STEAM арқылы пәнаралық білімді дамыту

STEAM арқылы пәнаралық білімді дамыту

Автордың аты-жөні

Мектептің атауы

Абстракт: Бұл мақалада STEAM арқылы пәнаралық білімді дамыту жолдары қарастырылған. Сонымен қатар, информатика пәнінде аббревиатураның қолданылу аясы сөз етіліп, маңызды тұстары баяндалады. Заманауи білім берудің маңыздылығы дәріптеліп, оның болашақ үшін маңыздылығы айқындалады.

Кілт сөздер: STEAM-технологиялар, инновациялық әдіс, білім беру жүйесі, жобалау және зерттеу дағдылары

Кіріспе

«Қазіргі кезде цифрлық технологияның жедел дамуы мен адам қызметінің барлық саласын цифрландырудың жылдам дамуымен байланысты STEM білім беру маңызды және өзекті мәселе, білім беру жүйесінің барлық деңгейлерінде ерекше назар аударуды талап етеді», - деп Елбасымыз айтқандай, заманауи білім беруді жетілдіру барысында барынша ұтымды тәсілдерге сүйеніп, оқытудың тиімді тұстарын басшылыққа алғанымыз жөн. Осы орайда, STEAM арқылы пәнаралық білімді дамыту аса үлкен маңызға ие.

STEM аббревиатурасы қалай жіктеледі:

S – science (жаратылыстану ғылымы)

T – technology (технология)

Е-engineering (инженерлік)

М-mathematics (математика) – деген сөздер. Яғни осы салалардың біріккен жиынтығын қамтитын кеңістік деп түсінеміз.

STEM-бұл ғылымды, технологияны, инженерия мен математиканы ең қажетті пәндер ретінде біріктірілген зерттеуге негізделген оқыту әдістемесі. Білім берудегі STEM технологиялары материалды теориялық зерттеуді ғана емес, сонымен қатар практика барысында жүзеге асыру барысын да білдіреді.

ХХІ ғасырда робототехника, бағдарламалау, жобалау, кибернетика сияқты салаларға білікті мамандар қажет. Мұндай кадрларды оқытуға басым бағыттар берілуі қажет.

STEM сабақтары мектеп оқушыларын біртіндеп әр түрлі сипаттағы өзін-өзі басқару жүйелерінің құрылымы мен жұмыс істеуінің ақпараттық принциптерінің бірлігін, табиғаттағы, техникадағы, қоғамдағы басқару процестерін түсінудің негізін қалыптастырады.

Бірнеше пәндерді біріктіре отыра оң нәтижеге қол жеткізу бағдарламаның басым бағыты. Осы орайда информатика пәні де маңызды рөлге ие екенін баса айтқанымыз жөн. Аталмыш саланы жан – жақты игерту арқылы өзге де пәндермен байланыс жасай отыра, кемелдеңген, көкірегі ояу, ойлау қабілеті тереңдетілген ұлт ұландарын тәрбиелеуге мүмкіндігіміз мол.

Әдіснама

STEM – негізінде информатика сабағында білім беру барысында екі немесе одан да көп пәндердің біріктірілген сабақтарын өткізуге мүмкіндік бар. Мысалы, графикалық редакторларды қолдана отырып, адам қаңқасының құрылымын зерттеу үшін информатика мен биологияның интеграцияланған сабағын өткізуге болады. Немесе информатика және математика сабағын біріктіре отыра тригонометрия функцияларын қайта қарастыруды, сабақта презентация әзірлеуге оқушыларға тапсырма беруге болады.

Әдістемелік деңгейде теориялық дағдыларды игеруден басқа, STEAM технологиясының технологиялық мәселелерін шешу мыналарды қамтиды:

• білім алушылардың топтық жұмыс дағдыларын игеруі;

• өз пікірлерін сындарлы түрде сынауға және қорғауға үйренеді;

• таныстыру құзыреттіліктерін меңгереді;

• белгісіздік жағдайында идеялар құруды меңгереді;

• өнімді құру және дамыту үшін дизайн және маркетинг принциптерін қолданады;

• әртүрлі қызмет салаларында технологияларды қолданудың шығармашылық әлеуетін түсінеді [1, 554 б.].

Білім берудің басым бағыты микроконтроллерден және басқару бағдарламаларын жазуға арналған бағдарламалық жасақтамадан тұратын ашық Arduino платформасына негізделген. Arduino көмегімен әртүрлі интерактивті құрылғыларды жасауға, сенсорлар мен қосқыштардың деректерін өңдеуге, қозғалтқыштарды басқаруға және т.б. жүзеге асыруға болады. Құрылғылар дербес болуы немесе компьютердің бағдарламалық жасақтамасымен өзара әрекеттесуі мүмкін. Бағдарламаны құрастыра отырып, оқушылар өз іс — әрекеттерінің нәтижелерін бірден байқай алады. Өз қолдарымен жасаған дүниені басқару, құру тәрізді қабілеттерін айқындап, сенімділіктері нығая түседі. [2].

Информатика пәні мұғалімдері информатика, физика, математика бойынша сабақ өткізе алатынын алға тартқанымыз жөн. Информатика пәнінің мемлекеттік стандарттық мазмұнын және пән мұғалімдерінің кәсіби мүмкіндіктерін ескере отырып, STEM білім беру идеясын еліміздің білім беру ұйымдарында жүзеге асыра алатын бірнеше қағидаларын есте ұстағанымыз жөн. Мәселен, 9 сыныпта информатика бойынша компьютердегі кестелік есептеулер, сызықтық есептеулер алгоритмдері тәрізді тақырыптар аясында сабақтар жүзеге асырылады. Бұл жағдайда, әрине, жаратылыстану есептерінде өлшеу нәтижелерін өңдеудің жалпы мәселелері қарастырылады және физикалық эксперимент жүргізіледі.

Зерттеу нәтижесі

Қазақстанда STEM-білім беру 2014 жылдан бастап белсенді дамып келеді. 1000-нан астам мектеп робототехника зертханаларын ашты. 1700 мектепте робототехника үйірмелері ашылды, оған 32 000-нан астам оқушы қатысады. Елде 100-ге жуық STEM-зертханалар ашылды.

Елімізде оқытудың жаңа әдістерін әзірлейтін және сынайтын эксперименттік мектептер өз жұмысын бастап кетті.

Пәнаралық тәсілде жұмыс істейтін жаңа оқу пәндері әзірленуде. Дәстүрлі физика, химия және математикадан басқа оқу ордаларында бағдарламалау және робототехника оқытылады. Балалар криптография мен сандық лингвистика негіздерін үйренуге қадам жасады.

Елімізде білім берудің робототехникасын дамыту барысы да қарқынды жүзеге асырылып, өзінің тиімділігін байқатуда. Жыл сайын аталмыш сала бойынша республикалық олимпиадалар ұйымдастырылып, жеңімпаздар Дүниежүзілік олимпиадаға (WRO) жолдама алады. Оған қоса, «RoboLand» робототехника халықаралық фестивалі тағы бар.

2016 жылы алғаш рет робототехника бойынша оқу зертханалары ашыла бастады, оның алғашқысы Алматы қаласының №159 гимназиясында пайда болды. Еліміздің басқа мектептерінде тағы 90 зертхана ашу жоспарлануда. Сондай-ақ педагогикалық кадрларды даярлау жүргізілуде: "Робототехника" элективті курсы бойынша жаттықтырушылар даярланды, республиканың жалпы білім беретін мектептерінің мұғалімдері үшін біліктілікті арттыру курстары жүргізілуде [3].

Қазіргі әлемде соңғы он жыл ішінде шығармашылық немесе зияткерлік жұмысқа байланысты индустрияда үлкен маңызға ие көптеген инновациялар пайда болды. Әлемнің көптеген елдерінде ақпараттық-коммуникациялық технологиялар мемлекет экономикасын дамытудың тетігі болып табылатын креативті салалар өзгерістерге ұшырауда. Жастардың көбі осы қызмет саласына байланысты өз білімдерін дамытқысы келеді. Бұл білім беру жүйесінің дамуына әсер етіп, жаһандық өзгерістерді қажет етуде. Егер бұрын негізінен математикалық және инженерлік бағыт дамыған болса, енді білім беру бағдарламасына көркем және шығармашылық пәндерді қосу қажеттігі де туындауда[4, 58 б.].

Әрине, білім беру жүйесі қоғамның бұл сұранысына жауап береді. Қазіргі уақытта жас ұрпаққа қосымша білім берудің көптеген бағыттары бар, мысалы, бағдарламалау, робототехника, модельдеу үйірмелері. STEAM технологиялары оларды пайдалану кезінде әртүрлі пәндік аймақтарды біріктіруге мүмкіндік береді. Білім алушылар аралас ортаға түседі, онда ғылым әлеміне ену, оларды практикада қолдану кезінде ғылыми әдістерді игеру орын алады [5, 32 б.].

Тиімді тәсілдерді басшылыққа ала отыра, зерттеу нәтижесі өзінің жақсы нәтижесін байқататынын айқын аңғарудамыз. Әрине, дамыған еліміз үшін ең алдымен білім беру барысын жан – жақты жетілдіру қажеттігі айқын басымдыққа ие екендігі айтпаса да түсінікті. Олай болса, информатика пәнін де STEAM негізінде жас буынға оқыту арқылы болашақтың іргесін берік қалыптастыратынымыз анық.

Қорытынды.

Қазіргі әлемде білім алушылар 21 ғасырдың дағдылары деп аталатын бірқатар құзыреттерге ие болуы керек. Бұл тұжырымдаманың мәні мынада, егер индустриалды дәуірде қоғамның сауаттылық деңгейін көрсететін негізгі ұғымдар жазу, оқу және арифметика деп саналса, қазіргі әлемде адам сыни ойлай білуі керек, өзара әрекеттесу мен қарым-қатынасқа қабілетті болуы қажет, бизнеске шығармашылық көзқарасы болуы керек. Осылайша, 21 ғасырдың құзыреттері пайда болды. Ол: шығармашылық, ынтымақтастық, байланыс, сыни ойлау. Алайда, бұл дағдыларды зертханада немесе математикалық алгоритмдерді қолдана отырып алу ғана мүмкін емес. Сондықтан қазіргі заманғы мамандар STEAM технологиясын игеруге көбірек кірісуі керек [6, 330 б.].

Жоғары технологиялық бағыттағы жұмысшыларды даярлау мәселесін ірі корпорациялар үнемі назарға алып:" білікті мамандардың жетіспеушілігі жоғары технологиялық компаниялар үшін гений дағдарысы туралы сөз қозғайтын деңгейге жетті" (Бред Смит, Microsoft вице-президенті), деп мәлімдеме жасайды. [7]. Көптеген елдерде олар инженерлік және ғылыми кадрларды даярлаудың тиімді жолдарын іздеумен қарастырылуда.

Мысалы, Норвегияның білім беру жүйесінде мұғалімдер "жаратылыстану" жалпы бағыты аясында бірнеше пәндерді қатар жүргізеді. Бұл оқушы үшін әлемнің біртұтас бейнесін және ғылыми дүниетанымды қалыптастыруға ықпал етеді [8]. АҚШ-та STEM білім беруді дамытудың ұлттық бағдарламасы жүзеге асырылуда. STEM — ғылым (оның үстіне, жаратылыстану ғылымы), технология, инженерлік іс және математика, яғни оқу пәндерінің STEM-жүйесі жоғары технологиялар саласындағы қызметкерлерді даярлаудың негізі болып табылады [9]. Әрине, мұндай бағытты қосымша кәсіби дайындықтан өткен және жаратылыстану-ғылыми оқу пәндері мен технологиялардың бірыңғай жүйесінде жұмыс істеуге дайын мұғалімдер ғана жүзеге асыра алады. Мысалы, АҚШ-та таяудағы 10 жылда STEM саласында 100000 мұғалімді даярлау жөніндегі ұлттық бағдарлама жұмыс істейді [4].

STEM бағдарламасы тек оқушыларға ғана емес, мұғалімдерге де бағытталған. Олар балаларға теорияны үйретіп қана қоймай, оны іс жүзінде қолдана білу дағдысын қалыптастыруы шарт. Ұстаздар өзінің бойына түйген бар біліктілікті шәкір бойына сіңіріп, заман ағымына орай, бәсекелестікке төтеп беретін жандар қатарын тәрбиелейді. Әрине, «Ұстазы жақсының – ұстамы жақсы», - дегендей, педагогикалық тәжірибе үлкен маңызға ие. Тек білікті маманнан ғана білгір оқушылар шыңдалып шығатыны сөзссіз. Олай болса, информатика пәні мұғалімдері де тиісті талапқа сай еңбек етіп, үнемі өзін – өзі жетілдіріп отыруы қажет.

Жаңа ғасыр өзінің талап тілегі мен білімділердің өз ара бақ сынасуымен өлшенетін кезең. Тек саналы ұрпақ қалыптастыру арқылы ғана, кемелдеңген келешектің іргесін берік қалыптастыратын боламыз. Олай болса, өз ісіне жауапты ұстаздар қатары көп болып, білімге ынтық жастарымыз көп болсын!

Пайдаланған әдебиеттер:

1. Морозова, О.В. STEАM-технологии в дополнительном образовании детей / О.В.Морозова, Е.С.Духанина // Баландинские чтения. - 2018. - С. 553 -556.

2. Копосов Д.Г. Факультативный курс «Основы микропроцессорных систем управления» для учащихся 9–11 классов // Информационные технологии в образовании: ресурсы, опыт, тенденции развития: сб. материалов Международной научно-практической конференции (30 ноября — 3 декабря 2011 г.). Часть II. — Архангельск: АО ИППК РО, 2011. — С174–181./11/

3. Жумажанова С. Развитие STEM-образования в мире и Казахстане. "Білімді ел - Образованная страна" №20 (57) от 25 октября 2016 г.

4. Семенова, Р.И. STEAM-образование и занятость в информационных технологиях как факторы адаптации к цифровой трансформации экономики в регионах России / Р.И.Семенова, С.П.Земцов, П.Н.Полякова // Инновации. - 2019. - №10. - С. 58 - 70./40/

5. Анисимова, Т.И. Подготовка педагогов для STEAM-образования / Т.И.Анисимова, Ф.М.Сабирова, О.В.Шатунова // Высшее образование сегодня. - 2019. - С. 31 - 35./70/

6. Анисимова, Т.И. STEAM-образование как инновационная технология для Индустрии 4.0 / Т.И.Анисимова, О.В.Шатунова, Ф.М.Сабирова // Научный диалог. - 2018. - № 11. - С. 322-332./88/

7. [Электронный ресурс] Система среднего образования Норвегии после образовательной реформы 1994 г. http://www.norge.ru/norskvgs1994/. 15.01.2003.

8. [Электронный ресурс] U.S. Congress Joint Economic Committee. STEM Education: Preparing for the Jobs of the Future. http://www.jec.senate.gov/public/index.cfm?a= Files.Serve&File_id=6aaa7e1f-9586-47be-82e7-326f47658320. April 2012.

9. [Электронный ресурс] White House Office of Science and Technology Policy. Winning the Race to Educate Our Children. Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM) Education in the 2012 Budget. http://www.whitehouse.gov/sites/default/ files/microsites/ostp/OSTP-fy12-STEM-fs.pdf. February 14, 2011.