«STEАM» ӘДІСТЕМЕСІН ЭЛЕКТРОТЕХНИКАЛЫҚ БІЛІМ БЕРУ ЖҮЙЕСІНЕ ЕНГІЗУ

Бекбосынова Баян Нурмахановна

Түркістан көпсалалы-техникалық колледжі

Қоғамның қай саласының да дамуы да білім мен ғылымға тікелей байланысты. Ғылыми-технологиялық революцияның бүгінгі қарқыны тым тез һәм тым өзгермелі. Бүгінде әлем елдері ғылыми технологиялық революцияның төртінші толқынына куә болып отыр. Ол дегеніміз — жоғары технологиялық инновациялар, таңғаларлық өнертабыстар, ақпараттардың жылдам әрі толассыз ағыны, күн сайын жетілдіріліп отырған автоматтық жүйелер, робототехника, т.б.

Дамудың жедел қарқыны білім беру жүйесіне де жаңаша талап қоятыны айқын. Талап бар, ол — қазіргі техниканың озық дамыған ғасырында жастардың бойында ақпараттық мәдениетті қалыптастыра отырып, жан-жақты, заманауи әдістер мен технологияларды білетін, терең білімді, өз білімін кез-келген салада қолдана алатын тұлға тәрбиелеу.

Осы мақсатта елімізде қазір бірқатар білім бағдарламасы жүзеге асырылып жатыр. Соның  бірі, білім берудің жаңа бағыты — STEАM бағыты.

Қазіргі білім беру жүйесінде әлемдік білім беру стандарттарына сай, ғылыми, техникалық, инженерлік, дизайн және математикалық пәндерге арналған пәндерге ерекше көңіл бөлінуде. Осыған байланысты STEАM (Science, Technology, Engineering, Art, Mathematics) әдістемесі ғылым, технология, инженерия, дизайн және математика салаларында білім беру мен дағдыларды дамытуға бағытталған кешенді тәсіл ретінде білім беру процесіне енгізіліп отыр.

Бұл баяндамада, «Есептеу техникасы және ақпараттық желілер» мамандығы бойынша Информатика пәнін (арнайы пәндерді) оқытуда STEАM әдістемесінің білім беру жүйесіне енгізілуі мен оның тиімділігі туралы қарастырылады. STEАM әдістемесі электротехникалық білім беру саласында студенттерге кешенді білім алуға мүмкіндік береді, оларды жаңа технологияларды түсінуге, ғылыми тұрғыдан ойлауға және инженерлік шешімдерді қабылдай білуге үйретеді.

STEАM – Valve компаниясы әзірлеген танымал сандық тарату және компьютерлік ойындарды басқару платформасы. Информатиканы тиімді оқытуды қамтамасыз ету үшінмұғалімдерге қосымша мүмкіндіктер жасауға мүмкінді беретін заманауи технологияларды пайдалану қажет. STEАM технологиясы мұғалімдерге бірнеше салада дағдыларды монотонды түрде дамытуға мүмкіндік беретінғылыми және техникалық пәәндердің интеграциясын ұсынады, сонымен қатар сыни ойлауды, проблемаларды шешуге шығармашылық көзқарасты және топта жұмыс істеуді дамытуға ықпал етеді.

STEАM технологиясының информатиканы оқытудағы басты артықшылығы – оның қол жетімділігі мен икемділігі. Заманауи бағдарламалар мен құралдар мұғалімдерге информатикадағы әртүрлі процестер мен құбылыстарды құруға және модельдеуге мүмкіндік береді, бұл студенттердіңүлкен қызығушылығы мен мотивациясын тудырады. Бұл мұғалімдер технологиядан шамадан тыс араласып, алған білімдерініс жүзінде қолдана алатын белсенді және практикалық оқытуға мүмкіндік береді.

Осы баяндамада информатиканы оқытуда STEАM технологияларын қолданудың нақты мысалдарын, оның оқу тиімділігіне оң әсерін қарастырамыз. Технологияларды пайдалануда мұғалімнің рөлін және оқытуда STEАM-ді тиімді пайдалану үшін мұғалімдерді даярлаудың қолжетімділігі маңызды роль атқарады.

STEАM – оқытудың біріктірілген тәсілі, оның шеңберінде академиялық ғылыми-техникалық тұжырымдамалар шынайы өмір контекстінде зерттеледі.

Мұндай тәсілдің мақсаты – колледж, қоғам, жұмыс және бүкіл әлем арасында STEАM сауаттылықты дамытуға және әлемдік экономикадағы бәсекеге қабілеттілікке ықпал ететін нық байланыстарды орнату. Қазіргі таңда, STEАM әлемдік білім берудің басты трендтерінің бірі болып табылады. Технологиялардың қарқынды дамуының арқасында жаңа жұмысшы мамандықтары пайда болып жатыр, әсіресе STEАM жұмысшы мамандарына сұраныс жаппай өсіп жатыр.

STEАM ақпараттық жүйеде және бағдарламалық жасақтаманы әзірлеуде қолдануға болатын біірқатар технологиялар мен қызметтерді ұсынады, технологияны ақпараттық жүйеде қолданудың бірнеше әдісі бар:

1. Steamworks SDK: Steamworks SDK STEАM – мен біріктіре алатын көп ойыншы. Ойындары мен қосымшаларын құруға арналған құралдар мен кітапханалар жиынтығын ұсынады. Бұл, SDK әзірлеушілерге пайдаланушының авторизациясы, көп ойыншы, жетістітер, микротранзакциялар сияқты көптеген мүмкіндіктерді басқаруға мүмкіндік береді.

2. Steam VR: ввиртуалды шындықты дамыту үшін, Steam VR STEАM-мен біріктірілген виртуалды шындық платформасын пайдалануға болады. Ол, VR зқосымшаларын құруға, соның ішінде виртуалды шындық құрылғыларымен өзара әрекеттесуге арналған құралдарды ұсынады.

3. STEАM Workshop: STEАM-да қолжетімді ойындарға арналған модификацияларды құруға, жариялауға және орнатуға арналған платформа. Бұл, ойн әзірлеушілері үшін пайдалы болуы мүмкін, өйткені олар пайдаланушыларға өздерінің модифкациялары мен мазмұнын жасауға және орнатуғамүмкіндік береді.

4. STEАM Link: STEАM Link ойындар мен қолданбаларды компьютерден смартфондар, телеарналар сияқты басқа құрылғыларға ағынмен жіберуге мүмкіндік береді.

5. STEАM бұлттық қызметтері: STEАM ойын деректері мен паараметрлерін бұлттарда сақтауға мүмкіндік бееретінбұлттық қызметтерді ұсынады. Бұл, ойыншылар үшін ыңғайлы, өйткені олар ойынды әртүрлі құрылғылардажалғастыра алады және осы қызметтерді деректерді сақтау және ойын барысын синхрондау үшін пайдалана алатын әзірлеушілер үшін.

STEАM бағдарламасы келесі себептер бойынша маңызды:

1. Ғылыми-техникалық білімнің нақты өмірде қолданылуы. Практикалық сабақтар арқылы STEАM нақты өмірде ғылыми-техникалық білімді пайдалануды көрсетеді. Әр сабақта олар заманауи индустрия өнімдерін жасап, дамытады. Біз нақты өнімнің прототипін құруөз қолында, нәтижесінде нақты жобаны оқиды. Мысалы, белгілі бір техниканы құру үшін жас инженерлер, инженерлік жобалау процесі, іске қосу бұрышы, қысым, созылу күші, үйкеліс күші, траектория және координат осьі сияқты ұғымдармен танысады.

2. Сыни тұрғыдан ойлау мен мәселелерді шешу дағдыларын дамыту. STEАM бағдарамалары студенттерге өмірде кездесетін қиындықтарды ескеру керектілігін дамытады. Мысалы оқушыылар жоғары жылдамдықтағы автокөліктер салады, сосын олар сыналады. Алғашқы сынақтан өте алмаса, олар неге автокөліктің мәреге жете алмағанын анытайды. Ол үшін ғылыми, техникалық, инженерлік, дизайн және математикалық бөлімдерден қайсысында қателік кеткенін анықтап, бөлім бойынша жөндеу жұмыстарын жасайды. Әрбір сынақ алғанда, мақсатқа жету үшін қателіктерін түзетіп отырады.

3. Белсенді коммуникация және топтық жұмыс. Өзіне деген сенімін арттыру. Әртүрлі өнімдерді жасайтын балалар, көпірлер мен жолдарды салу, вагондар мен ұшақтарды ұшыру, роботтарды сынау және электронды ойындар, суасты және әуе құрылыстарын дамыта отырып олар, мақсатқа жақындай түседі, олар әзірлейді және сынайды, қателіктерін түзете отырып, өнімді сынақтан өткізеді және өнімді жақсартады. Соңында олар барлық мәселелерді өздері шешіп, мақсатқа жетеді. Бұл студенттер үшін – шабыт, жеңіс, адреналин және қуаныш. Әр жобадан кейін өз қабілеттерне деген сенімі артады.

4. Болашақ мамандықты таңдауға көмектесу. STEАM бағдарламалары белсенді қарым-қатынас және командалық жұмыс жасауды көрсетеді. Жұмыстарын талқылау кезеңінде студенттер арасында еркін пікірталас атмосферасы құралады. Студенттер көптегеен уақытын партада өткізбейді, өз жобаларын дамытып, тексеруден өткізеді. Олар әрдайым инструкторлар мен және олардың командасымен байланыста болады. STEM әдістемесі студенттерге заманауи білім береді және олардың еңбек нарығында бәсекеге қабілетті болуына ықпал етеді. Электротехникалық саладағы мамандар жаңа техникалық құралдар мен әдістерді меңгергенде ғана жұмысында жоғары нәтиже көрсетіп, нарықта сұранысқа ие болады.

5. Техникалық пәндерге қызығушылығын арттыру. STEАM тренингінің мақсаты – студенттердің табиғи және техникалық пәндерге қызығушылығын дамыту үшін алғышарттар жасау. STEАM тобының болуы студенттердің жаңашыл болуына батылдығын арттырады. Ғылым мен техниканы байланыстыра отырып жаңа идеялар аша бастайды.

Ғылым, техника, арт, инженерия және математика пәндерін оқыту өте маңызды, өйткені бұл салалар іс жүзінде тығыз байланысты. STEАM тренингі алты кезеңнен тұрады: сұрақ (тапсырма), талқылау, дизайн, құрылымы, тестілеу және дамыту. Бұл кезеңдер жүйелі жобалау тәсілдерінің негізі болып табылады. STEM әдістемесін енгізу үшін әртүрлі пәндерді біріктіретін кросс-дисциплинарлы әдістерді қолдану керек. Бұл оқушыларға білімді кең ауқымда қолдануға мүмкіндік береді, мысалы, электротехникалық жобаларды шешу үшін физика, математика және бағдарламалау дағдыларын біріктіру.

Мұғалімдердің кәсіби біліктілігін арттыру:STEM әдістемесін енгізу үшін мұғалімдердің білім мен дағдыларын дамыту өте маңызды. Бұл үшін үнемі оқыту курстарын ұйымдастыру, жаңа педагогикалық әдістерді үйрету қажет. Бұл әдістерді іске асыру үшін, педагогтер үнемі білім алып, біліктілігін арттырып, ізденіс үстінде болуы керек. Қазіргі таңда әлеуметтік жүйелер арқылы қосымша ақпарат алудың білімін жетілдірудің жолдары өте көп. Arduino – бұл, виртуалдылық аясынан шыға алмайтын, стандартты дербес компьютерлерге қарағанда, физикалық қоршаған ортамен неғұрлым тығыз қатынасатын электронды құрылғыларды жобалауға арналған құрал. Бұл платформа, ашық бағдарламалық кодымен «physical computing» арналған, заманауи бағдарламанықамтамасыз етуге арналған ортамен қарапайым басу тақтасында құрылған. Arduino платформасын іске қосу үшін де компьютердегі ардуино бағдарламалық жасақтамасы көмегімен командалар жасақталып, кабель арқылы микробақылаушыға жүктеледі. Мұндай әрекеттерді жасау үшін:

Arduino платасы;

Breadboard

2 сым

Жарықтандырғыш

Резистор керек

Ш ағын топтарда отырған әртүрлі пән мұғалімдері жаңартылған білім берудің идеясы бойынша пікір алмасып, бірін-бірі бағалау процесін жүзеге асырады. Сонымен қатар, тыңдаушыларға дайын презентациялармен қатар интернет ресурстар, шағын жобаларға бастау болатын зертханалық жұмыстар ұсынады.

Тапсырмаларды орындау барысында әр шағын топ шығармашылық қабілеттерін қосып басқа топтармен тәжірибе бөліседі.

Практикалық жаттығуларды орындауда жаңартылған форматта білім берудің әдіс тәсілдерін барынша қолданып, барлық тыңдаушыны қамту маңызды. Тыңдаушылар шағын топтарда Lego және Arduino платформаларында курс бойынша меңгерген тәжіриберлік дағдыларын қолданып, жобалар құрады. Lego модулінде қажеттіліктерге сай роботтар құрастырып, белгілі бір функциялық қызметтер атқаруды жүзеге асырады. Ал, Arduino платформасында әртүрлі тетіктерді жекелей іске қосып, күнделікті өмірде кездестіріп жүрген құрылғыларды жасақтайды. Мысалы, қозғалыс тетігі арқылы жарықтың жануы және сөнуі. Осы, келтірілген ақпараттардан STEАM білім беруде робот техникасының үлесі зор екенін көруге болады.

Қорытындылайтын болсам, STEM әдістемесі тек техникалық білімдерді ғана емес, сонымен қатар басқару, коммуникация, аналитикалық ойлау және командалық жұмыс сияқты маңызды дағдыларды да дамытады. STEM әдістемесі электротехникалық білім беру саласына енгізілген жағдайда, болашақ жұмысшы мамандардың білімдері тереңдеп, олар инновациялық шешімдер қабылдауға және заманауи технологиялармен жұмыс істеуге дайын болады. Бұл әдістеме студенттерді оқыту әдістерін жаңартып, олардың шығармашылық, аналитикалық және практикалық дағдыларын дамытуға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, STEM әдістемесінің электротехникалық білім беру жүйесінде қолданылуы әлемдік деңгейдегі бәсекеге қабілетті инженерлер мен техникалық жұмысшы мамандарды даярлауға септігін тигізеді. Өсуі жоғары 10 мамандықтың 9-ы STEАM білімдерін талап етеді. Соңғы жылдары «Бағдарламалық жасақтама» әзірлеушілер, мұнай инженерлері, инженер-құрылысшылар, робототехника, ядролық медицина инженерлері,су асты құрылымдары мен аэро ғарыштық инженерлердің сәулетшілері, инженер химиктер мамандықтарына сұраныстар өсуде.