CC BY
46STEM-технологии как основа реализации проектной деятельности младших школьников
Енова Ирина Владимировна,
старший преподаватель кафедры педагогики начального и дошкольного образования ГОУ ВО МО «Государственный гуманитарно-технологический университет» E-mail: [email protected]
Кабалина Анастасия Ивановна,
студент ГОУ ВО МО «Государственный гуманитарно-технологический университет» E-mail: [email protected]
Набатчикова Анна Сергеевна,
студент ГОУ ВО МО «Государственный гуманитарно-технологический университет» E-mail: [email protected]
Статья посвящена вопросам применения STEM-технологий в формировании исследовательских умений младших школьников. Теоретически изложены компоненты STEM-образования. В статье представлены особенности STEM-технологий, их преимущество, актуальность, способность к развитию знаний, умений, навыков, компетенций, опыта деятельности и интереса к науке. STEM-образование - это специальное направление, в котором основной акцент сделан на изучении точных и естественных наук, с использованием сильного инновационного и технологического компонентов. Образовательные технологии STEM - это первопроходческий, прогрессивный способ обучения, который может вытеснить старую модель образовательного процесса, основанного на школьных предметах. Это такая программа обучения, которая содержит в себе комплекс естественнонаучных, технологических, инженерных и математических занятий. Рассмотрены примеры использования данных технологий в начальной школе.
Ключевые слова: STEM-технологии, STEM-образование, специалисты, начальная школа, проектная деятельность, образовательный процесс, младшие школьники.
Введение
Окружающий нас мир постоянно изменяется, стремительно развиваются современные технологии. У всех педагогов начальной школы есть цель- заинтересовать младших школьников научной сферой, привить желание изучать инновационные процессы. Современное образование день ото дня продолжает ориентироваться на развитие основных личностных компетентностей, на формирование умения управлять знаниями, на создание у детей навыка самостоятельного решения проблем, на улучшение интеллектуальных показателей. Есть прогноз, что в мире уже в ближайшем будущем будет дефицит инженеров, специалистов в сфере высокотехнологичных производств. У нас в стране уже прослеживается нехватка кадров. Также появляются новые специальности, выявляются профессии будущего, связанные с высокими технологиями. Прогнозируют спрос на нано- и био- технологии. Профессионалам из этих областей понадобятся знания из множества абсолютно разных областей. Сегодняшние дети это и есть специалисты профессий будущего. Поэтому уже сейчас перед нами стоит задача начать готовить их к этому. ФГОС НОО предполагает с помощью использования учебного лабораторного оборудования получение выпускником умения проводить эксперименты. Поэтому важным является предоставить детям среду с инструментами, которая даст ему возможность самому проводить измерения и в последствии анализировать их. Практическое обучение даёт статистику, что учащиеся овладевают теми знаниями быстрее, в процессе усвоения которых был задействован материал, который можно было потрогать, измерить. Это можно подтвердить «золотым правилом» дидактики - наглядности Яна Амоса Коменского «Все, что только возможно, представлять для восприятия чувствами: видимое для восприятия - зрением, слышимое -слухом, запахи - обонянием, подлежащее вкусу -вкусом, доступное осязанию - путем осязания. Если какие - либо предметы сразу можно воспринимать несколькими чувствами, пусть они сразу схватываются несколькими чувствами».
Поэтому можно сказать, что интегрированные уроки с использованием STEM - технологий способствуют практическому изучению программного материала. Для решения этих задач и цели в образовательный процесс начальной школы и вводится STEM-образование.
Актуальность данного направления подчеркивал и президент нашей страны. 1 марта 2018 года В.В. Путин отметил, что на данный момент важ-
сз о со "О
1=1 А
—I
О
сз т; о m
О от
З
ы о со
ным конкурентным преимуществом являются компетенции, знания и технологии, которые приведут к повышению качества жизни. Так же подчеркнул необходимость снятия преград для разработки и свободного применения робототехники, искусственного интеллекта. STEM-технологи и помогут ученикам начальной школы приобрести такие навыки, которые помогут им в стремительно развивающемся мире быстро адаптироваться к технологиям будущего.
Основная часть
STEM-технологии были представлены в 2001 году учеными из Национального научного фонда США. Данные технологии оказались эффективными, вследствие чего ими заинтересовались исследователи из других стран.
Что такое STEM-образование? STEM-образование - это специальное направление, в котором основной акцент сделан на изучении точных и естественных наук, с использованием сильного инновационного и технологического компонентов. Образовательные технологии STEM - это первопроходческий, прогрессивный способ обучения, который может вытеснить старую модель образовательного процесса, основанного на школьных предметах. Это такая программа обучения, которая содержит в себе комплекс естественнонаучных, технологических, инженерных и математических занятий. STEM образование - это инновационные технологии, которые дают возможность младшим школьникам перейти на новый уровень совершенствования навыков. STEM-технологии разработаны таким образом, что дают возможность ученику в образовательном процессе самостоятельно разобраться в возникшем вопросе и, проведя анализ, сформулировать свой вариант его решения. Сокращенное обозначение STEM - расшифровывается следующим образом:
S - science - наука T - technology - технология Е - engineering - инженерия М - mathematics - математика Иногда к этому обозначению присоединяют букву А (arts) - искусство, гуманитарные науки.
Данный метод обучения соединяет в себе теоретические и прикладные навыки. Учащиеся начальной школы в процессе обучения с использованием данных технологий получают знания сразу из нескольких областей, им предоставляется возможность на личном опыте использовать информацию и проверять факты. Естественные науки помогают понять законы природы, которые мы наблюдаем каждый день. Технология даёт возможность использовать научные знания в практике. о Инженерия позволяет работать с материалами, Ы ресурсами, проводить эксперименты, учит повысь шать качество окружающей среды. Математика ~ помогает выработать логическое мышление, точность, умение действовать по алгоритму. Гума-
нитарные дисциплины, искусство предоставляют путь к осознанию социальных и исторических процессов, общению с людьми. Образовательный процесс с использованием STEM-технологий помогает установить прочные взаимосвязи среди точных дисциплин начальной школы, в которой закладывают базовые знания по математике и информатике. STEM-образование основано на инновационном мышлении, научных методах и математическом моделировании. Анализируя это, можно сделать вывод, что данное образование предопределено только для обучения будущих специалистов в сфере 1Т. Но это не совсем так, потому что STEM-технологии можно использовать как в точных, так и в естественных науках с творческим подходом, благодаря которому у младших школьников будут развиваться оба направления.
STEM-образование включает в себя интеграцию следующих шести модулей:
1. «Дидактическая система Ф. Фрёбеля». В этом модуле дети экспериментируют с предметами окружающего мира, осваивают математическую действительность с помощью действий с геометрическими телами и фигурами, осваивают пространственные отношения, конструируют в разных ракурсах и проекциях.
2. «Экспериментирование с живой и неживой природой». С помощью этого модуля представления об окружающем мире у детей формируются опытно-экспериментальной деятельностью. Благодаря наглядно-чувственному восприятию у них появляется осознание единства всего живого в процессе и формируется экологическое сознание.
3. «LEGO-конструирование». Этот модуль помогает развивать практическое и умственное экспериментирование, умение обобщать и устанавливать причинно-следственные связи. Способствует речевому планированию, комментированию процесса и результата своей деятельности. Благодаря этому модулю у младших школьников развивается фантазия, умение создавать новые образы, они овладевают такими операциями как аналогия и синтез. Дети учатся моделированию и конструированию объектов, осуществляя пазовое крепление деталей.
4. «Математическое развитие». Помогает комплексно решать задачи математического развития с учётом возрастных особенностей.
5. «Робототехника». Этот модуль способствует развитию логики и алгоритмического мышления, формированию основ программирования, развитию способностей к планированию, моделированию. Дети учатся работать с информацией, обрабатывать её. Развивается умение нахождения закономерностей и установления причинно-следственных связей. У младших школьников формируется навык быстрого решения задач. Ученики знакомятся и овладевают универсальными знаковыми системами. У них развивается аналитическое мышление,
они учатся с помощью анализа оценивать процесс и результат своей деятельности. 6. «Мультстудия "Я творю мир"». В данном модуле младшие школьники осваивают ИКТ, цифровые и медийные технологии. Продуктивная деятельность организовывается с помощью синтеза художественного и технического творчества. Использование STEM-технологий в начальной школе в соответствии с ФГОС НОО. Интерес педагогов к STEM-технологиям быстро увеличивается, потому что большой объём задач, регламентированные стандартом РФ, можно решать с помощью методов, идей, технологий, которые собраны в STEM-образовании. Содержание STEM реализует требования ФГОС. Например:
- Используются такие виды обучения, как проекты и практические работы.
- STEM ориентирован на межпредметные связи.
- Развивает способности младших школьников через урочную и внеурочную деятельность.
- Пользуясь STEM-технологиями, реализуется требование использования в образовательной деятельности современных образовательных и информационных технологий.
- Помогает овладевать универсальными учебными познавательными действиями. Способствует освоению основных логических действий, ключевых исследовательских действий, учит работать с информацией.
Рассмотрим, как можно использовать STEM-технологии в начальной школе. Данные технологии можно использовать как в качестве дополнения к основной общеобразовательной программы, так и во внеурочной деятельности.
На уроках математики используются следующие модули: конструирование, математическое развитие, экспериментирование. Например, в 1 классе с помощью конструктора «LEGO» можно изучать отрезок, луч, прямую линию. Начало и конец отрезка обозначим небольшими прямоугольными деталями. Такой же деталью отметим начало у луча. При изучении прямой наглядно покажем, что её можно продлить в любую их двух сторон. Или можно использовать конструктор ТИКО-моде-лирование при изучении объёмных фигур. Например, наборы ТИКО «Геометрия» или ТИКО «Архимед» подходят для изучения в 4 классе темы «Куб. Развертка куба». Математические весы из модуля «Математическое развитие» могут быть применены для наглядной демонстрации изучения состава чисел, математического соотношения, сложения, вычитания, умножения, деления.
Конструктор ТИКО-моделирование можно использовать и на уроках русского языка, только другой вариант - ТИКО «Азбука». С помощью этого конструктора у ребёнка развивается фантазия, он придумывает новые слова, расширяет свой словарный запас. Данный набор поможет первоклассникам в обучении чтению. Например, в 1 классе можно наглядно составлять схему слова.
На уроках окружающего мира можно использовать конструирование, экспериментирование. На-
пример, при изучении в 4 классе темы «Космос», можно, используя Лего или ТИКО, создать свой космический аппарат. Или при изучении животных какой-либо природной зоны можно группам учащихся предложить собрать и такого же конструктора понравившегося животного. Также на уроках окружающего мира можно проводить опыты и эксперименты.
После прочтения на уроках литературного чтения произведения, используя модуль «Мультстудия» можно снять фильм.
На уроках английского языка можно использовать конструктор ТИКО «Английский язык», который поможет младшим школьникам на первых этапах обучения языку. Также, как и на литературном чтении, можно использовать модуль «Мультстудия». Например, обучаясь в 4 классе, мы читали небольшие рассказы на английском языке, а потом готовили декорации, учили текст и снимали по ним мультфильм.
Модуль «Робототехника» можно использовать на внеурочной деятельности или в качестве дополнительного образования.
На внеурочной деятельности можно делать проекты с использованием STEM-технологий. Такие проекты помогают детям исследовать ту тему, которая им интересна. Это могут быть как классные проекты с учителем, так и внеклассные проекты, разработанные с семьёй. Можно создать целое сообщество по разработке таких проектов, семейные клубы, где взрослые вместе с детьми будут участвовать в их исследовательской деятельности. Например, проходя практику в школе, мы реализовывали краткосрочные STEM проекты в 1 классе. Одним из них был «Ромашка здоровья». Он был разбит на несколько занятий, два из них были с использованием STEM-технологий. На одном занятии был эксперимент с воздухом. На другом ребята с помощью ТИКО «Геометрия» конструировали спортивный инвентарь. Данные технологии помогли сделать обучение более интересным. Другой проект был посвящён знакомству с экспериментальной деятельностью. Для ознакомления были продемонстрированы эксперименты с маслом, водой и красителем. Учащиеся с помощью педагога сравнивали свойства разных веществ. Данная технология помогает привить интерес детей к науке, включить их в экспериментальную деятельность. После этого дети уже сами могут создать свой проект с поддержкой взрослых.
Заключение
Особенность нашей современной жизни в увеличении скорости изменений. Специалисты профессий будущего - это наши сегодняшние младшие школьники. Они будут работать по другим профессиям, по новым технологиям, находящимся ещё только в стадии разработки. Поэтому обучение должно быть нацелено на опережающее развитие. Добиться этого нам может помочь использование STEM-технологий. Данные технологии можно использовать
сэ о со -а
I=i А
—I
О
СЗ т; о m
О от
З
ы о со
почти на всех школьных предметах, во внеурочной деятельности, в дополнительном образовании. Они помогают реализовывать ФГОС. Благодаря STEM-технологиям процесс образования в начальной школе становиться более не однотипным, наглядным, у младших школьников появляется потребность к самостоятельному глубокому изучению интересующих тем. Таким образом, можем сделать вывод, что рассмотренные в статье примеры использования STEM-технологий необходимы и позволяют пробудить интерес детей к математике, естествознанию, получить необходимые знания в сфере робототехники и конструирования, совершенствовать творческие и коммуникативные способности, определить профессиональные предпочтения ребёнка.
Литература
1. Алешина Н.В. Ознакомление дошкольников с окружающим и социальной действительностью (старший возраст). - Москва, 2019.
2. Беляк Е.А. Учебно-методическое пособие «Детская универсальная STEAM-лаборатория». -Ростов-на-Дону: Издательский дом «Проф-Пресс», 2019.
3. Волосовец Т.В., Маркова В.А., Аверин С.А. // Парциальная модульная программа развития интеллектуальных способностей в процессе познавательной деятельности и вовлечения в научно- техническое творчество, Москва, 2019
STEM TECHNOLOGIES AS A BASIS FOR THE IMPLEMENTATION OF PROJECT ACTIVITIES OF PRIMARY SCHOOL STUDENTS
Enova I.V., Kabalina A.I., Nabatchikova A.S.
State Humanitarian and Technological University
The article is devoted to the application of STEM technologies in the formation of research skills of younger schoolchildren. The components of STEM education are theoretically outlined. The article presents the features of STEM technologies, their advantages, relevance, ability to develop knowledge, skills, competencies, work experience and interest in science. STEM education is a special field in which the main emphasis is placed on the study of exact and natural sciences, using strong innovative and technological components. STEM educational technologies are a pioneering, progressive way of learning that can displace the old model of the educational process based on school subjects. This is a training program that contains a complex of natural science, technological, engineering and mathematical classes. Examples of the use of these technologies in primary school are considered.
Keywords: STEM technologies, STEM education, specialists, primary school, project activities, educational process, primary schoolchildren.
References
1. Aleshina N.V. Familiarization of preschoolers with the environment and social reality (older age). - Moscow, 2019.
2. Belyak E.A. Educational and methodological manual "Children's universal STEAM laboratory". - Rostov-on-Don: Prof-Press Publishing House, 2019.
3. Volosovets T.V., Markova V.A., Averin S.A. // Partial modular program for the development of intellectual abilities in the process of cognitive activity and involvement in scientific and technical creativity, Moscow, 2019
о с
u
CO
