Використання систем STEM- освіти на уроках математики

Підготувала викладач математики ДПТНЗ «Радомишльський професійний ліцей» Огороднійчук Валентина Василівна 23

Актуальність впровадження «STEM-освіти»Сьогодення ознаменоване швидким економічним та інформаційно-технологічним зростанням. Стрімкий розвиток ІТ-галузі, робототехніки, нанотехнологій виявляє потребу у досвідчених фахівцях. Отже, виникає гостра освітня потреба у якісному навчанні здобувачів освіти природничим та технічним дисциплінам – математиці, фізиці, хімії, програмуванню. Концепція модернізації освіти, яка базується на основі «Державного стандарту повної загальної середньої освіти» орієнтована на реалізацію компетентнісного підходу в освіті, на формування ключових компетентностей, тобто готовності та здатності здобувачів освіти використовувати набуті знання, навчальні вміння і навички для виконання практичних і теоретичних завдань у реальних життєвих ситуаціях.

Сутність «STEM-освіти»Акронім STEM вживається для позначення популярного напряму в освіті, що охоплює природничі науки (Science), технології (Technology), технічну творчість (Engineering) та математику (Mathematics).

Основним завданням «STEM-освіти» є формування наступних компетенцій і навичок:готовність до розв‘язання складних (комплексних) практичних проблем;критичне мислення;креативність;організаційні здібності;уміння працювати в команді;емоційний інтелект;оцінювання проблеми і прийняття рішення;

Основним завданням «STEM-освіти» є формування наступних компетенцій і навичок:здатність до ефективної взаємодії;уміння домовлятися;когнітивна гнучкість;різнобічний розвиток індивідуальності дитини;становлення у підростаючого покоління цілісного наукового світогляду;формування соціально-компетентної особистості; виховання в особистості любові до праці.

23 STEM-освіта передбачає цілий ряд освітніх компетентностей: STEM-грамотність є міждисциплінарною областю дослідження, яка з’єднує всі чотири області: науку, технології, інженерію та математику. STEM-грамотність означає не просто досягнення грамотності в цих чотирьох напрямах, а й спонукає здобувачів освіти перейти від вивчення дискретних фрагментів явища до механічних процесів і до світу в цілому. Наукова грамотність – здатність використовувати наукові знання з фізики, хімії, біологічних наук, наук про Землю та процеси, щоб зрозуміти світ природи і брати участь у прийнятті рішень, які впливають на нього, в трьох основних областях - наука в житті і здоров’ї, наука про Землю та довкілля, наука про технології.

23Інжиніринг (англ. engineering, нім. Engineering) – синонім терміна інженерія, який відрізняється змістовно від нього, це – набір прийомів та методів, які людина використовує для проєктування своєї діяльності. Мехатроніка (англ. mechatronics, нім. Mechatronik) – галузь науки і техніки, заснована на об’єднанні вузлів точної механіки з електронними, електротехнічними і комп’ютерними компонентами, що забезпечують проектування і виробництво якісно нових модулів, систем і машин з інтелектуальним управлінням їх функціональними рухами. Мехатроніка є своєрідною сучасною філософією проєктування складних керованих технічних (технологічних) процесів.

23 Освітня робототехніка – міжпредметний напрям навчання дітей, інтеграція знань з фізики, технології, математики, кібернетики, мехатроніки й ІКТ, який дозволяє залучити до процесу інноваційної, наукового-технічної творчості здобувачів освіти різного віку. Головні завдання ОРТ: популяризація науково-технічної творчості, підвищення престижу інженерних професій, вироблення навиків практичного рішення актуальних інженерно-технічних задач та роботи з технікою. ТРДЗ – теорія розв’язання дослідницьких задач (компетентність Ейнштейна).

23 Впровадження STEMв освітній процес. Старша школазабезпечує оволодіння складними програмами навчання з акцентом на застосування знань, умінь і навичок зі STEM-предметів, пропонуються курси із конкретними освітніми проєктами, реалізація яких включає в себе використання STEM-компетентностей, які здобувач освіти отримав в базовій школі;готує здобувачі освітивську молодь до успішної подальшої освіти та зайнятості на ринку праці.

23 Чим STEM відрізняється від традиційного навчання?По-перше, змінюється звична для нас форма викладання, коли урок побудований навколо викладача. За STEM-методикою, в центрі уваги знаходиться практичне завдання чи проблема. Здобувачі освіти вчаться знаходити шляхи вирішення не в теорії, а прямо зараз шляхом спроб та помилок. Крім того, вже починаючи з ранніх етапів навчання, використовуються спеціалізовані інструменти: наприклад програми з комп’ютерної анімації такі як CAD. Зазвичай діти починають знайомство з такими програмами на перших курсах ВНЗ, але за методикою STEM – вже у старшій школі.

23 Методика формування STEM-освіти. МЕТОДИКА - технологія навчання (варіативна)Зміст (що?)Мета (навіщо?)Засоби-Форми-Методи (як? Алгоритмізація)Середовище (де?)

23 Зміст (що?)Навчальна програма – це нормативний документ, що визначає коло основних компетентностей якими мають оволодіти здобувачі освіти у процесі навчання з певного предмету (дисципліни) та систему знань, умінь і навичок, які вони мають опанувати. STEM- програмою прийнято вважати таку, яка відповідає основним критеріям:актуальність та іноваційність змісту;зрозумілість процесу реалізації програми (що конкретно роблять здобувачі освіти, які умови та обладнання необхідні для ефективної реалізації);наявність методики, яка дозволяє використовувати програму у будь-якому навчальному закладі;досягнення освітнього та виховного педагогічного результату та наявність інструментів для його вимірювання. За терміном реалізації STEM- програми можуть бути:короткострокові (від 02 до 24 годин);курсові (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;3 D- моделювання.

23 Мета (навіщо?)Навички критичного мислення та глибокі наукові знання отримані в результаті навчання за STEM, дозволяють дитині вирости новатором – двигуном розвитку людства.

23 Засоби-Форми-Методи (як?)Перевернуте навчання – передбачає зміну ролі викладачів, які здають свої передові позиції на користь більш тісної співпраці та спільного внеску в навчальний процес. {3 C2 FFA5 D-87 B4-456 A-9821-1 D502468 CF0 F}  Традиційний підхід «Перевернений» підхід Здобувач освіти Робота за схемою «послухай-запам’ятай-озвуч». Відповідальність за власне навчання. Взаємодія з усіма учасниками начального процесу. Осмислене навчання. ІКТ Використання технологій та веб-інструментів у навчанні. Зміна методів та форм роботи засобами ІКТ. Викладач Передача знань, утримання дисципліни і порядку, контроль знань. Конструювання навчальної ситуації. Формування в здобувачі освітив відповідальності за навчання. Методи Пасивні методи подачі навчального матеріалу: від викладача до здобувача освіти. Активні й інтерактивні методи навчання. Особистісно орієнтований підхід. Структура навчального заняття Подача теоретичного матеріалу від викладача. Недостатньо часу на закріплення знань. Удома ознайомлення з теоретичним матеріалом, в аудиторії вирішення та обговорення теми. Роль викладача Передає готові знання. Демонструє, розміщує, публікує, розробляє. Супроводжує навчання, проєктує навчальну ситуацію. Супроводжує навчання, проектує навчальну ситуацію. Демонструє, розміщує, публікує, розробляє. Передає готові знання. Роль здобувача освіти Передає готові знання. Демонструє, розміщує, публікує, розробляє. Супроводжує навчання, проєктує навчальну ситуацію. Передає готові знання. Демонструє, розміщує, публікує, розробляє. Супроводжує навчання, проектує навчальну ситуацію.  

23 Середовище (де?)Хмарне освітнє середовище. Віртуальні навчальні кабінети для здійснення дистанційного навчання. On-line платформа для роботи групи здобувачів освіти над навчальним проєктом. Електронний журналсоціальна мережа здобувачів освіти

23здобувач освітивикладачсуспільство. На основі педагогіки співробітництва Сухомлинського та STEM-освітніх технологій. Високо інтелектуальну свідому особистість з громадянською позицією готову до конкурентного вибору свого місця в житті.?

23 Від теорії – до практики: приклади завдань, які я використовую на уроках:

23 Від теорії – до практики: приклади завдань, які я використовую на уроках:«Тригонометричні функції числового аргументу»

23«Тригонометричні функції числового аргументу»

23«Тригонометричні функції числового аргументу»

23 Гра «Чи вірите ви, що…»

23 Гра «Математичне доміно»

23

23«Аксіоми стереометрії та найпростіші наслідки з них»

23«Аксіоми стереометрії та найпростіші наслідки з них»

23«Аксіоми стереометрії та найпростіші наслідки з них»

23 Презентації здобувачів освіти ДПТНЗ «Радомишльський професійний ліцей»

23 Презентації здобувачів освіти ДПТНЗ «Радомишльський професійний ліцей»

23 Презентація здобувачів освіти до теми «Циліндр»

Висновок. Чи потрібно застосовувати технології «STEM-освіти» на уроках?Моя відповідь однозначно ствердна!Такі уроки особистісно-зорієнтовані, мають професійне спрямування, дають усвідомлення того, що без математики не зможе обійтися жодна сфера діяльності людини.