Формування математичної компетентності школярів шляхом впровадження елементів STEM-освіти на уроках математики

Формування математичної компетентності

школярів шляхом впровадження

елементів STEM-освіти на уроках математики

Доманова Я.М., учитель  математики Харківської загальноосвітньої школи І-ІІІ ступенів № 22 Харківської міської ради Харківської області, учитель першої категорії

Сьогодні в Україні відбувається процес реформування системи освіти, головним завданням якої визначено формування компетентнісно-розвиненої особистості, що здатна критично мислити, самостійно вчитись, всесторонньо збагачуватись знаннями, оцінювати власні можливості, а також орієнтуватись у сучасному інформаційно-комунікаційному середовищі. В такому середовищі знання є основним стратегічним ресурсом, і вміння грамотно здобувати їх впродовж життя надзвичайно важливе для особистості 21 століття.

Одним із напрямків інноваційного розвитку природничо-математичної освіти є система навчання STEM, завдяки якій в учнів розвивається логічне мислення та технічна грамотність, креативність та нестандартний підхід до розв’язання задачі, школярі стають новаторами та винахідниками.

STEМ (STEAМ) – це напрям в освіті, при якому посилюється природничо–науковий компонент та інноваційні технології. Цей напрям уособлює в собі інтеграцію наук (Science), технологій (Technology), інженерії (Engineering),  математики (Math), іноді, навіть мистецтва (Art).

Чому STEМ-освіту варто впроваджувати в процес навчання? По-перше, останнім часом поступово збільшується кількість державного замовлення на здобуття STEМ-професій. По-друге, такий процес спостерігається в усьому світі і Україна не може бути осторонь: збільшується попит на фахівців STEМ-професій: IT-спеціалістів, технологів, науково-інженерних кадрів.  Для того, щоб випускники сучасної української школи мали можливість надалі реалізувати себе в житті, змінюється і головне завдання сучасного вчителя – розвивати в учнів ті навички та формувати ті уміння, які необхідні для успішного оволодіння STEМ-професіями, а саме:

• вміння бачити і розв’язувати проблему комплексно і нестандартно;
• проводити дослідницьку діяльність;
• вміти використовувати інформаційно-комунікаційні технології;
• вміти спілкуватися рідною та іноземними мовами;
• вміти працювати в команді;
• не боятися брати на себе відповідальність за прийняті рішення

Над виробленням цих навичок учень має працювати на кожному уроці, і, особливо, на уроці математики.

Математика як наука виникла з повсякденних потреб людини. І саме тому важливо, щоб вчитель математики показував життєві ситуації, які допомагає вирішувати математика. Для цього можна створювати різноманітні проблемні ситуації життєвого характеру, для розв’язання яких потрібно застосувати ті чи інші математичні знання, уміння чи навички.

Види STEМ-складових та відповідних видів математичної діяльності

Як я впроваджую на своїх уроках елементи STEM-освіти?

На мою думку, головний метод, який доцільно використовувати як елемент STEМ-освіти – дослідницький метод. Цей метод пізнання є природнім для людини (пригадайте, як часто діти задають питання «Чому?», «Навіщо?»), але, водночас, він дуже рідко використовується в традиційних умовах. Якщо учні отримуватимуть знання, оволодіють навичками, вироблять уміння та накопичать досвід у процесі дослідницької діяльності, то процес навчання буде сприйматися ними як природній процес, що задовольняє їх цікавість.

Як стимулювати учнів до дослідницької діяльності?  

По-перше, ознайомити учнів із етапами дослідження (спостереження, формулювання гіпотези, експеримент, перевірка гіпотези, висновок). Дії учнів на різних етапах дослідження можна описати у вгоді алгоритму, схеми або інструкції. По-друге, не варто забувати, що такі уроки складні і потребують дуже великих ресурсних затрат як з боку вчителя, так і з боку учня. Тому не рекомендується проводити більше 10-12 таких уроків на рік.

Під час проведення досліджень змінюється роль вчителя і учня: вчитель стає менеджером і консультантом, а учень – дослідником.

Я вважаю, що не менш важливим при навчанні математиці є вимірювання величин. Часто вчитель мінімізує той час, який відводиться для роботи з вимірюваннями та дій з іменованими величинами. Але найчастіше в повсякденному житті ми зустрічаємось як раз з обчислюваннями та вимірюваннями. В цьому сенсі не варто нехтувати прикладними завданнями на вимірювання, наприклад, можна організувати творче домашнє завдання: виміряти свій зріст та записати його за допомогою різних одиниць вимірювання (сучасних і старовинних), вигадати свою одиницю виміру та так само записати свій зріст за її допомогою (можна як приклад привести «38 попуг» із відомого мультиплікаційного фільму). Також можна використовувати різноманітні завдання практичного змісту: обчислити площу парти, знайти об'єм шкільного пеналу, який має форму прямокутного паралелепіпеда, виміряти довжину кола та знайти його діаметр та радіус тощо.

На своїх уроках я підбираю завдання таким чином, щоб посилити прикладну направленість математики і частіше використовувати конструювання. Дуже важливо, щоб учні мали змогу створювати геометричні фігури своїми руками (перегинання аркуша паперу для утворення і вимірювання відрізків, утворення кутів при двох паралельних прямих та січній, вивчення властивостей паралельних прямих; за допомогою канцелярського приладдя побудувати кути різних видів (прямий, гострий, тупий, розгорнутий) тощо). Можна розглянути таку задачу: скільки прямокутних паралелепіпедів можна  утворити із набору 6 кубиків? Розв’язання цієї задача формує в учнів просторову уяву, логічне мислення, креативність, дає можливість моделювати з дитячої іграшки геометричну фігуру.

З власного досвіду викладання математики на уроках можна розвивати креативне мислення, залучаючи учнів до розв’язання творчих задач,– одну із найважливіших професійних якостей майбутнього фахівця. Для цього можна використовувати математичні розмальовки–антистрес, «домальовувати» симетричні фігури з обов’язковим записом пар симетричних точок тощо).

Школа має закласти навички не лише для здобуття  та побудови успішної кар’єри, а й умови формування суспільно значущих цінностей. У навчальних програмах, і, зокрема, у навчальній програмі з математики, виокремлено такі наскрізні лінії ключових компетенцій:

• екологічна безпека і сталий розвиток;
• громадянська відповідальність;
• здоров’я і безпека;
• підприємливість і фінансова грамотність.

Реалізація наскрізних ліній ключових компетенцій та закладання основ вдалої соціалізації учнів у подальшому житті здійснюється при розв’язанні задач прикладного змісту. Ці задачі спрямовані не тільки на навчання, а й на виховання. Наприклад, задачі, які знайомлять із визначними місцями України (короткотривалий проект (в рамках одного уроку) «Досліджую Україну», який проводиться у 5 класі під час вивчення теми «Масштаб»: учні вимірюють відстань на карті України між різними містами та визначними місцями нашої країни, готовлять короткий опис цього місця та обчислюють відстань між різними містами та визначними місцями, використовуючи знання з теми; при вивченні теми «Додавання та віднімання звичайних дробів, які мають однаковий знаменник» (5 клас), учням можна запропонувати вирішити задачу наступного змісту: «Мати доручила синові купити продукти. На хліб хлопець витратив всіх грошей, на молоко - , на овочі - , а на фрукти - . Чи вистачить хлопцю грошей на морозиво, якщо його вартість складає вартості всієї покупки?»; або задачі практичного змісту: «Використовуючи схему евакуації, визначте, скільки існує варіантів покинути будівлю школи під час НС?» тощо).

Кожна з таких задач є STEМ -задачею. Такі задачі стимулюють учнів до активної творчої пошукової дослідницької діяльності та показує прикладну направленість математики. На базі таких задач можна створювати цікаві STEМ-проекти.

Сучасна школа орієнтується на здобуття учнями певних компетенцій, які є необхідними компетенціями в життєдіяльності людини. Саме в процесі формуються деякі з цих компетентностей та реалізуються основні методологічні підходи.

Можна зі впевненістю сказати, що за STEМ-освітою – майбутнє. STEM-технології все впевненіше входять в український освітній простір. Цим напрямом зацікавлюються не тільки діти, а й вчителі, бо наука може бути веселою та захоплюючою!