«Інтеграція біології та STEM: проєктне навчання для майбутнього».

Рожкова Г.І. вчитель біології І категорії Ярівського ліцею Лиманської міської ради Донецької області Інтеграція біології та STEM: Проєктне навчання для майбутнього

Актуальність Інтеграція біології та STEM-проєктного навчання є надзвичайно актуальною темою з кількох причин: Відповідь на виклики сучасного світу: Світ, в якому ми живемо, стає все більш технологічним та науково орієнтованим. Майбутні фахівці повинні володіти не лише теоретичними знаннями, але й практичними навичками вирішення реальних проблем, здатністю до критичного мислення та співпраці. Інтеграція біології та STEM-проєктного навчання готує учнів до таких викликів. Формування цілісного світогляду: Біологія, як наука про життя, тісно пов'язана з іншими природничими науками та технологіями. STEM-проєкти дозволяють учням побачити ці зв'язки, сформувати цілісне уявлення про навколишній світ та зрозуміти, як біологічні процеси впливають на наше життя та суспільство в цілому. Розвиток ключових компетентностей: Через виконання STEM-проєктів учні розвивають : Критичне мислення. Креативність: STEM-проєкти стимулюють учнів до пошуку нестандартних рішень, розробки оригінальних ідей та творчого підходу до вирішення проблем. Командна робота. Проблемне навчання: STEM-проєкти засновані на реальних проблемах, які учні повинні вирішувати, що сприяє розвитку навичок пошуку інформації, аналізу даних та прийняття рішень. Збільшення мотивації до навчання. ВисновкиІнтеграція біології та STEM-проєктного навчання є важливим кроком до підготовки учнів до життя в сучасному світі. Вона дозволяє розвивати в них ключові компетентності, формувати цілісний світогляд та підвищувати мотивацію до навчання.

Мета: Підкреслити важливість проєктної діяльності як ефективного інструменту для розвитку критичного мислення, творчості та навичок вирішення проблем учнів. Надихнути на впровадження інноваційних підходів до викладання біології, що відповідають вимогам XXI століття. Продемонструвати практичні приклади проєктів, які об’єднують біологічні знання з іншими науковими дисциплінами та технологіями. Сформувати розуміння того, як проєктна діяльність готує учнів до успішної кар’єри в науці, технологіях, інженерії та математиці.

Що таке STEM-освіта? STEM-освіта в Україні: Новий вектор розвитку. STEM – це акронім від Science, Technology, Engineering, Mathematics (наука, технології, інженерія, математика). STEM-освіта – це інтеграційний підхід, який поєднує знання з різних наукових дисциплін для вирішення реальних проблем. Мета STEM-освіти – розвиток критичного мислення, творчості, вміння працювати в команді та застосовувати знання на практиці. На сьогоднішній день в нашій країні STEM - освіта в школі знаходиться в тренді. Російська агресія стала каталізатором глибоких трансформацій в українському суспільстві, у тому числі й у сфері освіти. STEM-освіта, яка раніше активно розвивалася, набула особливої актуальності в умовах війни. Чому STEM-освіта стала пріоритетом? Потреби оборонної промисловості , відбудова країни , глобальна конкурентоспроможність. Нові вектори розвитку STEM-освіти в УкраїніІнтеграція STEM-освіти з військовою підготовкою. Цифрова трансформація освіти. Міжнародна співпраця. Перспективи розвитку STEM-освіти в Україні є досить оптимістичними. Завдяки зусиллям уряду, бізнесу, громадських організацій та міжнародних партнерів, Україна має всі шанси стати лідером у сфері STEM-освіти в регіоні.

STEM = Science + Technology + Engineering + Mathematics (природничі науки, технологія, інжиніринг, математика) - STEAM = Science + Technology + Engineering + Arts + Mathematics (природничі науки, технологія, інжиніринг, мистецтво, математика) - STREAM = Science + Technology + Reading+w. Riting + Engineering + Arts + Mathematics (природничі науки, технологія, читання + письмо, інжиніринг, мистецтво, математика)Сьогодні існує декілька варіантів цього терміну:

Ключові елементи проєктного навчання

Інтеграція STEM з біологією

Основні уміння, які розвиваються при проєктній діяльності: Застосовувати отриману інформацію для вирішення поставлених завдань. Використовувати командну роботу для досягнення поставленої мети. Проєктна діяльність також сприяє формуванню відповідальності, ініціативності та мотивації до навчання, адже учні бачать конкретні результати своєї праці, які мають практичну цінність.

Проєктне навчання – це не просто метод, а філософія навчання, яка дозволяє учням не тільки здобувати знання, але й розвивати важливі життєві навички. Для вчителів це можливість стати не просто передавачем інформації, а натхненником і ментором для своїх учнів. Класифікація STEM-проєктів.

Основні критерії класифікації STEM-проектів. За кількістю учасників. За тривалістю

ВнутрішньопредметніМіжпредметніНадпредметніЕтап1. Пошуковий. Визначення теми проекту. Пошук і аналіз проблеми. Постановка мети проєкту. Етап2. Аналітичний. Збір інформації . Аналіз отриманої інформації. Пошук шляхів реалізації проєктів. Складання плану реалізації проєкту. Етап3. Дослідницький. Виконання запланованих дій. Поточний контроль якості. Внесення ( у разі потреби) змін у роботу.

Етап4. Демонстраційний. Підготовка презентаційних матеріалів. Презентація проєкту. Вивчення можливостей застосування проєкту. Етап5. Рефлексійний. Аналіз результатів виконання проєкту. Оцінювання якості проєкту.

Основні критерії оцінювання STEM-проєктів. Запам'ятайте, що найголовніше в STEM-проєктах - це процес дослідження та відкриття нового.

Де шукати ідеї для STEM-проєктів

Приклади проєктів«Синички у моєму дворі : малі птахи – велика проблема. Біоекологічні особливості виду Великої синиці (Parus major) Дослідження впливу мінливості погодних умов на їхню поведінку Значення збереження виду для екосистеми”МЕТА : Виявити та описати залежності між змінами погодних умов і змінами в харчовій поведінці синиць. Зрозуміти, як синиці адаптуються до мінливих умов середовища. Оцінити вплив кліматичних змін на популяції синиць. Визначити, які саме погодні параметри (температура, опади, вітер тощо) найбільше впливають на частоту відвідування годівниць синицями. Методи дослідження: Прямі спостереження: Спостереження за синицями на годівницях, порівняльно-описовий, статистичний, маршрутний метод із цифровою фотозйомкою. Відеозапис: Запис поведінки синиць для подальшого аналізу. Інтеграція предметів:біологія,екологія,географія,математика,інформатика,українська мова,орнітологія. Створивши годівничку, учениця зробила перші кроки у світ STEM, демонструючи базові знання з інженерії, технологій та біології (досліджуючи потреби птахів,спостерігаючи за їх поведінкою.

{5 C22544 A-7 EE6-4342-B048-85 BDC9 FD1 C3 A}Дата. Температура. Опади (мм)Кількість відвідувань01.11-1сніг1003.110дощ805.11-31107.11-31209.11-51611.1113.1115.1117.1119.1121.1123.1125.1127.11+4-20-2+7+4-2-2-5610810469916 Результати дослідження Аналіз даних таблиць «Динаміка відвідувань синицями годівниці» показав цікаву закономірність : Листопад( 01.12-29.12 ) Зі зростанням температури до 4-7 градусів тепла кількість відвідувань годівниці синицями зменшувалася від 6 до 4 разів. При зниженні температури в межах від 0 до 5 градусів нижче нуля, частота відвідувань синицею годівниці збільшилася і становила від 8 до 16 разів. Отримані дані свідчать про те, що: Синиці, як і інші птахи, інстинктивно відчувають потребу в додатковому харчуванні в холодну пору року. Тому, підгодовуючи птахів взимку, ми надаємо їм неоціненну допомогу у виживанні . Кожного року до 90% синичок гине від голоду! Саме тому , ця дослідницька робота покликана сприяти підвищенню обізнаності та заохотити людей до охорони цих птахів. Велика синиця — один із найпоширеніших птахів у міських і сільських умовах, але її поведінка та адаптація до швидких змін середовища залишаються недостатньо вивченими, особливо на локальному рівні. Ця робота важлива для розуміння того, як навіть малі птахи реагують на глобальні зміни клімату, і яку роль вони відіграють у стабільності екосистем. Таблиця «Динаміка відвідувань синицями годівниці» (листопад 2024 рік).

Проєкт“ Каштановий мінер (Cameraria ohridella) -небезпечний шкідник каштанів Боздоського парку міста Ужгорода. Біоекологічні особливості та потенційні наслідки від шкоди , завданої каштановим мінером МЕТА : Вивчити біоекологічні особливості розвитку каштанової мінуючої молі. Провести моніторинг сезонної динаміки чисельності фітофага та дати оцінку його шкідливості. Вивчити вплив шкідника на стан каштанових дерев та екосистему в цілому. Оцінити можливі наслідки від шкоди, завданої каштановою моллю. Завдання дослідження: Зібрати інформацію з теми, вивчити та узагальнити теоретичний матеріал. Провести фітосанітарні обстеження насаджень гіркокаштана звичайного на території Боздоського парку м. Ужгорода. Вивчити територію , на якій проводились спостереження. Залучити громадськість до заходів з захисту каштанових дерев. Предмет дослідження:вивчення хвороби каштанів, викликаної мінуючою моллю та з’ясування методів боротьби. Об’єкт дослідження: : дерева гіркокаштана звичайного (Aesculus hippocastanum L.) території Боздоського парку міста Ужгорода Закарпатської області., мінуюча каштанова міль. Методи дослідження: порівняльно-описовий, статистичний, літературний аналіз.

Боротьба з каштановою мінуючою моллю: прості та дієві липкі пастки своїми руками . Бери й роби. (Механічний спосіб боротьби зі шкідником)Учениці продемонстрували свої творчі та інженерні здібності, вони проявили турботу про природу, біорізноманіття нашої планети.

Практичне значення дослідницького проєкту Збереження каштанів. Завдяки дослідницькій роботі можна розробити та впровадити ефективні методи боротьби з каштановою моллю, що допоможе зберегти каштани, які є цінними зеленими насадженнями міст та сіл. Захист довкілля: Знищення каштанів може призвести до негативних наслідків для довкілля, таких як порушення екосистем, зменшення біорізноманіття. Зменшення економічних та соціальних збитків: Каштанова міль завдає значної шкоди каштанам,що призводить до економічних збитків та погіршення естетичного вигляду зелених насаджень. Завдяки проєкту можна зменшити ці збитки та покращити якість життя людей. Використання матеріалів дослідницької роботи: Матеріали дослідницької роботи можна використовувати у курсі шкільних дисциплін біологічного та екологічного спрямування, екскурсій в природу. Використання цієї інформації допоможе педагогу максимально наблизити вивчення біології до природи, зробити процес вивчення більш цікавим і емоційним., а також допоможе підвищити обізнаність громадськості про важливість збереження каштанових дерев. Цей проєкт є прекрасним прикладом того, як STEM-знання можна застосовувати на практиці, вирішуючи реальні проблеми. Це може мотивувати людей до дій з захисту довкілля. Інтеграція предметів:біологія,екологія,географія,математика,інформатика,українська мова,ентомологія.

Проєкт "Сад на підвіконні» - це захоплива ініціатива, яка дозволяє дітям не тільки пізнавати навколишній світ, а й розвивати відповідальність, спостережливість та любов до природи. Вирощуючи рослини вдома, діти стають справжніми дослідниками, спостерігаючи за зростанням і розвитком зелених друзів. Цілі проєкту: Формування пізнавального інтересу. Розвиток практичних навичок. Виховання відповідальності. Створення позитивного емоційного фону. Інтеграція з іншими навчальними предметами: Математика: Вимірювання росту рослин, підрахунок кількості листя. Мова та література: Складання оповідань про рослини, написання віршів. Образотворче мистецтво: Малювання малюнків рослин, створення гербарію. Проєкт "Сад на підвіконні" - це не просто заняття, а справжня пригода, яка залишить незабутні враження у дітей і допоможе їм стати більш допитливими і відповідальними.

Приклади проєктів: "Штучні екосистеми»Проєкт "Штучні екосистеми" з фокусом на теплицях має великий потенціал для розвитку сільського господарства та вирішення глобальних проблем, таких як забезпечення продовольчої безпеки та збереження навколишнього середовища. Головна мета проєкту полягає у створенні самодостатніх та ефективних систем вирощування рослин, які б імітували природні екосистеми але за умов, оптимізованих для потреб людини. Інтеграція предметів: біологія, хімія, фізика, інформатика, інженерія,математика,українська мова.

Чому важливо інтегрувати STEM у біологію?

Переваги інтеграції Інтеграція біології та STEM-освіти має численні переваги. Учні отримують можливість досліджувати різноманітні аспекти науки, розвиваючи гнучкість мислення та здатність до інновацій. Попри численні переваги, інтеграція біології та стикається з викликами. Це може включати недостатнє фінансування, брак підготовлених викладачів та обмежені ресурси для реалізації проєктів. Проєктне навчання у біології є ефективним підходом для розвитку практичних навичок, критичного мислення та творчості учнів. Інтеграція СТЕМ (STEM: Science, Technology, Engineering, Mathematics) дозволяє створювати міждисциплінарні проєкти, які поєднують біологію з іншими галузями.

ВИСНОВКИ Сьогодні ми дізналися про те, що проєктне навчання з біологією та інтеграція STEM відкривають перед учнями безмежні можливості для творчості, дослідження та розвитку. STEM-проєкти допомагають учням не просто запам'ятовувати факти, а застосовувати знання на практиці, вирішуючи реальні проблеми. Заохочуйте своїх учнів до досліджень, підтримуйте їхні ідеї і ви побачите, як вони перетворюються на справжніх дослідників і інноваторів. Давайте разом створювати нові можливості для розвитку молодих талантів! Популяризувати STEM, надаючи учасникам освітнього процесу можливості брати участь в учнівських конкурсах, олімпіадах, конференціях, турнірах та інших інтелектуальних змаганнях. Залучатись до участі у Міжнародних та Всеукраїнських проєктах, конкурсах,

https://lib.iitta.gov.ua/id/eprint/723781/1/%D0%93%D1%80%D0%B8%D0%BD%D1%8 E%D0%BA%20%D0%9 E.%D0%A1._%D0%A2%D0%B5%D0%B7%D0%B8_%D0%A4%D0%BE%D1%80%D1%83%D0%BC_%202020%20%D1%80._%D0%A1.318-321_.pdf. СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 1. Про схвалення Концепції розвитку природничо-математичної освіти (STEM-освіти). URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/960–2020- %D1%80#Text (дата звернення: 03.11.2020). 2. Безіна О. В., Казакова Л. Л. Використання елементів STEM-технологій на уроках природничо-математичного циклу. URL: http://osvita. ua/school/lessons_summary/edu_technology/58197/ (дата звернення: 03.11.2023).https://naurok.com.ua/vprovadzhennya-suchasnih-osvitnih-tehnologiy-vikoristannya-elementiv-stem-osviti-ta-proekta-diyalnist-uchniv-na-urokah-biologi-402133.htmlhttps://stem-lessons.info/top-100-uroki-stem/Концепція розвитку природничо-математичної освіти (STEM-освіти) (проект): URL: https://mon.gov.ua/ua/news/mon-proponuye-do-gromadskogo-obgovorennya-proyektrozporyadzhennya-kmu-pro-shvalennya-koncepciyi-rozvitku-prirodnicho-matematichnoyiosviti-stem-osviti (дата звернення: 23.05.2020) 3. Нова українська школа. Концептуальні засади реформування середньої школи. URL: https://mon.gov.ua/ua/tag/nova-ukrainska-shkola (дата звернення: 23.05.2020)

ДЯКУЮ ЗА УВАГУ!