Що таке STEM? Впровадження STEM технологій у навчання біології

Що таке STEM? Впровадження STEM технологій у навчання біологіїРожкова Г.І. вчитель біології І категорії Ярівського ліцею Лиманської міської ради Донецької області

Актуальність теми: У сучасному світі STEM (наука, технології, інженерія, математика) стає важливим елементом освіти. STEM-освіта сприяє формуванню у учнів глибоких та міцних знань, умінь та навичок, необхідних для успішного життя в сучасному світі. STEM-спеціалісти затребувані у багатьох сферах діяльності. STEM-проекти стимулюють учнів до самостійного дослідження, критичного мислення та творчого вирішення проблем. Запровадження STEM-освіти на уроках біології має глибинний характер і включає розв’язання проблем підготовки вчителя, який усвідомлює свою соціальну відповідальність, постійно дбає про особистісне і професійне зростання, вміє досягти нових педагогічних цілей. 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. Актуальність STEM-освіти зростає з кожним днем. 

Мета: Зробити навчання біології більш цікавим та інтерактивним. Поглибити розуміння біологічних процесів. Розвинути навички 21 століття: Учні вчаться працювати в команді, використовувати сучасні технології, аналізувати дані та приймати рішення. Створити міцний фундамент для подальшого вивчення природничих наук. Об'єкт дослідження : Процес навчання біології, застосування конкретних STEM-технологій на уроках біологіїМетоди: Аналіз літератури: Глибоке вивчення наукових статей, підручників, методичних розробок, присвячених STEM-освіті та її застосуванню в біології. Порівняльний аналіз: Порівняння різних підходів до організації STEM-уроків, аналіз їхніх переваг та недоліків.

Що таке STEM-освіта?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. STEM-освіта дозволяє учням бачити зв'язки між різними предметами і розуміти,як наукові знання застосовуються в реальному житті. На сьогоднішній день в нашій країні STEM - освіта в школі знаходиться в тренді

Сьогодні існує декілька варіантів цього терміну: 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)

STEM-освіта в Україні: Новий вектор розвитку STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics) – це міжнародний тренд в освіті, який набирає все більшої популярності й в Україні. Цей підхід об'єднує природничі науки, технології, інженерію та математику в єдину навчальну програму. . STEM шкільна освіта України не залишилася осторонь політичних та економічних турбулентностей, які держава переживає останні роки. Вони досягли апогею з часу повномасштабного воєнного вторгнення в лютому 2022 року. Проте, не зважаючи на усі негативні наслідки ковідного карантину та переходу навчання на дистанційний, змішаний чи онлайн формат під час воєнного стану, реформування української шкільної освіти все ж перебуває у динамічному стані. Онлайн-освіта — тепер наша реальність, і це – один із таких викликів. З огляду на те, що як учителі так і здобувачі освіти сьогодні розосереджені територіально, актуальним є питання організації оптимального навчального середовища, яке мотивуватиме та надасть здобувачам освіти можливість отримати якісну освіту (зі свідоцтвом державного зразка) у будь-якому зручному для них форматі, а також сформує комплекс ключових компетентностей, передбачених Державним стандартом базової середньої освіти.

Новизна у впровадженні STEM-технологій з урахуванням особистісного підходу1. Перехід від пасивного до активного навчання: Дослідницький підхід: Замість того, щоб просто передавати знання, учні активно досліджують, експериментують і будують власні знання. Проектна діяльність: Учні працюють над реальними проектами, що дозволяє їм застосовувати знання на практиці та бачити результат своєї роботи.2. Індивідуалізація навчання: Персоналізовані навчальні траєкторії: Кожен учень має унікальні потреби та темпи навчання. STEM-технології дозволяють створювати індивідуальні навчальні плани. Адаптивне навчання: Навчальні матеріали та завдання підлаштовуються під рівень знань і потреби кожного учня.3. Розвиток навичок: Командна робота: STEM-проекти часто вимагають співпраці в команді, що розвиває комунікативні навички та вміння працювати в колективі. Креативність та критичне мислення: Учні навчаються генерувати нові ідеї, вирішувати проблеми та аналізувати інформацію.4. Використання сучасних технологій:Інтерактивні платформи: Онлайн-платформи та мобільні додатки роблять навчання більш цікавим та доступним.

Ключові складові STEM-освіти.

Чому STEM-освіта важлива для біології? Висновки. Отже, STEM-освіта не просто доповнює біологію, а перетворює її на динамічну і цікаву науку, яка готує учнів до життя в сучасному світі.

Запровадження методу проектів  STEM- навчання на уроках біології. Біологія,11 клас. Тема «Селекція, генна інженерія»( фрагмент уроку)Проєкт «Короп». Ми живемо далеко від моря. Відомо, що морепродукти є корисною їжею. У морських риб є ще перевага — мало кісток у скелеті тулуба. У коропа 15 тисяч кісток. Мета проєкту: вивести коропа зі скелетом тулуба, як у риби хек. Об’єкт дослідження : короп звичайний (Cyprinus carpio) родини коропових. Характеристика досліджуваного об'єкта. Таблиця№1 Складіть порівняльну характеристику ДНК і РНК.  Порівняльні ознаки. ДНКРНКІ. У структурі макромолекул  2. Довжина макромолекул  3. Види нуклеотидів  4. Знаходження в клітині  5. Особливі властивості (для РНК усіх видів)  

Характеристика досліджуваного об'єкта Короп — риба наших прісних водойм. Він є продуктом селекції, яку проводили наші предки. Це одомашнена форма сазана , «вуса» є у сазана і коропа. Батьківщиною вважають Китай. Карпос — з грецької означає плід. Отже, ще давні греки відмітили його плодючість. Самка дає до 1,5 млн ікринок. Коропа називають «водяною свинею». Щоб збільшити масу тіла на 1 кг, йому потрібно всього 2,5—4,5 кг їжі. Протягом багатьох століть рибалки намагалися зловити найбільшого карпа, і цей пошук призвів до встановлення багатьох рекордів. Відомі випадки, коли вага карпів перевищувала 40 кг. Такі гігантські риби зазвичай ловляться у спеціалізованих водоймах або в диких умовах, де є сприятливі умови для їхнього зростання. За рік мальок виростає в рибу до 800 г. Ця інформація може бути важливою для тих, кого цікавить фермерство. Шляхи досягнення У результаті селекційної роботи вченим вдалося вивести породу дзеркального коропа, у якого мало луски. З курсу генетики ми ознайомились із генною інженерією. Експериментатор вирізає небажані гени в хромосомі й замінює бажаними. У нашому проєкті ми пропонуємо вилучити в коропа гени, що відповідають за формування кісток тулуба, і ввести відповідні гени, взяті в риби хек. Прогнозовані результати Цю операцію з коропом ми провести на місці не зможемо з технічних причин. Та нашим проєктом можуть зацікавитися ті, хто це зможе зробити в майбутньому, зокрема представники з відділу генної інженерії. І тоді ми спокійно зможемо ласувати запеченим коропом без спеціальних виделки й ножа. Питання У ході нашої дослідної роботи нас зацікавило питання: Чому така висока продуктивність у коропа? Які ваші думки? (Причини в холоднокровності)Чому у річкових риб більше кісток, ніж у морських?( Кількість кісток у риб залежить від багатьох факторів, включаючи генетичні, екологічні та еволюційні.)Проєкт «Короп» має значний потенціал для трансформації рибного господарства та харчової промисловості. Це новаторський напрямок досліджень, який обіцяє ряд переваг як для виробників, так і для споживачів.

Найефективнішим методом сучасного навчання є практична дослідницька діяльність учнів. Досліди, експерименти, які проводять учні у шкільних лабораторіях, з легкістю можна віднести до методів STEM-освіти Щоб перетворити дистанційне навчання на захопливу наукову пригоду, можна запропонувати учням проводити прості досліди вдома з використанням кухонної соди, оцту та інших безпечних матеріалів. Головне – заздалегідь детально обговорити з учнями правила безпеки та попросити їх зняти короткі відео, або зробити фото з результатами експериментів.. .

Дослід «Плаваючий цитрус»

Дослід « Тоне -- не тоне ?»Дослід «Чи має вода форму?»

Переваги використання STEM-технологій на уроках біології

Висновок. Використання STEM-технологій на уроках біології має величезний потенціал для підвищення якості освіти. Однак, для успішного впровадження цього підходу необхідно враховувати як його переваги, так і недоліки. Важливо забезпечити доступність технологій для всіх учнів, провести необхідну підготовку вчителів та розробити відповідні навчальні програми. Недоліки використання STEM-технологій на уроках біології

Наша молодь – це наша надія! Їхня інтелектуальність та творчість – запорука перемоги України Важливість і потрібність виконуваної діяльності дає учням відчуття потреби діяти, задоволення кінцевим результатом, причетності до вирішення глобальних проблем, готує їх до продуктивної праці в різних галузях виробництва, до свідомого самостійного життя у злагоді з природою. Отже, можна зазначити, що системне запровадження проектної технології в школі призводить до того, що учні поступово опановують її не тільки як навчальну технологію, вміння самостійно вчитися, критично мислити, але також як метод організації та планування своєї подальшої життєдіяльності.

ВИСНОВКИПідсумовуючи вищезазначене, можу сказати, що STEM-освіта для нинішнього покоління є просто незамінною та ефективною, вона дозволяє втілити в життя основні компоненти нової української школи. Дослідницька діяльність учнів у процесі навчання відкриває їм широкі можливості спробувати себе у науковому пошуку, побачити результативність власного дослідження , відчути радість від успіху, учні набувають важливих природничо-наукових компетенцій. Формування дослідницьких умінь учнів є актуальною проблемою сучасного навчання. Сучасні підходи до освітнього процесу, що полягають у отриманні теоретичних наукових знань у ході практичної та дослідницької діяльності, це і є  STEM- навчання, нова українська школа. Можна впевнено говорити, що широке впровадження STEAM - та STEM - освіти здатне допомогти сьогоднішнім учням стати успішними професіоналами в майбутньому, а також здатне змінити економіку нашої країни, зробити її більш інноваційною та конкурентоспроможною. 

Основні значення введення STEM при вивченні біології:

Використані джерела інформації: ЛІТЕРАТУРА:1. 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: 03.11.2020)2. 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).3. Чурута Л. В. Значення інтеграції біології з іншими науками // Інтеграція знань з предметів природничо-математичного циклу: проблеми та шляхи їх вирішення: збірник матеріалів інтернет-семінару / Л. В. Чурута. – Черкаси, 2022. – С.5-10. Сайти:https://naurok.com.ua/proektne-navchannya-za-sistemoyu-stem--osviti-191914.htmlhttps://osvitoria.media/experience/try-ideyi-steam-proektiv-yaki-spodobayutsya-shkolyaram-bud-yakogo-viku/https://ru.osvita.ua/school/method/technol/1415/https://naurok.com.ua/stattya-proektna-diyalnist-ta-realizaciya-yak-elementa-stem-osviti-na-urokah-matematiki-ta-fiziki-113906.htmlhttps://naurok.com.ua/proektne-navchannya-za-sistemoyu-stem--osviti-191914.htmlhttps://vseosvita.ua/library/metod-proektiv-na-urokah-biologii-18901.html

ДЯКУЮ ЗА УВАГУ !!!