Научно техническая направленность (STEАM)

Лекция №7

Эффективность использования STEАM-метода во внеурочной деятельности по технологии

    В последнее время именно STEAM образование стало настоящим трендом в США и Европе, и многие эксперты называют его образованием будущего. На него возлагаются огромные надежды, такие как популяризация инженерно-технологических профессий среди молодежи и повышения осведомленности о возможностях сделать карьеру в инженерно-технической сфере.

    Внедрение Art (искусства). О необходимости сочетания науки и искусства писали еще мыслители, китайские математики и просветители XI в..

    Почти все изобретатели и ученые были также музыкантами, художниками, писателями или поэтами: Галилей — поэтом и литературным критиком, Эйнштейн играл на скрипке, Морзе — художником-портретистом и др. Таким образом, креативность стимулировалась и укреплялась посредством практики дисциплин, связанных с правой половиной мозга.

    Без искусства и творчества в школе не обойтись, а особенно на уроках технологии. Это как раз то место, где ребята создают творческие проекты. 

    STEAM – новая образовательная технология, сочетающая в себе несколько предметных областей, как инструмент развития критического мышления, творческого мышления, проектного мышления и технологического, а также исследовательских компетенций и навыков работы в группе.

    STEAM – является развитием хорошо известной аббревиатуры STEM, за исключением того, что включается искусство.

S - science, или наука.

T - technology, то есть технология.

E - engineering, что по-английски означает инженерия.

A - art, могут пониматься совершенно разные направления – живопись, архитектура, скульптура, музыка и поэзия.

M - maths, царица наук - математика. Под искусством, новая составляющая аббревиатуры Добавление искусства позволяет расширить контингент учащихся, вовлеченных в проект, таким образом, школьники, не обладающие ярко выраженными способностями в проектировании и математике, могут помочь группе при эстетической реализации проекта [56].

    STEAM - учебный план основан на идее обучения обучающихся с применением междисциплинарного и прикладного подхода. Вместо того, чтобы изучать отдельно каждую из пяти дисциплин, STEAM интегрирует их в единую схему обучения.

    STEАM — это образование которое позволяет использовать научные методы, технические приложения, математическое моделирование, инженерный дизайн. Что ведёт к формированию инновационного мышления обучающегося, умений, навыков 21 века.

    По словам педагогов, интеграция позволяет быть успешным в большинстве профессий. Практически все специалисты отмечают, что прогрессивные технологии повышают мотивацию к обучению и расширяют базовые знания в области конструирования и программирования.

    STEАM обучение — это инновационная методика, которая позволяет выйти на новый уровень совершенствования навыков у школьников. С ее помощью школа сможет сформировать прогрессивную кадровую базу, которая позволит стать экономически независимой и конкурентноспособной страной.

    Преимущества внедрения STEАM технологий в образование:

- Развитие творческого интереса к техническим дисциплинам.

-Совершенствование и развитие навыков критического мышления. Учащиеся учатся преодолевать нестандартные задачи путем тестирования и проведения различных опытов. Все это позволяет им подготовиться ко взрослой жизни, где они могут столкнуться с необычными, нестандартными проблемами.

-Активация коммуникативных навыков. Внедрение данной системы в основном включает в себя командную работу. Ведь большую часть времени школьники совместно исследуют и развивают свои модели. Они учатся строить диалог с инструкторами и своими друзьями.

- Интегрированное обучение по темам, а не по предметам.

- Применение научно-технических знаний в реальной жизни.

- Формирование уверенности в своих силах.

- Развитие интереса к техническим дисциплинам.

- Креативные и инновационные подходы к проектам.

- Развитие мотивации к техническому творчеству через творческие виды деятельности с учётом возрастных и индивидуальных особенностей каждого обучающегося.

- Ранняя профессиональная ориентация.

- Подготовка обучающихся к технологическим инновациям жизни.

- STEАM, как дополнение к обязательной части основной образовательной программы (ООП) [57].

    STEM-образование является своеобразным мостом, соединяющий учебный процесс, карьеру и дальнейший профессиональный рост. Инновационная образовательная концепция позволит на профессиональном уровне подготовить детей к технически развитому миру.

Научно техническая направленность (STEАM)

    Стремительное развитие технологий ведет к тому, что в будущем самыми востребованными станут профессии, связанные с высокими технологиями: IT специалисты, инженеры big data, программисты. Система образования реагирует на такой социальный запрос появлением большого количества кружков робототехники, программирования, моделирования (STEАM). Однако, все чаще и чаще звучит мысль о том, что научно-технических знаний мало. В будущем будет востребованы навыки XXI века, которые часто называют 4К. Предмет технологии как раз та площадка где можно реализовать проект по робототехнике.

    Навыки XXI века - особое направление, активно обсуждаемое сейчас на разных уровнях. Суть концепции такова: ключевыми навыками, определявшими грамотность в индустриальную эпоху, были чтение, письмо и арифметика. В XXI же веке акценты смещаются в сторону умения критически мыслить, способности к взаимодействию и коммуникации, творческого подхода к делу. Таким образом, сформировались основные навыки будущего 4К:

• Коммуникация

• Кооперация

• Критическое мышление

• Креативность

    В STEАM – образовании активно развивается креативное направление, включающее творческие и художественные дисциплины (промышленный дизайн, архитектура и индустриальная эстетика и т.д.).

    Программа «STEАM-образование» является парциальной модульной программой, направленной на развитие интеллектуальных и творческих способностей в процессе познавательной и творческой деятельности и вовлечения в научно-техническое творчество.

    Программа также успешно используется во внеурочной деятельности в рамках основной образовательной программы.

    Современный мир ставит перед образованием непростые задачи: подготовить обучающегося к жизни в обществе будущего, которое требует от него особых интеллектуальных способностей, направленных в первую очередь на работу с быстро меняющейся информацией. Развитие умений получать, перерабатывать и практически использовать полученную информацию и лежит в основе программы STEАM-образования.

    STEАM-подход дает школьникам возможность изучать мир системно, вникать в логику происходящих вокруг явлений, обнаруживать и понимать их взаимосвязь, открывать для себя новое, необычное и очень интересное. Ожидание знакомства с чем-то новым развивает любознательность и познавательную активность; необходимость самим определять для себя интересную задачу, выбирать способы и составлять алгоритм её решения, умение критически оценивать результаты - вырабатывают инженерный и технологический стиль мышления; коллективная деятельность вырабатывает навык командной и проектной работы. Все это обеспечивает кардинально новый, более высокий уровень развития обучающегося и дает более широкие возможности в будущем при выборе профессии.

    Рассмотрим содержание программы, а также основные задачи которые решаются:

Образовательный модуль «Дидактическая система Ф. Фребеля»

- Экспериментирование с предметами окружающего мира;

- Освоение математической действительности путем действий с геометрическими телами и фигурами;

- Освоение пространственных отношений;

- Конструирование в различных ракурсах и проекциях;

- Моделирование изделий.

Образовательный модуль «Экспериментирование с живой и неживой природой»

-формирование представлений об окружающем мире в опытно-экспериментальной деятельности;

-осознание единства всего живого в процессе наглядно-чувственного восприятия;

-формирование экологического сознания.

«LEGO - конструирование»

- способность к практическому и умственному экспериментированию, обобщению, установлению причинно-следственных связей, речевому планированию и речевому комментированию процесса и результата собственной деятельности;

-умение группировать предметы;

-умение проявлять осведомленность в разных сферах жизни;

-свободное владение родным языком (словарный состав, грамматический строй речи, фонетическая система, элементарные представления о семантической структуре);

-умение создавать новые образы, фантазировать, использовать аналогию и синтез.

    Образовательный модуль «Математическое развитие»

-комплексное решение задач математического развития с учетом возрастных и индивидуальных особенностей обучающихся по направлениям: величина, форма, пространство, время, количество и счет.

    Образовательный модуль «Робототехника»

-развитие логики и алгоритмического мышления;

-формирование основ программирования;

-развитие способностей к планированию, моделированию;

-обработка информации;

-развитие способности к абстрагированию и нахождению закономерностей;

- умение быстро решать практические задачи;

-овладение умением акцентирования, схематизации, типизации;

-знание и умение пользоваться универсальными знаковыми системами (символами);

-развитие способностей к оценке процесса и результатов собственной деятельности.

Образовательный модуль «Мультстудия «Я творю мир»

-освоение ИКТ (информационно-коммуникационных технологий) и цифровых технологий; -освоение медийных технологий;

- организация продуктивной деятельности на основе синтеза художественного и технического творчества.

    Каждый модуль направлен на решение специфичных задач, которые при комплексном их решении обеспечивают реализацию целей STEM-образования: развития интеллектуальных способностей в процессе познавательно-исследовательской деятельности и вовлечения в научно-технического творчества.

    В каждый отдельный модуль входит тематическая подборка пособий, обеспечивающих комплексный подход к реализации образовательных задач для развития интеллектуальных способностей в процессе познавательно-исследовательской деятельности и вовлечение в научно-техническое творчество.

    Такое образование может быть, конечно, только творческим, создающим условия для поиска школьником собственного пути развития в соответствии с тем, что ему интересно.

    Интегрированный учебный процесс, включающий исследовательскую и предметно-практическую деятельность, позволяет школьникам лучше познакомиться с объектами неживой природы в области естествознания и способствует приобретению первых навыков проектирования и программирования моделей. Это создает лучшую основу для перспективного будущего обучающихся.

    STEАM-образование необходимо внедрять в школьную программу на уроках технологии так как:

-Активизирует интерес к математическим вычислениям.

- развивает интерес к черчению, 3-D проектированию деталей и моделей;

-Помогает приобрести знания в области техники, робототехники, конструирования, моделирования.

- Развитию творческого и проектного мышления.

- Содействует развитию творческих способностей и коммуникативных навыков.

-Способствует раннему определению потенциала школьника и его профессионального самоопределения.

- Развивает технический интерес и мотивацию к выполнению технических деталей самому.

    Введение основных компонентов STEАM образования помогает создать наилучшую среду для выявления особо одаренных школьников в классе и школе. STEAM как новую систему обучения, основанную на инновационных технологиях 21 века, основной целью которой является развитие у обучающихся мышления нового типа. Это принципиально новый подход, который разительно отличается от традиционной школьной модели обучения и основывается на развитии творческих и аналитических навыков.

    Учебное пространство STEAM предоставляет школьникам эффективный обучающий интерактивный подход совместно с самоподготовкой и умением работать в команде.

    Например, на уроке технология 8-ому классу дается тема «Дизайн интерьера столовой». Сначала школьники смотрят короткий мультимедийный дизайнерский проект, обговаривают, рассуждают или делают специальные задания с учителем технологии. У них появляется представление о различных стилях интерьера, цветовые и дизайнерские решения расстановки мебели в комнатах, вместе они рисуют, чертят свои проекты или делают поделки 3-D на эту тему применяя свои знания, таким образом обучающиеся получают знания опытным путем. Затем они изучают каждую тему по отдельности: смотрят видео по цветорешению, освещению помещений, слушают аудио-записи, просматривают нужные сайты в интернете, это время для самоподготовки.     Затем обучающихся тестируют, чтобы определить, насколько хорошо они разобрались в этой теме, и уже после этого учащиеся сами делают аудио- или видео-материалы или пишут в свой собственный блог на тему «Я дизайнер интерьера». Этот этап называется созданием смысла. И финальный шаг, весь класс вместе снимает 10 минутное видео по теме идеальное решение дизайна интерьера столовой, а именно: как разместить правильно мебель, расставить точки света, расставить цветы и т.д. На данном этапе все обучающиеся показывают свои знания по теме (все то, чему они научились).

     STEAM подход значительно отличается от традиционного:

    Обучающиеся уделяют больше времени самоподготовке, учатся находить проблемы и решать их самостоятельно.

    Обучающиеся делятся между собой своим удачным и неудачным учебным опытом, работают вместе над творческими проектами или решением определенных проблем. Одноклассники помогают и поддерживают друг друга, решая учебные задачи с помощью новых навыков и знаний.

    В конечном итоге STEAM подход прежде всего направлен на развитие навыков обучения, проектного мышления, технологического мышления, креативного мышления, а не зазубривание материала, данного учителем технологии. В основе него лежат: способность к созданию новых идей, навыки самоподготовки, совместная работа, постоянное исправление ошибок и решение учебных задач.

    Основная идея STEAM подхода такова: практика так же важна, как и теоретические знания. То есть, обучаясь, школьники должны работать не только мозгами, но и руками.

    Основным отличием STEAM подхода является то, что здесь дети используют и свои мозги, и свои руки для успешного изучения множества предметов. Знания, которые они получают, они «добывают» самостоятельно.

    STEAM подход – это не только метод обучения, но и способ мышления. В образовательной среде STEAM школьники получают знания и сразу же учатся их использовать. Поэтому, когда они вырастают и сталкиваются с жизненными проблемами в реальном мире, будь то загрязнение окружающей среды или глобальные изменения климата, они понимают, что решить такие сложные вопросы можно только опираясь на знания из разных областей и работая всем вместе. Полагаться на знания только по одному предмету здесь недостаточно.

    STEAM подход меняет взгляд на обучение и образование. Делая акцент на практических способностях, школьники развивают свою силу воли, творческий потенциал, гибкость и учатся сотрудничеству с другими. Эти навыки и знания и составляют основную учебную задачу, т.е. то, к чему стремится вся эта система образования.

    Важной особенностью работы по данной технологии является именно коллективная работа над проектом. STEAM – позволяет задействовать правое полушарие мозга, отвечающее за творчество, эмоции, чувства. И как бы ни были успешны традиционные методы преподавания, современная реальность требует поиска новых и эффективных форм обучения.

    Чему и как учить сегодня, чтоб школьники были успешными завтра – это главная идеология современного образования. Привить навыки самостоятельного обучения в течение всей жизни, научить взаимодействию на разных уровнях, развивать самостоятельное, проектное, творческое и критическое мышление – эти и многие другие принципы составляют стратегию развития современных образовательных технологий.

    Если школа готовит учащихся к жизни после школы, то учителя должны позволить им использовать те инструменты, которые в дальнейшем всё равно станут частью их повседневной жизни.

    При организации работы с использованием STEAM-технологии необходимо учитывать основные педагогические принципы:

- интегративности, предполагающий взаимосвязь всех компонентов процесса обучения, определяющий целеполагание, содержание обучения, его формы и методы;

- сознательности и активности, предполагающий выработку глубоких и осмысленных знаний, на основе собственной познавательной активности школьника, обеспечивающий определение логических связей между известным и неизвестным, понимание причинно-следственных связей между предметами и явлениями, учитывающий индивидуальные интересы обучающегося;

- наглядности обучения, обеспечивающий наглядную иллюстрацию информации, содержащей строго зафиксированные научные закономерности;

- системности, обеспечивающий взаимосвязь содержания и форм воспитания обучающихся в зависимости от их возраста;

- доступности и последовательности, обеспечивающий единство взаимосвязи обучения и воспитания школьника;

- природосообразности, обеспечивающий воспитание и образование школьника в соответствии с законами его физического и духовного развития;

- сотрудничества единство взаимодействия семьи и учреждения образования в воспитании и образовании школьника [35].

    В ходе работы над творческим проектом на уроках технологии обучающиеся взаимодействуют, принимают решения, используют различные инструменты оценивания, то есть овладевают универсальными учебными действиями. Здесь не учитель технологии показывает, что они знают и умеют, как они работают, а сами ученики.

    Очень сложно проводить каждый урок технологии каждый раз, основываясь на интеграции и на проектном обучении, потому что такие уроки сложно уместить в стандартные 40-45 минут. Порой в школах отсутствует оборудование, которое нужно бы использовать при реализации проекта.

Помимо связи предметов с реальной жизнью, этот подход открывает возможность для творчества ученика. При таком подходе проектная деятельность школьников ставит ряд задач, которые необходимо решить. Единственно верного решения нет, ученику дается полная свобода творчества. Развивается проектное мышление, технологическое мышление. С помощью подобных заданий школьник не просто генерирует интересные идеи, но и сразу воплощает их в жизнь. Таким образом, он учится планировать свою деятельность, исходя из поставленной задачи и имеющихся ресурсов, что обязательно пригодится ему в реальной жизни.

Также одним из основных постулатов STEAM-образования является парное обучение в небольших группах. Так, например, на занятиях по технологии двое учеников работают за одним компьютером и собирают один проект. Это сделано совсем не для экономии учебных материалов. Такой подход предполагает обучение школьников сотрудничеству, помогая детям учиться работать в команде, развивать навыки общения, работы в группе.

    Интеграция STEM — это один из основных трендов в мировом образовании.

    Творческое задание: ПОДУМАЙТЕ, как можно применить данный метод во внеурочной деятельности по технологии. Свой пример оформить и скинуть на почту.