CC BY
6372.857
STEАM- ТЕХНОЛОГИЯ В СОВРЕМЕННОМ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОМ
ПРОСТРАНСТВЕ
РАШИДОВА ЗАРИНА АБДУЛЛАЕВНА
Магистрант по научно-педагогическому напаравлению , ВКУ имени Сарсена Аманжолова учитель биологии ЧУ «Талгарский частный лицей интернат №1» г Талгар, Казахстан
Аннотация. В этой статье рассматривается роль образования STEAMe совершенствовании биологического образования. Интегрируя биологию с другими дисциплинами, STEAM способствует решению реальных проблем и междисциплинарному сотрудничеству. Ключевые стратегии включают использование технологий в исследованиях, применение инженерных концепций, художественную визуализацию и математику для анализа данных. Практические проекты STEAM способствуют активному обучению и сотрудничеству, развивая у учащихся критическое мышление, креативность и адаптивность, одновременно готовя их к решению современных научных задач и обогащая их опыт изучения биологии.
Ключевые слова. STEAM -образование, межпредметная интеграция, обучение биологии, образование
В последние годы образование STEAM — наука, технология, инженерное дело, искусство и математика — привлекло значительное внимание как инновационный подход к преподаванию и обучению. STEAM делает упор на междисциплинарную интеграцию различных предметов, способствующую более целостному пониманию сложных концепций. Применительно к биологическому образованию STEAM позволяет учащимся участвовать в динамичной деятельности по решению реальных проблем, сочетающей научные знания с творчеством, технологиями и инженерными принципами.
Важность STEAM в биологическом образовании
Биология - обширная область, охватывающая все, от клеточного уровня до экосистем, требующая глубокого понимания процессов, взаимосвязей и воздействия на окружающую среду. Обучение STEAM помогает обучающимся воспринимать биологию не как отдельный предмет, а как предмет, тесно связанный с технологией, инженерным делом и даже искусством. Объединяя биологию с другими областями науки, обучающиеся могут лучше понять взаимосвязь биологических концепций и их применение в современном мире.
Например, при изучении клеточной биологии обучающиеся могут использовать такие технологии, как микроскопия и цифровое моделирование, для более детального изучения клеточных структур. Знакомя с инженерными концепциями, они могут планировать эксперименты или создавать модели клеточных процессов, углубляя свое понимание с помощью практических занятий[1].
Междисциплинарная интеграция: Ключевой элемент STEAM
Междисциплинарная интеграция лежит в основе образования STEAM. Такой подход помогает учащимся устанавливать связи между, казалось бы, не связанными предметами, делая биологические знания более актуальными и доступными. Это развивает критическое мышление, умение решать проблемы и креативность, необходимые навыки в современном мире. Вот несколько способов, которыми междисциплинарная интеграция может улучшить биологическое образование:
1. Технологии в биологии: Технологии играют решающую роль в современной биологии, от генной инженерии до анализа данных. Используя технологии на уроках биологии, учащиеся могут узнать, как биологические исследования опираются на
технологические инструменты, такие как программное обеспечение для биоинформатики, 3D-моделирование и визуализация данных [2].
2. Инженерные концепции: Инженерные принципы могут быть применены к биологическим проблемам, таким как проектирование систем очистки воды или изучение биомеханики организмов. Обучающиеся могут участвовать в проектах, которые включают процессы инженерного проектирования для решения биологических задач, таких как создание биосенсоров для мониторинга состояния здоровья или окружающей среды.
3. Искусство в биологии: Художественное выражение часто упускается из виду в естественнонаучном образовании, но может стать мощным инструментом для понимания биологии. С помощью рисования, моделирования и дизайна учащиеся могут лучше визуализировать сложные биологические структуры и процессы. Интеграция искусства также позволяет обучающимся передавать научные концепции более доступными и творческими способами.
4. Математика в биологии: Биология часто включает в себя сложные наборы данных, будь то в области генетики, популяционных исследований или экологии. Математические навыки, такие как статистический анализ, моделирование и разработка алгоритмов, необходимы для интерпретации биологических данных. Интегрируя математику в уроки биологии, учащиеся учатся применять количественные рассуждения к решению биологических задач [3].
Практическое применение STEAM в биологическом образовании
Проекты STEAM способствуют активному обучению и приобретению практического опыта, что особенно важно для обучения биологии. Вот несколько примеров того, как STEAM можно применять в классах биологии:
- Проекты в области науки об окружающей среде: Учащиеся могут сочетать биологию с технологиями, инженерным делом и математикой для анализа местных экосистем. Например, они могут использовать датчики для мониторинга качества воздуха или загрязнения воды и разработки решений экологических проблем. Эти проекты объединяют биологию, технологии и инженерное дело с практическими приложениями.
- Биоинформатика : Знакомство учащихся с инструментами биоинформатики позволяет им изучать генетические последовательности и структуры белков. Интегрируя информатику с биологией, обучающиеся получают представление о том, как обрабатывается и используется биологическая информация в таких областях, как генетика и медицина.
- Биомедицинская инженерия: Обучающиеся могут разрабатывать протезы или медицинские устройства в рамках своей учебной программы по биологии. Этот тип междисциплинарного проекта позволяет обучающимся применять биологические знания для решения реальных инженерных задач, таких как понимание анатомии и физиологии человека для разработки более совершенных медицинских решений [4].
Преимущества STEAM для углубления биологических знаний школьников
Междисциплинарный характер STEAM не только расширяет представления учащихся о биологии, но и способствует получению различных образовательных преимуществ:
1. Расширенные навыки решения проблем: Обучающиеся учатся подходить к биологическим проблемам с разных точек зрения, поощряя инновационные решения, основанные на науке, технике, инженерном деле и искусстве.
2. Критическое мышление и креативность: Обучение STEAM способствует развитию креативности, позволяя учащимся исследовать биологические концепции нетрадиционными способами, будь то создание моделей, планирование экспериментов или использование цифровых инструментов. Такой подход побуждает учащихся критически относиться к тому, как работают биологические системы и как они могут быть применены для решения реальных проблем.
3. Вовлеченность и мотивация: Благодаря интеграции биологии с такими предметами, как технология и искусство, учащиеся становятся более вовлеченными в процесс обучения.
Проекты STEAM часто становятся более актуальными для жизни учащихся, поскольку они могут видеть непосредственное применение биологических знаний в таких областях, как экология, здравоохранение и инженерия.
4. Сотрудничество и коммуникация: Проекты STEAM часто предполагают командную работу, требующую от учащихся взаимодействия со сверстниками по разным дисциплинам. Это не только развивает навыки общения, но и готовит учащихся к будущей карьере, где междисциплинарное сотрудничество является ключевым [5].
Рассмотрим применение STEAM образования в ходе межпредметной интеграции биологии, химии, физики, робототехники и математики при изучении темы «Органичекие и неорганические вещества как источник тока. Энергия вокруг нас».
Задание 1: Создание элемента питания.
• Выбор фрукта или овоща. Каждая группа выбирает один вид фрукта или овоща для эксперимента.
• Подготовка электродов. Электроды аккуратно вставляются в выбранный продукт на определенном расстоянии друг от друга.
• Измерение напряжения. С помощью вольтметра измеряется напряжение, вырабатываемое элементом.
• Запись результатов. Группы записывают полученные данные в таблицу.
Задание 2: Соединение элементов последовательно и подключение лампочки:
• Объединение усилий нескольких групп для создания батареи с большим напряжением.
• Последовательное соединение элементов.
• Подключение диодной лампочки: К концам последовательно соединенных элементов подключается диодная лампочка.
• Наблюдение: Группы наблюдают за свечением лампочки и фиксируют ее яркость.
• Измерение общего напряжения: Измеряется общее напряжение на клеммах батареи.
Задание 3: Зарядка рации.
• Подключение источника к рации. Созданная батарея подключается к разряженной рации.
• Передача сигнала SOS. Группа пытается передать сигнал SOS с помощью заряженной рации.
Данные задания помогают развитьширокийспектрнавыковуучащихся:
- Междисциплинарное мышление: Объединяя биологию, химию, физику и математику, учащиеся развивают целостное понимание того, как эти дисциплины взаимосвязаны.
- Исследовательские навыки: Использование научных методов развивает навыки проведения исследований, интерпретации данных и обобщения информации из различных научных областей.
- Коммуникативные навыки: Обмен результатами, обсуждение методологий и представление полученных результатов развивают навыки устного и письменного общения, необходимые для научного дискурса.
- Адаптируемость и жизнестойкость: Столкновение с трудностями при проведении экспериментов способствует адаптации и жизнестойкости, поскольку учащиеся учатся корректировать свои подходы и устранять проблемы.
STEAM education предлагает уникальный и эффективный способ интеграции биологических знаний в междисциплинарную систему. Объединяя биологию с другими областями, такими как технология, инженерное дело, искусство и математика, учащиеся получают более глубокое и всестороннее представление об этом предмете. Такой подход не только повышает успеваемость по биологии, но и развивает у учащихся такие необходимые навыки, как критическое мышление, умение решать проблемы и креативность, подготавливая их к решению сложных задач современной науки.
По мере того как школы будут продолжать внедрять STEAM-образование, уроки биологии будут все чаще предоставлять учащимся возможность заниматься практическим междисциплинарным обучением, выходящим за рамки учебников и традиционных методов преподавания.
ЛИТЕРАТУРА
1. Борисенко Н. С. Создание закрытой экосистемы, как инструмент STEM и STEAM ориентированного подхода в развитии инженерных компетенций у школьников в рамках внеурочной деятельности по биологии //Организационный комитет. - 2022. - С. 103.
2. Кошкодан Д. П., Мошану-Шупак Л. В. Образовательная методика STEM в исследовательской работе на уроках биологии //Информационно-коммуникационные технологии в педагогическом образовании. - 2021. - №. 4. - С. 23-26.
3. Котович М. С. Реализация STEM-подхода на уроках биологии в 7 классе //Современная педагогика и психология: проблемы и перспективы. - 2023. - С. 5-8.
4. Kusianova S. M. et al. Использованиеинновационныхметодов STEM наурокаххимиисреализациеймежпредметныхсвязей //Bulletin of LN Gumilyov Eurasian National University. Pedagogy. Psychology. Sociologyseries. - 2023. - Т. 143. - №. 2. - С. 212220.
5. Стадниченко В. В., Гапонова Н. В. Формирование естественнонаучной картины мира на основе внедрения в учебный процесс элементов STEM-технологий //ББК 74.202 С 56. - С. 79.
