Маринюк А.А., Серебренникова Ю.А. | ПОДГОТОВКА БУДУЩИХ ПЕДАГОГОВ НАЧАЛЬНОЙ ШКОЛЫ К ИСПОЛЬЗОВАНИЮ РЕСУРСОВ STEM-ОБРАЗОВАНИЯ

Маринюк А.А./ д.и.н., профессор ИППО ГАОУ ВО МГПУ

Серебренникова Ю.А./ к.п.н., доцент ИППО ГАОУ ВО МГПУ

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

В современных условиях научно-технической революции охватившей все области человеческой жизнедеятельности и перестраивающей систему образования под новые потребности общества специфика подготовки бакалавров педагогического направления специализации начальное образование заключается в освоении и использовании инновационных технологий в учебном процессе. В целях популяризации науки повсеместно, создаются STEM-парки,  hackerspace сообщества, технические клубы и многочисленные  кружки научно-технического творчества. В сложившейся ситуации к педагогам предъявляются дополнительные требования по освоению новых компетенций. Одновременно происходит интеграция информационно-телекоммуникационных технологий, робототехники и искусства. Совершенствуются и становятся доступнее средства моделирования и прототипирования, устройства виртуальной реальности.

Подготовка бакалавров в сложившихся условиях должна носить комплексный характер. Для обеспечения эффективного учебного процесса в школе будущим педагогам необходимо освоение как современных технологий обучения и воспитания, так качественного оснащения образовательного процесса, которое дает возможность организовать познавательную деятельность обучающихся. Образование в модели STEM объединяет науку, технологии, инженерное дело и математику. Следуя запросам экономики и вызовам времени, в программе подготовки будущих учителей начальных классов ощущается нехватка современных образовательных программ, развивающих компетенции в области мехатроники, робототехники, электроники, программирования и других сфер технического творчества.

Базовой ступенью подготовки будущих педагогов является приобретение общих знаний в области робототехники – науки, занимающейся разработкой автоматизированных технических систем. Получив активное развитие в промышленности, робототехника плавно перешла в образование. С целью совершенствования подготовки будущих педагогов начального образования в Институте педагогике и психологии образования ГАОУ ВО МГПУ в программу подготовки бакалавров введен курс «Робототехника». Разработанная учебная программа отвечает требованиям Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования по направлению подготовки «Педагогическое образование». Данный курс входит в состав вариативной части профессионального цикла подготовки бакалавров. Целью изучения дисциплины является обеспечение будущих педагогов теоретическими и практическими знаниями в области образовательной робототехники на начальном уровне. Программа обучения предусматривает различные формы работы: лекции, лабораторные занятия, самостоятельную работу. Студенты знакомятся с робототехническими микроконтроллерами, принципами их работы и основами программирования.

Микроконтроллер или контроллер — это микросхема для управления электронными устройствами. По сути, контроллер является мозгом робота, который получает информацию из внешнего мира с помощью сенсоров и передает управляющие сигналы в актуаторы. Микроконтроллеры является основной частью робототехнического образовательного комплекса или модуля. Существует множество различных микроконтроллеров, различающихся по типу процессора, объему и типу памяти, составу периферийных интерфейсов, и т.п.  К наиболее популярным можно отнести Arduino, Raspberry PI, Baikal, Iskra. Каждый из таких микроконтроллеров-процессоров имеет свои особенности, как конструктивные, так и в области программирования. Объединяет их функциональность и простота работы с ними. Большое количество методик работы разработанных STEM-образованием  и hackerspace  интернет-сообществами облегчает приобретение необходимых компетенций в области робототехники. Объединяющей чертой так же является большое количество совместимых модулей, робототехнических и информационно – коммуникационных устройств ввода-вывода информации. Основными отличительными характеристиками микроконтроллеров является их программное обеспечение, интерпретаторы и компиляторы, которые в первую очередь, определяют выбор того или иного контроллера для конкретного робототехнического STEM-проекта. Для определенных полупрофессиональных микроконтроллеров, может существовать одновременно несколько технологий программирования, на основных языках программирования, или способов интерпретации, для потребителей, не владеющих языком программирования. В связи с чем, для реализации робототехнического проекта, основополагающим критерием успешной его реализации является выбор подходящей методики. Современные облачные сервисы позволяют STEM-сообществу полноценно работать над образовательными робототехническими проектами, привлекая к решению проблем проекта всех увлеченных робототехникой членов сообщества. Проводить испытание микропрограммы стало возможно, так же в виртуальной среде и облачных онлайн сервисах, задолго до начала сборки электронных и электромеханических компонентов образовательного робототехнического STEM-проекта. Облачные интерпретаторы при применении соответствующих прогрессивных методик, веб-приложений, мобильных приложений управления микроконтроллером позволяют под руководством педагога организовать успешную работу над робототехническим STEM-проектом старшего дошкольника и ученика начальной школы.

На основании изложенного видна необходимость в формировании у бакалавра педагогического направления знаний, умений и навыков об интерактивных информационно-коммуникационных техниках и средствах, овладение технологией программирования, интерпретирования, компилирования микропрограмм различными средствами и методами, организации облачного STEM-пространства для совместной с участниками образовательного процесса он-лайн работы над проектом.

Основным видом деятельности будущих педагогов на лабораторных занятиях являются мини-проекты по сборке простейших роботов и разработке собственных моделей в соответствии с поставленными задачами, а также учатся решать практические задачи по программированию базовых моделей роботов.  Аттестация качества овладения и усвоения знаний по дисциплине осуществляется путем решения кейсов, соответствующих ключевым требованиям ФГОС ВО по усвоению дисциплины. В процессе аттестации оценивается качество усвоенного студентами содержания материала дисциплины, уровень сформированности профессиональной компетенции и освоение трудового действия.

Обучение будущих педагогов с использованием самых последних разработок в области STEM-технологий способно повысить качество образования подрастающего поколения, а также решить проблему дефицита квалифицированных педагогов, готовых организовать учебный процесс на современном оборудовании и с использованием образовательных технологий, формирующих инженерно-технические компетенции учащихся.

Литература

1. 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]
2. S. Congress Joint Economic Committee. STEM Education: Preparing for the Jobs of the Future. http://www.jec.senate.gov/public/index.cfm?a= Files.Serve&File_id=6aaa7e1f-9586-47be-82e7-326f47658320. April 2012. [Электронный ресурс]