Smart технології та Stem освіта

Smart технології та Stem освіта

Все найчастіше перед учителями постають питання: «Як зацікавити дитину до вивчення того чи іншого предмету?», «Яким чином змінити навчально-виховний процес, щоб у кінцевому результаті отримати всебічно обдаровану особистість, яка вийшовши зі школи зможе себе реалізувати?». І таких питань виникає безліч. Стрімкий розвиток IT-галузі, робототехніки, 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 випереджувальною, відповідати тенденціям розвитку суспільства в майбутньому.

Змінюється звична для нас форма викладання, коли урок побудований навколо вчителя. За STEM методикою, в центрі уваги знаходиться практичне завдання чи проблема. Учні вчаться знаходити шляхи вирішення не в теорії, а прямо зараз шляхом спроб та помилок.

STEM-освіта (абревіатура від англійських слів Science, Technology, Engineering, Math, що в перекладі означає наука, технології, інженерія та математика) – 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.

Вчителям інформатики потрібно шукати нові підходи до методики навчання програмних засобів і викладати загальні принципи побудови та функціонування інформаційних технологій. Головним має стати не знання, як виконати ту чи іншу операцію, а розуміння її сутності, уміння використати в іншій сфері діяльності.

За терміном реалізації STEM- програми можуть бути:

• короткострокові (від 02 до 24 годин);
• курсові (для літніх шкіл, курсів тощо) (від 24 до 80 годин);
• середньострокові (річні) (від 80 до 120 годин);
• довгострокові, неперервної додаткової освіти (від 300 до 600 годин)  

 STEM – програми розробляються за такими основними напрямами:

• інтегровані, міжпредметні навчальні програми;
• робототехніка та інженерні розробки;
• «розумні пристрої» Інтернету речей;
• 3D- моделювання.

На сьогоднішній день одними з найбільш сучасних інноваційних інформаційних технологій є смарт-технології в освіті. Впровадження їх у сферу освіти веде за собою перехід від старої схеми репродуктивної передачі знань до нової, креативної форми навчання.

З нещодавнього часу широке впровадження мобільних обчислювальних пристроїв і доступність бездротових мереж у освітньому просторі значно вплинули на процес навчання. Такі інструментальні засоби дозволяють студентам і викладачам робити пошук нових видів спілкування, спільної роботи і взаємодії.

Повсюдний доступ до інформації допоміг змінити нахил освіти з простої передавання інформації в активне отримання навичок та знань. Так, збільшується кількість програм, що спрощують колективний, сумісний, заснований на дослідженнях підхід до формування знань.

У сучасному всеохоплюючому освітньому середовищі існує безліч технологій, які потенційно можна перетворити у потужний інструмент для розширення можливостей навчання і які відносять до так званих смарт-технологій. Заслуговує на увагу розглянути як базові, такі проекти:

• Google Classroom

Являє собою сучасне всеохоплююче обчислювальне середовище для створення програм для навчальних закладів. У проекті використовуються контекстні відомості для надання оптимізованої навчальної інформації через веб-інтерфейс;

•                   організація KERIS, лідер електронної освіти в Республіці Корея.

Розробила всеохоплююче середовище для смарт-навчання під назвою uClass. uClass поєднує методику викладання і освітні ресурси будинків, навчальних закладів, співтовариств за допомогою всеохоплюючої, інтерактивної мережі. Різні навчальні матеріали, у тому числі електронні графічні дошки, електронні подіуми, апаратура для проведення відеолекцій, медіа книги, що функціонують у рамках невидимої мережі, дозволяють встановлювати зв'язок між викладанням та навчанням.

Проведення візуальних занять із використанням ряду технічних засобів у сукупності з інтерактивною дошкою дозволяє викладачу вільно підтримувати комунікацію з аудиторією, сприяє забезпеченню більшої зосередженості на навчанні, збагаченню дидактичних можливостей у викладанні дисциплін.

В ядрі кожної інтерактивної дошки лежить своє встановлене програмне забезпечення. Використання SMART Board без спеціального програмного забезпечення не дозволить розкрити всі ті ключові можливості, що насправді роблять її інтерактивною. Цінною програмною складовою SMART Board є, передусім, використання допоміжних комп'ютерних програм, таких як SMART Notebook та SMART Recorder.

Яким чином можна впровадити елементи STEM-освіти на уроках інформатики?

По-перше, це проведення бінарних уроків, встановлення міжпредметних зв’язків на уроках інформатики. Завдання практичних робіт з інформатики підбирати так, щоб у них були зв’язки з фізикою, хімією, географією, біологією.

Під час проведення бінарних уроків з фізики та інформатики можна використати наступні сервіси: https:// https://library.io/ (Електроніка від новачка до професіонала), http://www.virtulab.net/ (Віртуальна освітня лабораторія). При вивченні теми «Спільна робота з документами. Розробка колективного проекту» можна поєднати географію, худужню культуру і мистецтво (створення карти Google з прикріпленими фотографіями визначних місць і пам’яток архітектури і мистецтва).

По-друге, використання комп’ютерного моделювання. При вивченні теми «Моделювання» у 7 класі можна ознайомити учнів з різними видами моделей (у тому числі 3D моделі) використовуючи сервіси Інтернету або, наприклад, це може бути мобільний додаток Complete Anatomy (iOS, Android) для вивчення анатомії людини, де можна вивчати будову усіх систем організму взагалом, чи окремо. Учням цікаво працювати з цими сервісами. Можна використати різні форми навчання – групова робота, проектна діяльність, індивідуальне навчання.

Третім кроком до впровадження STEM-освіти, є вивчання учнями мов програмування. Оскільки вміння програмувати розвиває конструктивне мислення, розширює кругозір, розвиває логічне мислення та допомагає краще розуміти динамічний світ. Тут у нагоді може стати ресурс https://code.org  або середовище програмування Scratch.

Освітні сайти, віртуальні лабораторії, імітаційні тренажери, інтерактивні музеї роблять процес навчання сучасним та творчим. Використання вище наведених інтернет-ресурсів зацікавлюють учнів, а це є важливим стимулом до навчання.

У мережі Інтернет є ряд ресурсів для підтримки STEM – навчання, але інтерфейс у них переважно англомовний. Тому перед вчителями стоїть завдання – вміти володіти іноземною мовою. Крім цього, інститутом модернізації змісту освіти розроблений план заходів щодо впровадження STEM-освіти в Україні, з яким можна ознайомитись на сайті інституту. Проводяться вебінари на яких педагоги, викладачі діляться досвідом впровадження STEM – освіти.

З 2018 року почала діяти «Нова українська школа». Тому дуже важливо підготувати учнів до життя, сформувати компетентності, які дозволять розв’язувати реальні практичні потреби. І не менш важливим є підготовка педагогів до впровадження STEM-освіти у навчально-виховний процес.