивчення, наприклад, рівноприскореного руху використовується інформація про лінійну та квадратичну функцію, при вивченні електричних явищ - інформація про пряму і обернену пропорційність. При вивченні механіки потрібно володіти векторними і координатними методами, а при вивченні оптики - знаннями про властивості симетрії. 

Слайд 21 - 22

Проект як засіб реалізації STEM-освіти у школі дозволяє органічно інтегрувати знання учнів з різних дисциплін під час розв’язання реальних проблем, обумовлює їх практичне використання, генерує при цьому нові ідеї, формує всі необхідні життєві компетенції. Реалізація методу проектів на практиці змінює роль вчителя під час навчального процесу. Із носія готових знань він перетворюється на організатора пізнавальної діяльності учнів.

Слайд 23

То в чому ж все-таки переваги STEM-освіти?

 Навчання за основними напрямками STEM-освіти дозволить сформувати в учнів найважливіші характеристики, які визначають компетентного фахівця:

• уміння побачити проблему;
• уміння побачити в проблемі якомога більше можливих сторін і зв’язків;
• уміння сформулювати дослідницьке запитання і шляхи його вирішення;
• оригінальність, відхід від шаблону;
• здатність до абстрагування або аналізу;
• здатність до конкретизації або синтезу. 

Недоліки та труднощі у використанні STEАM-освіти:

• Великі затрати часу на підготовку уроку.
• Довготривалість проекту.
• Недостатня матеріальна-технічна  база

 Отже, переваг використання STEАM-освіти  значно більше, ніж недоліків.

Слайд 24

STEM – освіта – це творчий простір світогляду дитини, де вона не тільки готується до дорослого життя, а й повноцінно реалізує свої потреби.  Але забезпечити дитині  таку освіту дитині може тільки вчитель,  який  усвідомлює  свою соціальну відповідальність, постійно  дбає про своє особисте і професійне зростання, вміє поставити перед собою мету і   постійно рухатись до її успішного досягнення. При потребі нагадую, що учитель, який приторкнувся до STEM – освіти, не може обмежуватися тільки викладанням свого предмету, він зобов’язаний стати фахівцем, здатним до здійснення міждисциплінарних  зв’язків.  Сьогодення потребує вчителя, який стане агентом змін і буде виступати як тьютор,  фасилітатор,  мейкер навчального процесу, а для цього  в кожного з нас є три дороги:  формальна, неформальна та інформальна  STEM – освіта.