к.п.н., доцент ИППО ГАУ ВО МГПУ
Материалы круглого стола «Управленческие решения актуальных проблем современного образования»
В статье раскрываются основные направления подготовки будущих педагогов к реализации STEM-образования в институте педагогики и психологии образования ГАОУ ВО МГПУ
В настоящее время инновационные технологии и высокотехнологичные продукты становятся неотъемлемыми составляющими современного общества. Инженерное образование в РФ, по словам президента РФ В.В.Путина, необходимо вывести на новый уровень. Необходимость формирования технического мышления, создание условий для исследовательской и проектной деятельности обучающихся, изучения ими естественных, физико-математических и технических наук, занятий научно-техническим творчеством неоднократно отмечалось и в выступлениях Председателя Правительства и Министра образования и науки Российской Федерации, видных ученых и представителей бизнеса России. Для решения данной задачи требуется утверждение STEM-образования в России.
Расшифровывая каждую букву STEM-образования получаем: Science — наука; Technology – технологии; Engineering – инженерия; Math — математика. Таким образом, получаем комплексный междисциплинарный подход к обучению, сочетающий в себе естественные науки, технологию, инженерию и математику.
Термин stem впервые введен в школьную программу в США для того, чтобы углубленно развивать научно-технические компетенции учеников. Подготовка по stem-образованию начинается уже с первых классов.
Многие страны кроме США, например, Китай, Австралия, Израиль, Великобритания, Корея, Сингапур реализовывают государственные программы по STEM-образованию.
Модернизация Российского образования нацеливает на углубленную подготовку студентов педагогических вузов в области информационных технологий. Одним из потенциальных способов совершенствования подготовки будущих педагогов будет включение образовательного модуля подготовки к использованию STEM-технологий.
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 педагог 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, которая обеспечит владение этой технологией на высоком профессиональном уровне. Поэтому в основную образовательную программу подготовки педагогов дошкольного и начального образования учебный модуль подготовки к использованию STEM-технологий должен входить как необходимый компонент. Овладение студентами, обучающимися на ступени бакалавриата технологиями STEM-обучения, создаст в будущем условия для диверсификации собственной педагогической деятельности и позволит осуществлять междисциплинарный подход в работе с детьми, а также использовать полученные компетенции для организации самостоятельной деятельности обучающихся.
Достаточно значительным моментом в системе вузовского обучения является разработка направлений подготовки педагогов для реализации данного модуля в образовательном процессе.
Цель модуля: формирование у студента педагогического вуза готовности развивать техническое мышление, познавательные потребности и когнитивные способности детей младшего возраста путем освоения STEM-технологий.
Задачи освоения модуля:
— познакомить с особенностями развития STEM-образования в России;
— изучить и обобщить отечественный и зарубежный опыт в области STEM-образования;
— организовать продуктивную деятельность студентов на основе синтеза художественного и технического творчества;
— выполнить научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы.
В структуре образовательной программы модуль обеспечивает общепрофессиональную подготовку обучающихся в рамках уровня высшего образования. Освоение дисциплин модуля ориентировано на формирование системы общепедагогических и специальных знаний, которые являются основой развития профессиональных компетенций и приобретения будущими педагогами в рамках практической подготовки опыта применения знаний по использованию STEM-технологий.
В содержание подготовки будущих педагогов предлагается включить следующие дисциплины:
STEM-технологии в образовательном учреждении
Интеграция учебных дисциплин начальной школы средствами исследовательской деятельности
Робототехника
Развитие инженерного мышления детей
Логика и комбинаторика
Рассмотрим подробнее содержание каждой из дисциплин.
STEM-технологии в образовательном учреждении
Содержание дисциплины знакомит со STEM-ресурсами в дополнительном образовании детей младшего возраста, особенностями STEM-комплексов образовательных учреждений, их содержанием, в которое входит линейка оборудования для преемственного STEM-образования, направленного на знакомство детей с основами математики, естествознания, природы, техники, конструирования и робототехники, развития творческих способностей.
Интеграция учебных дисциплин начальной школы средствами исследовательской деятельности
Согласно отечественным и международным практикам первым шагом на пути внедрения STEM-образования является развитие исследовательских навыков детей во время учебно-воспитательного процесса. Поэтому подготовка по данному направлению является ведущей в подготовке педагогов.
Исследовательское обучение – это особый подход к обучению, который предполагает доминирование продуктивных (исследовательских) методов обучения над методами репродуктивными. Такое обучение строится на основе естественного стремления к самостоятельному изучению окружающего мира каждого ребенка. Главная задача исследовательского обучения – это сформировать у обучающегося готовность и способность самостоятельно и творчески осваивать новые способы деятельности.
Подготовка педагогов к исследовательской деятельности построена на основе концепции исследовательского обучения профессора А.И. Савенкова. Она состоит из трех взаимосвязанных компонентов.
- Исследовательская практика.
Основное содержание данного компонента — это проведение самостоятельных исследований детьми и выполнение собственных творческих проектов. Это основной, центральный компонент. Занятия исследовательской практикой выстроены таким образом, чтобы степень самостоятельности обучающегося постепенно возрастала в процессе исследовательского поиска и проектирования.
- Тренинг исследовательских способностей.
Данный компонент включает в себя специальные занятия по освоению специальных знаний и развитию умений и навыков исследовательского поиска. В ходе тренингов развития исследовательских способностей происходит овладение специальными знаниями, умениями и навыками исследовательского поиска. К таким знаниям, умениям и навыкам относятся: умение видеть проблемы; умение ставить вопросы; умение выдвигать гипотезы; умения давать определение понятиям; умение классифицировать; умение наблюдать; умение проводить эксперименты; умение делать умозаключения и выводы; умение структурировать материал; умение готовить тексты собственных докладов; умение объяснять, доказывать и защищать свои идеи.
Включение данного учебного материала в учебный процесс может осуществляться по принципу «логарифмической спирали» и по принципу «концентрических кругов». Тренинговые упражнения группируются в условно цельные блоки, которые представляют собой самостоятельные звенья общей цепи. Необходимость в специальных тренинговых занятиях есть как в дошкольном возрасте, в начальной школе, так и в средней и старшей школе, и даже в высшем учебном заведении. Периодичность этой работы следует определяется в соответствии с индивидуальными особенностями. Сохраняя общую направленность тренингов, от года к году идет их усложнение. При этом многие задания, которые используются на данных занятиях, могут решаться обучающимися разного возраста неоднократно при этом изменяется глубина решения проблемы.
- Мониторинг.
Мониторинг включает в себя мероприятия, необходимые для оценки и управления процессом решения задач исследовательского и проектного обучения. Это конференции, мини-курсы, защиты исследовательских работ и творческих проектов и др. Каждый обучающийся должен знать, что результаты его исследований и творческий находок интересны другим. Кроме этого, осваивается практика презентаций результатов собственного исследования и овладение умением аргументировать собственные суждения.
Робототехника
Робототехника — сравнительно новое и интенсивно развивающееся научное направление, вызванное к жизни необходимостью освоения новых сфер и областей деятельности человека. В современном мире мы уже не можем представить жизнь без помощи роботов. Повсеместное использование роботов обусловило необходимость интеграции ряда дисциплин в едином научно-техническом направлении – робототехнике.
Изучение робототехники в младшем возрасте основывается на естественном интересе детей к разработке и постройке различных моделей, который позволяет в форме игры узнать многие важные идеи и развить необходимые в дальнейшей жизни навыки. При построении робототехнической модели затрагивается множество проблем из разных областей знания – от теории механики до психологии. Особое место уделяется методике групповой работы и развитию самостоятельного технического творчества. Осваивая простые механизмы, дети учатся работать руками (развитие мелких и точных движений), развивают элементарное конструкторское мышление, фантазию, изучают принципы работы многих механизмов.
Развитие инженерного мышления обучающихся
Инженерное мышление – особый вид мышления, формирующийся и проявляющийся при решении инженерных задач, позволяющих быстро, точно и оригинально решать поставленные задачи, направленные на удовлетворение технических потребностей в знаниях, способах, приемах, с целью создания технических средств и организации технологий. Инженерное мышление объединяет различные виды мышления: логическое (умение оперировать конкретными и четкими понятиями); творческое (умение найти принципиально новое решение проблемной задачи); техническое мышление (умение анализировать устройство и принцип работы технических объектов); конструктивное мышление (умение строить модели решения поставленной проблемы и задачи); исследовательское мышление (определение новизны в задаче, умение сопоставить с известными классами задач, умение аргументировать свои действия, полученные результаты и делать выводы).
Логика и комбинаторика
Дисциплина направлена на овладение методикой обучения решения комбинаторных и логических задач. Методика построена таким образом, что обучение решению задач выступает не самоцелью, а условием интеллектуального развития детей. Дети должны самостоятельно добывать знания и способы действия, перестраивать ранее полученные способы решения задач и открывать новые. Методика обучения направлена на развитие у детей младшего возраста таких приемов умственных действий как сравнение, классификация, анализ, синтез и обобщение. В основе методики обучения решения комбинаторных заданий лежат следующие методы: метод практического перебора, метод обобщенных рассуждений, графический метод (с применением таблиц и графов), которые применяются при выполнении заданий по конструированию, по составлению и определению числа размещений, перестановок и сочетаний. Освоение методики педагогами направлено на формирование одного из основных универсальных учебных действий – моделирования.
Таким образом, при проектировании содержания и технологий реализации учебных дисциплин модуля, направленного на освоение STEM-технологий, нами были выделены основные компетенции, которые необходимо сформировать у педагогов в процессе изучения предложенного модуля:
— способность приобретать новые знания, используя современные образовательные и информационные технологии;
— способность самостоятельно формулировать цели, ставить конкретные задачи научных исследований в фундаментальных и прикладных областях науки и решать их с помощью современных исследовательских методов с использованием новейшего отечественного и зарубежного опыта и с применением современной аппаратуры, оборудования, информационных технологий;
— способность осуществлять междисциплинарный подход и внедрение инновационных образовательных технологий;
— способность осваивать новые теории, модели, методы исследования, навыки разработки новых методических подходов с учетом целей и задач исследования.
С целью овладения и совершенствования умений по STEM-образованию в институте педагогики и психологии образования ГАОУ ВО МГПУ предусмотрено сетевое взаимодействие с образовательными организациями. Практические навыки осваиваются студентами непосредственно на будущем рабочем месте – в системах общего и дополнительного образования детей, осуществляющих совместно с педагогическим вузом образовательные проекты.
Литература
- Ганичева А.Н., Каитов А.П., Львова А.С., Любченко О.А., Маринюк А.А., Серебренникова Ю.А. Использование педагогами STEM-технологий в обучении детей младшего школьного возраста // В сборнике: Ребенок в современном образовательном пространстве мегаполиса. Материалы V Всероссийской научно-практической конференции. Редактор-составитель А.И. Савенков. М., 2018. С. 32-36.
- Львова А.С., Любченко О.А., Серебренникова Ю.А. Отбор содержания модуля подготовки педагогов к использованию stem-технологий на примере педагогического бакалавриата для учителей начальных классов // Известия института педагогики и психологии образования. 2018. № 2. С. 13-19.
- 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-ippo.ru/marinyuk-a-a-serebrennikova-yu-a-podgot/
- Маринюк А.А., Серебренникова Ю.А. Методические рекомендации по подготовке будущих педагогов к освоению stem-технологий // Известия института педагогики и психологии образования. 2018. № 3. С. 37-41.
- Савенков А.И., Афанасьева Ж.В., Богданова А.В., Кривова В.А., Серебренникова Ю.А. Тьюторское сопровождение школьников в исследовательской деятельности//Начальная школа. -2016. -№ 9. -С. 70-75.
http://izvestia-ippo.ru/serebrennikova-yu-a-podgotovka-pedago/