орта мектептегі физиканы және информатиканы оқыту негізінде STEM білімін қолдану

ОРТА МЕКТЕПТЕГІ ФИЗИКАНЫ ЖӘНЕ ИНФОРМАТИКАНЫ ОҚЫТУ НЕГІЗІНДЕ STEM БІЛІМІН ҚОЛДАНУ

Түйін сөздер: математика, информатика , STEM, технология.

УДК 51:372.7

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі:

• Азизов Р. Образование нового поколения: 10 преимуществ STEM-образования (Жаңа заман білімі: STEM-білім берудің 10 артықшылығы) (https://ru.linkedin.com)

• «Білім мазмұнын жаңарту аясында (5-9 сыныптарда) «математика» оқу пәнін оқыту бойынша әдістемелік ұсыныстар». Астана, 2017.

• Florida, R. The Rise of the Creative Class. — New York: Basic Books. 2002.

STEM-бұл Science, Technology, Engineering және Mathematics аббревиатурасы және осы терминдердің әрқайсысына жататын көптеген тақырыптарды қамтиды. Барлық пәндерді тізімдеу іс жүзінде мүмкін болмаса да, STEM-дің кейбір жалпы салаларына мыналар жатады: астрофизика, астрономия, биохимия, биомеханика, химиялық инженерия, құрылыс химиясы, информатика, математикалық биология, нанотехнология, неврология, ядролық физика, физика және робототехника. Көптеген пәндер көрсеткендей, STEM салалары біздің күнделікті өміріміздің барлық компоненттеріне әсер ететіні анық.

Technology-технологиялар, бұл бағыт компьютерлік технологияларды қолдану арқылы жүзеге асырылады. Scratch бағдарламалау ортасының көмегімен оқушылар физикалық процестер мен құбылыстардың үлгілерін жасайды. Blender 3D және Fusion 360 үш өлшемді модельдеуге арналған бағдарламалар мен қосымшаларды қолдана отырып, макеттерді 3D принтерде басып шығаруға болады. Технология физика бойынша білім беруді неғұрлым өзекті, шынайы өмірмен байланысты және шынайы етуге, сондай-ақ студенттердің өз зерттеулеріне мүмкіндіктерін кеңейтуге көмектесетіні анық. Мұғалімдерді осы бағытта технологияны қолдануға дайындау маңызды мәселе болып табылады. Ғалымдар мұғалімдерді сұраныстарға негізделген жаратылыстану сабақтарында АКТ технологияны қолдануға дайындау үшін тиімді және салыстырмалы түрде қысқа курсты әзірлеу мүмкіндігін зерттеді. Білімге негізделген қоғамға инновациялық өнімдер мен қызметтер қажет, сондықтан жұмыс күші білімді инновациялық тәсілдермен қолдана білуі керек. Бұл оңай емес, өйткені техникалық университеттерге түсетін көптеген студенттер ашық тапсырмаларды орындай алмайды, олар дивергентті (жанама) ойлауға үйретілмеген. 1980 жылдардан бастап физика біліміндегі технологиялар мен зерттеулердегі жетістіктер сенсорға негізделген деректерді тіркеу, бейне өлшеулер және динамикалық модельдеу үшін ақпараттық-коммуникациялық технологиялардың (АКТ) қарқынды дамуына түрткі болды.

Физика материя, қозғалыс және энергия туралы ғылымды қамтиды. Ғылымның жоғары дамыған және күрделі саласы болғандықтан, физика әдетте бастауыш және орта мектеп деңгейінде оқытылмайды. Алайда физика элементтері бастауыш сынып оқушылары алатын жалпы жаратылыстану біліміне енгізілген. Әдеттегі физика мектебінің бағдарламасы күш, кинетикалық энергия, үйкеліс және үдеу сияқты жалпы қозғалыс теорияларынан басталады. Физика сабағы адамдардың өміріне ең жақындығымен ерекшеленеді, ал физика, басқа ғылымдар сияқты, тікелей практикалық бағытқа ие. Дегенмен, оқытудың әртүрлі тәсілдерін қолдана отырып, бүгінгі оқушыны оқуға қызықтыру өте қиын мәселелердің бірі болып табылады. Қазіргі уақытта Қазақстанда оқыту жаңартылған мазмұн бағдарламасы бойынша жүргізіледі, онда негізгі рөлді бағалау емес, балаларды оқуға ынталандыру ойнайды. Бүгінгі таңда интерактивті жабдықты қолдана отырып, физика сабағының мазмұнын өзгерту жүріп жатыр. Демек сабақ процесі қызықтырақ болады, себебі бейнелер мен презентациялардан басқа біз электронды кітаптарды, тақырыптардың флипчарттарын қолданып, виртуалды зертханаларды көрсете аламыз.

Engineering –инженерлік жобалау.Осы бағытта жұмыс жасай отырып, оқушылар құрылғылар мен құрылғылардың модельдері мен конструкцияларын жасайды (таразылар, қарапайым механизмдер, гидравликалық құрылғылар, су құбыры жүйесі, электр энергиясы көздері және т.б.), олардың көмегімен мәселелерді іс жүзінде шешуге болады. Дизайн дағдыларын арттыру, модельдеу, зерттеу жүргізу, практикалық тапсырмаларды жоспарлау және орындау, алынған нәтижелерді бағалау, балаларға физикалық құрылғылар мен құрылғыларды модельдеу және жобалау ұсынылады. Осы конструкциялар мен құрылғылардың көмегімен физикалық құбылыстар мен процестерді түсіндіруге, практикалық тапсырмаларды шешуге, осы конструкциялардың өмірде қай жерде қолданылатынын егжей-тегжейлі қарастыруға болады. Материалдардан құрылғының прототипін жасай отырып, студенттер оны сынайды, құрылымын нақтылайды, оның негізгі сипаттамалары мен параметрлерін заңдар мен формулалар арқылы анықтайды.

Math-математика бағыты бойынша STEM – оқыту есептеулерді орындау, формулаларды шығару, зерттеу тапсырмаларын шешу үшін математика негіздерін пайдалану кезінде орын алады.

7-сыныптан бастап балалар физика сабақтарында формулаларды үйрене бастайды және олардың көмегімен есептерді шеше бастайды, оқушылар формулалар мен есептеулерді шығаруда қиындықтарға тап болады. Физика сабақтарында оқушыларға есептеулер жүргізу, зерттеу тапсырмаларын шешу формулаларын шығару үшін математика негіздерін қолдану ұсынылады. Мысалы, формуладан физикалық шаманы алу үшін, балаларға бөлшектермен жұмыс істеудің негізгі ережелерін және мысалдарды шешуді еске түсіру ұсынылады.

Зерттеулер көрсеткендей, STEM білім беру жағдайында тақырыпты игеру әсері мен түсіну сапасы жақсарады. Біз шағын эксперимент жасадық. Бұл экспериментке 8 сынып оқушылары қатысты, атап айтқанда екі сынып: 8 «А» (бақылау тобы) және 8 «Ә» (эксперименттік топ). Әр сыныпта 25 оқушыдан бар. Біз екі бірдей сабаққа талдау жасадық. Бір сыныпта ( 8 «А» сыныпта) сабақтар қалыпты жағдайда, ал екінші сыныпта (8 «Ә») – STEM білім беру жағдайында өткізілді. Біз STEM білім берудің артықшылықтарын тұжырымдасақ:

1. Сыни тұрғыдан ойлау дағдыларын жетілдіру. Оқушылар мен студенттер тестілеу және әртүрлі тәжірибелер жүргізу арқылы стандартты емес тапсырмаларды шешуді үйренеді. Мұның бәрі оларға ересек өмірге дайындалуға мүмкіндік береді.

2. Қарым-қатынас дағдыларын белсендіру. Бұл жүйені енгізу негізінен топтық жұмысты қамтиды. Топтық жұмыстың артықшылығы. Командада жұмыс істеуге оқушыларды үйретудің мақсаты: өз идеяларын еркін ұсыну, қателесуден қорықпау, басқалардың идеяларын тыңдай білу, түсініксіз болса сұрау.

3. Тақырыптар бойынша интеграцияланған пәнаралық оқыту-бұл бір мәселені мүлдем басқа пәндер тұрғысынан қарастыруды білдіреді.

STEM әдісін барлық жерде қолдануға болады, өйткені бұл әрқашан қымбат зертханалар мен жабдықтарды қажет етпейді. Осылайша, физика және информатика сабақтарында STEM технологияларын қолдану арқылы олардың білім сапасын жақсартудағы, сондай-ақ оқушыларды ғылым әлеміне тарту ісіндегі тиімділігін дәлелдейді. Осылайша біз ойлауға және жасауға қабілетті жаңа талантты және креативті студенттердің дүниеге келуіне ықпал етеміз. STEM білім туралы білу керек бір негізгі нәрсе- бұл білім берудегі сән ғана емес. Қазір бұл жаһандық әлемдік экология, энергетика, медицина, инженерия, құрылыс және т. б. Салалардағы проблемаларды шешудің ең нақты және тиімді тәсілі болып табылады.

Қорытындылай келе, мектеп бұл тәсілді мүмкіндігінше тезірек енгізуі керек, өйткені болашақты креативті ойлауға және дұрыс шешім қабылдауға қабілетті жоғары білікті мамандарсыз елестету қиын.