Маринюк А.А., Серебренникова Ю.А. | МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОДГОТОВКЕ БУДУЩИХ ПЕДАГОГОВ К ОСВОЕНИЮ STEM-ТЕХНОЛОГИЙ

Маринюк Андрей Александрович — д.и.н., профессор;

Серебренникова Юлия Александровна — к.п.н., доцент

В статье раскрываются основные направления подготовки будущих педагогов начального образования к использованию ресурсов stem-образования.

Актуальность подготовки будущих учителей начальных классов к использованию STEM-технологий обусловлена общим снижением интереса к физико-математическим дисциплинам, техническому творчеству в среде молодежи с одно стороны и интеграционными и информационными процессами в современном обществе и становлением новой системы образования, ориентированной на вхождение в мировое образовательное пространство. Современный подход к преподаванию в вузе заключается в его построении на технологической основе.

Выделим основные преимущества STEM-образования. Обучение  является интегрированным не по предметам, а по тематике. Изучение темы опирается на обучение на стыке наук математики, физики, информатики, естествознания, технологии, робототехники. Полученные научно-технические знания возможно применять в реальной жизни. При овладении stem-технологиями развиваются навыки критического мышления, развивается интерес к техническим дисциплинам. Применяя stem-технологии в учебном процессе учитель готовит детей к технологическим инновациям жизни, учит находить креативные и инновационные подходы к проектам. Проектирование и организация образовательного процесса на основе освоения stem-технологий требует особой подготовки будущих педагогов начального образования, которая обеспечит владение этой технологией на высоком профессиональном уровне.

С учетом вышеизложенных положений в программу подготовки будущих педагогов начального образования целесообразно ввести образовательный модуль «Информационные основы STEM-технологий образовательного процесса начальной школы» (направление подготовки: 44.03.01 Педагогическое образование, профиль образовательной программы: Начальное образование), который обеспечивает формирование у студентов основных цифровых компетенций, необходимых и достаточных для осуществления ими профессиональной деятельности в современных условиях жизнедеятельности российского общества. Модуль является структурной единицей программы бакалавриата и включает в себя следующее содержание:

— основные дисциплины по модулю: «Программное обеспечение STEM-комплексов образовательной организации»; «Технологии разработки учебной мультипликации»; «Методика использования STEM-комплексов в начальной школе»;

— дисциплины (модули) по выбору: «STEM-технологии в проектной деятельности»; «Внеурочная деятельность младших школьников в STEM-комплексе».

В соответствии с задачами образовательного модуля, работа по его  внедрению осуществляется по следующим направлениям.

1. Научные исследования в сфере stem-образования:

— изучение основных тенденций и перспективных стратегий развития stem-образования в России и мире;

— аккумулирование инновационных идей, инициатив по вопросам развития stem-образования;

— поддержка и масштабирование новых проектов в области stem- образования;

— проведение научных исследований с целью поиска новых образовательных возможностей stem-технологий;

— повышение квалификации профессорско-преподавательского состава института педагогики и психологии образования ГАОУ ВО МГПУ в области stem-образования.

2. Практическая направленность на формирование профессиональных навыков бакалавров:

— проектный подход к организации учебного процесса;

— привлечение специалистов-практиков для освоения дисциплин, формирующих общепрофессиональные и профессиональные компетенции ФГОС ВО;

— реализация междисциплинарного подхода и внедрения инновационных образовательных технологий;

— получение опыта работы в процессе обучения в рамках прохождения практики по получению первичных профессиональных умений и навыков;

— овладение современными образовательными технологиями, основанными на использовании средств ИКТ;

— создание электронной библиотеки с подробным описанием методик применения stem-оборудования  в обучении.

С целью овладения и совершенствования умений по stem-образованию будущими педагогами начальных классов в институте педагогики и психологии образования ГАОУ ВО МГПУ была проведена серия мероприятий.

Презентация «STEM-образование в России» для студентов бакалавров, обучающихся по специальности «Начальное образование» показала возможность заполнения разрыва между классической и цифровой культурой средствами stem-образования. Студенты получили ответ на вопрос, какой педагог нужен современным детям и каковы новые форматы подготовки учителей начальных классов. Качественное оснащение дает возможность организовать учебно-познавательную деятельность на высоком уровне, а грамотное применение современных средств обучения позволит значительно расширить возможности организации групповой и индивидуальной работы обучающихся, проектной и исследовательской деятельности, поможет в развитии умственной активности и инициативы детей.

На мастер-классе «Программирование в среде Scratch для младших школьников» студентам были продемонстрированы возможности среды Scratch для создания продукта деятельности, который может обсуждаться, оцениваться и использоваться другими участниками для создания новых объектов и для организации исследовательской деятельности младших школьников. Участники матер-класса попробовали свои силы в программировании мобильного робота, создании игровых этюдов, цифровых историй и моделей в виртуальном мире.

Круглый стол «Образовательная робототехника» дал возможность обсудить актуальные вопросы к изучению основ робототехники в рамках основного и дополнительного образования на базе свободного программного и аппаратного обеспечения, представлены самостоятельно написанные программы для робота-исследователя в визуальной объектно-ориентированной среде программирования, был показан путь от создания алгоритма для управления роботом на экране компьютера до программирования и воплощения алгоритма в реальности с помощью робоплатформы.

Участники воркшопа «Интеграция мультипликации в начальное образование»  познакомились с междисциплинарной интегративной техникой, попробовали свои силы в создании мультипликационного этюда, оживлении объекта в кадре, узнали секреты применения различных материалов для изготовления персонажей и декораций.

Практико-ориентированный семинар «Проектный подход с использованием stem-технологий в обучении младших школьников» помог студентам найти ответы на проблемные вопросы в области stem-образования младших школьников.

Участники мастер-класса «Обучение электронике на основе визуализации работы электрических схем» выполнили практические работы по моделированию электрических схем, которые показали необходимость включения в содержание обучения младших школьников  технического творчества и межпредметных программ инженерной подготовки учащихся начальной школы.

Мастер-класс «Экспериментальное изучение физических свойств моделей инженерных конструкций» показал возможности дополнительного образования во внеурочной деятельности младших школьников. Студенты познакомились с программно-методическими комплексами по исследованию свойств материалов различных инженерных конструкций путем измерения усилий, возникающих в элементах конструкций под действие приложенной нагрузки, а также изменения резонансных частот колебаний моделей и влияния на них геометрических и конструкционных характеристик.

По результатам проведенных мероприятий по подготовке включения модуля «Информационные основы STEM-технологий образовательного процесса начальной школы» и элективного модуля «STEAM-технологии в образовательном учреждении» в учебный процесс бакалавриата нами были выделены следующие рекомендации.

1. Профессорско-преподавательскому составу института необходимо изучение основных тенденций и перспективных стратегий развития stem-образования в России и мире с целью поиска новых образовательных возможностей stem-технологий.
2. С целью развития stem-образования в институте необходимо организовать поддержку и масштабирование новых проектов в области stem- образования.
3. Для организации полноценного образовательного процесса необходимо создание электронной библиотеки с подробным описанием методик применения stem-оборудования в обучении.
4. При внедрении разработанного модуля в программы бакалавриата необходимо привлечение специалистов-практиков (учителей-информатик в начальной школе) для освоения дисциплин, формирующих общепрофессиональные и профессиональные компетенции ФГОС ВО;
5. В основе проведения занятий по модулю должен лежать междисциплинарный подход и внедрение инновационных образовательных технологий.
6. Получение опыта работы в процессе обучения по модулю возможно в рамках прохождения практики по получению первичных профессиональных умений и навыков и в процессе выполнения самостоятельной работы.
7. Для реализации работы по освоению дисциплин модуля необходимо наличие специального оборудования по робототехнике, моделированию, конструированию и проектированию, а также владение преподавателем современными образовательными технологиями, основанными на использовании средств ИКТ.

Литература

1. Маринюк А.А., Серебренникова Ю.А. Подготовка будущих педагогов начальной школы к использованию ресурсов stem-образования// Известия института педагогики и психологии образования МГПУ. № 1. 2018. С. 11-14. http://izvestia-ru/marinyuk-a-a-serebrennikova-yu-a-podgot/ [Электронный ресурс]
2. Францкевич А.А. Из опыта применения принципов stem-образования в общеобразовательной школе // В сборнике: Информационные системы и коммуникативные технологии в современном образовательном процессе. II международная практическая конференция. 2014. С. 108-111.
3. Stem-образование в России и мире. С кем быть? Каким быть? // Качество образования. 2014. № 11. С. 52-55.
4. White House Offi ce of Science and Technology Policy. Winning the Race to Educate Our Children. Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM) Education in the 2012 Budget. http://www.whitehouse.gov/sites/default/ fi les/microsites/ostp/ OSTP–fy12–STEM–fs.pdf. February 14, 2011. [Электронный ресурс]