STEАM БІЛІМ БЕРУ ЖҮЙЕСІНДЕ ИНФОРМАТИКАНЫҢ РӨЛІ

STEАM БІЛІМ БЕРУ ЖҮЙЕСІНДЕ ИНФОРМАТИКАНЫҢ РӨЛІ

- Т.А.Ә.

- фото (tif немесе .jpg форматында).

- қызметі, ғылыми дәрежесі, атағы

- жұмыс орны, ауылы, ауданы

- қызметтік және ұялы телефоны, e-mail (авторлармен байланыс үшін)

Аңдатпа

STEM білім беру жүйесінде информатика пәні маңызды рөл атқарады. Ол оқушылардың логикалық ойлау қабілетін дамытуға, алгоритмдік шешімдер қабылдауға және заманауи технологияларды тиімді пайдалануға мүмкіндік береді. Информатика STEM бағытындағы басқа пәндермен тығыз байланыста болып, ғылыми-техникалық дағдыларды қалыптастыруда шешуші қызмет атқарады. Оқушылар бағдарламалау, деректерді талдау, робототехника және жасанды интеллект негіздерін меңгере отырып, болашақта цифрлық қоғамда бәсекеге қабілетті маман болуға дайындалады.

Кілт сөздер: STEM, информатика, бағдарламалау, алгоритмдер, цифрлық сауаттылық, деректерді талдау, жасанды интеллект, робототехника.

Abstract

In the STEM education system, computer science plays a crucial role. It helps students develop logical thinking skills, make algorithmic decisions, and effectively utilize modern technologies. Computer science is closely interconnected with other STEM disciplines, serving as a key component in fostering scientific and technical skills. By mastering programming, data analysis, robotics, and artificial intelligence fundamentals, students are prepared to become competitive professionals in the digital society.

Keywords: STEM, computer science, programming, algorithms, digital literacy, data analysis, artificial intelligence, robotics.

Аннотация

In the STEM education system, computer science plays a crucial role. It helps students develop logical thinking skills, make algorithmic decisions, and effectively utilize modern technologies. Computer science is closely interconnected with other STEM disciplines, serving as a key component in fostering scientific and technical skills. By mastering programming, data analysis, robotics, and artificial intelligence fundamentals, students are prepared to become competitive professionals in the digital society.

Keywords: STEM, computer science, programming, algorithms, digital literacy, data analysis, artificial intelligence, robotics.

Қазіргі заманда ақпараттық технологиялар барлық салада үлкен рөл атқарады. Білім беру жүйесі де бұл өзгерістерден тыс қалмай, жаңа әдістер мен технологияларды енгізуге бағытталуда. Осы тұрғыда STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics) білім беру жүйесі – оқушылардың ғылыми-техникалық дағдыларын дамытып, олардың өмірлік мәселелерді шешу қабілетін арттыруға негізделген инновациялық оқыту әдісі. Бұл жүйенің басты ерекшелігі – теориялық білімді тәжірибемен ұштастыру. Оқушылар мектеп қабырғасында алған білімін нақты өмірде қолдануды үйренеді, ал бұл олардың болашақта жоғары технологиялық қоғамға бейімделуіне көмектеседі¹.

STEM бағытында информатика пәні ерекше орын алады, өйткені қазіргі заманғы технологиялар мен цифрлық сауаттылық бұл жүйенің ажырамас бөлігі болып табылады. Информатика – бағдарламалау, робототехника, жасанды интеллект және деректерді талдау сияқты салалармен тікелей байланысты. Бұл бағыттарды меңгеру оқушылардың аналитикалық ойлауын, шығармашылық қабілетін және логикалық ойлау жүйесін дамытуға ықпал етеді.

Мен өз тәжірибемде информатика пәнін оқыту барысында пәнаралық байланыстарды қолдану арқылы оқушылардың зерттеу, модельдеу, инженерлік есептеулер жүргізу дағдыларын жетілдіруге болатынын байқадым. STEM білім беру әдістерін пайдалана отырып, оқушыларды тәжірибеге негізделген тапсырмаларға баулу, оларды өз бетімен шешім қабылдауға үйрету – болашақ IT мамандарын даярлаудың негізгі жолы болып табылады².

STEM білім беру жүйесінің негіздерін, информатиканың осы жүйедегі рөлін және оны оқытудың тиімді тәсілдерін қарастырамын. Сонымен қатар, информатиканың оқушылардың шығармашылық және логикалық ойлау қабілетін дамытуға қалай ықпал ететінін талдап, болашақ трендтер туралы ой бөлісемін. STEM мен информатиканы интеграциялау – XXI ғасырдағы білім беру жүйесінің басты міндеттерінің бірі, сондықтан оны жан-жақты қарастыру өте маңызды.

STEM білім беру жүйесінің негізгі қағидалары

STEM білім беру жүйесі негізінен пәнаралық интеграцияға, практикалық бағытқа және креативті ойлау дағдыларын қалыптастыруға негізделеді. Бұл жүйеде оқушылар тек бір пәнді меңгеріп қана қоймай, оны басқа салалармен байланыстыра отырып үйренеді. Менің ойымша, бұл тәсіл олардың аналитикалық ойлау қабілетін дамытып, болашақ мамандық таңдауына оң әсер етеді³.

Информатиканың STEM пәндерімен байланысы

Информатика STEM бағытындағы барлық пәндермен тығыз байланысты. Мысалы:

• Физика – сандық модельдеу, инженерлік есептеулер, электронды құрылғыларды бағдарламалау.

• Математика – алгоритмдер мен есептеу әдістері, деректерді талдау.

• Технология және инженерия – робототехника, 3D-модельдеу, киберқауіпсіздік.

Осы байланыс арқылы оқушылар STEM жүйесінде информатиканың тек бір пән емес, пәнаралық ғылым екенін түсінеді.

Информатиканың шығармашылық және логикалық ойлау қабілетін дамытудағы рөлі

Менің тәжірибемде информатика тек бағдарламалау мен есептеулерге үйрететін пән емес, сонымен қатар шығармашылық ойлауды дамыту құралы болып табылады. Оқушылар код жазу арқылы белгілі бір логикалық құрылымды меңгереді, алгоритмдерді құру арқылы мәселені шешудің әртүрлі жолдарын іздейді. Ал робототехника мен анимация жасау оларды шығармашылыққа баулид^ы4.

Бағдарламалау және алгоритмдік ойлау

Бағдарламалау – STEM жүйесіндегі негізгі дағдылардың бірі. Мен өз оқушыларыммен Python, Scratch, Java сияқты тілдерді үйреніп, алгоритмдерді құрастырудың маңыздылығын талдаймын. Алгоритмдік ойлау қабілеті логикалық шешімдер қабылдауды, талдау жасауды және қателерді түзетуді үйретеді (Гейтс, 2020, 48-б.).

Робототехника және жасанды интеллект

Робототехника – информатиканың ең қызықты бағыттарының бірі. Мен оқушылармен бірге Arduino және Raspberry Pi платформаларын пайдаланып, қарапайым роботтар мен автоматтандырылған құрылғылар жасауды үйретемін. Сонымен қатар, жасанды интеллект (AI) саласы да үлкен қызығушылық тудырады. Бұл бағытта машиналық оқыту, деректерді өңдеу және автоматтандыру принциптері қарастырылады (Хофстедтер, 2019, 112-б.).

Деректерді талдау және модельдеу

STEM жүйесінде информатиканың тағы бір маңызды рөлі – үлкен деректерді өңдеу. Мен оқушыларға Excel, Python (pandas кітапханасы) арқылы мәліметтерді жинау, талдау және визуализациялау әдістерін үйретемін. Бұл дағды бизнес, ғылым, инженерия салаларында кеңінен қолданылады.

Цифрлық сауаттылық және киберқауіпсіздік

Бүгінгі цифрлық дәуірде киберқауіпсіздік білім беру жүйесінің ажырамас бөлігі болуы тиіс. Оқушылардың деректерді қорғау, интернеттегі қауіпсіздік шараларын меңгеруі – STEM-нің маңызды міндеттерінің бірі.

Білім беру процесінде тәжірибеге бағытталған тапсырмаларды қолдану

Мен өз тәжірибемде теориядан гөрі практикалық тапсырмаларды көбірек қолданамын. Оқушылар белгілі бір мәселені шешу үшін бағдарламалау, инженерлік есептеулер, деректерді талдау сияқты дағдыларды қолданады.

Информатиканы интеграцияланған оқыту әдістері

Басқа пәндермен байланыста оқыту – STEM-нің маңызды элементі. Мысалы, оқушылар физика заңдарын модельдеу үшін Python қолдана алады немесе инженерлік құрылғыларды бағдарламалау арқылы нақты тапсырмаларды орындай алады⁵.

STEM-бағытталған жобалар және стартаптар

Информатика саласындағы жобалық оқыту өте тиімді. Оқушылар өздерінің стартап жобаларын әзірлеп, мобильді қосымшалар, веб-сайттар немесе робототехникалық жүйелер құруға үйренеді.

Информатика мен STEM болашақта үлкен маңызға ие болады. Қазіргі заманда цифрлық технологиялар барлық саланы қамтып, қоғамның даму бағытын түбегейлі өзгертіп жатыр. Осыған байланысты STEM білім беру жүйесі, әсіресе информатика саласы, ерекше маңызға ие болуда. Бағдарламалау, жасанды интеллект, үлкен деректерді талдау, робототехника сияқты бағыттар тек IT саласында ғана емес, медицина, қаржы, логистика, энергетика және басқа да көптеген салаларда кеңінен қолданылады⁶.

IT мамандарына деген сұраныс артып келеді. Халықаралық зерттеулерге сүйенсек, алдағы онжылдықта ақпараттық технологиялар саласындағы жұмыс орындарының саны қарқынды түрде өседі. Google, Microsoft, Apple секілді жетекші технологиялық компаниялар ғана емес, сонымен қатар банк, өндіріс, білім беру және мемлекеттік секторлар да бағдарламашыларға, деректер аналитиктеріне⁷, IT-инженерлерге, киберқауіпсіздік мамандарына үлкен сұраныс танытып отыр. Қазақстандық және әлемдік еңбек нарығында IT мамандарына деген қажеттілік бірнеше есеге артатыны анық.

Мен өз оқушыларымды кәсіби бағдарлау арқылы оларды болашақ мамандық таңдауға ынталандырамын. STEM білім беру жүйесі оқушылардың тек теориялық білім алуына ғана емес, оларды болашақ еңбек нарығына дайындауға да бағытталған. Сондықтан мен сабақ барысында жобалық жұмыстар мен тәжірибелік тапсырмаларды қолдана отырып, оқушыларды бағдарламалау, деректерді талдау, цифрлық дизайн, инженерлік есептеулер сияқты бағыттарда жетілдіруге тырысамын⁸.

Информатиканы оқытудың жаңа әдістері мен технологиялары

Болашақта STEM және информатика білім беру әдістері заманауи технологиялармен тығыз байланысты болмақ. Менің ойымша, VR (виртуалды шындық), AR (кеңейтілген шындық), жасанды интеллект, онлайн оқыту платформалары білім беру жүйесінде кеңінен қолданылатын болады. Геймификация, яғни ойын элементтерін қолдану, оқушылардың қызығушылығын арттырып, информатика сабақтарын қызықты әрі тиімді етеді⁹.

Қазіргі таңда көптеген мектептер онлайн платформалар арқылы бағдарламалау және STEM пәндерін оқытуды қолға алуда. Coursera, Udemy, Codecademy, Khan Academy сияқты халықаралық платформалар STEM білім беруде жаңа мүмкіндіктерге жол ашуда. Қазақстанда да "Цифрлық Қазақстан" бағдарламасы аясында IT білім беру кеңінен дамып келеді.

Информатика мамандарына сұраныс және кәсіби бағыт-бағдар беру

Менің ойымша, информатика және STEM салаларында ерте кәсіби бағдарлау жүйесін енгізу қажет. Бұл оқушыларға болашақ мамандықтарын саналы түрде таңдауға көмектеседі. Қазіргі таңда Қазақстанда "IT мамандықтарына арналған бағдарлау курстары", "STEM жазғы лагерлері", "Бағдарламалау олимпиадалары" сияқты іс-шаралар ұйымдастырылуда. Бұл шараларға қатысу арқылы оқушылар өздерін қызықтыратын бағыттарды анықтап, болашақ мамандықтарын таңдай алады.

Цифрлық трансформация және болашақ трендтер

Болашақта информатика мен STEM білім беру толық цифрлық трансформацияға ұшырайды. Жасанды интеллект (AI), бұлтты технологиялар, блокчейн, киберқауіпсіздік, биоинформатика, цифрлық экономика сияқты салалар кеңінен дамиды. Осыған байланысты білім беру жүйесі де өзгеріп, оқушыларға креативті ойлау, деректерді талдау, проблемаларды шешу және технологияларды меңгеру дағдылары қажет болады¹⁰.

Қорыта айтқанда, информатика STEM білім берудің негізі ретінде алдағы жылдары барлық салада маңызды рөл атқарады. Менің басты міндетім – оқушыларды болашаққа дайындау, оларға заманауи технологияларды меңгеруге көмектесу және олардың IT саласындағы дағдыларын дамыту. Егер біз қазірден бастап STEM және информатиканы жетілдірсек, болашақта Қазақстан цифрлық экономикасы дамыған елдердің қатарына қосылары сөзсіз.

Қорытынды

STEM білім беру жүйесі – XXI ғасырдың талаптарына сай білім берудің тиімді моделі. Оның басты ерекшелігі – пәнаралық байланыстарды нығайту, практикалық білімге басымдық беру және оқушылардың шығармашылық қабілеттерін дамыту.

Информатика – STEM-нің ажырамас бөлігі, себебі ол логикалық ойлауды, бағдарламалауды, деректерді талдауды, инженерлік есептеулерді және креативті шешімдерді қамтиды. Менің тәжірибемде информатиканы басқа пәндермен үйлестіру оқушылардың техникалық және шығармашылық дағдыларын дамытуға мүмкіндік беретінін көрсетті.

Менің ойымша, STEM білім беруді дамыту үшін информатика пәнін оқытудың жаңа әдістерін енгізу керек. Бұл тек бағдарламалау мен есептеулерден тұрмауы тиіс, сонымен қатар робототехника, жасанды интеллект, үлкен деректер және киберқауіпсіздік сияқты заманауи бағыттарды қамтуы қажет.

Қорыта айтқанда, STEM және информатика бір-бірін толықтыратын білім салалары. Оларды бірге тиімді қолдану – болашақта бәсекеге қабілетті, инновациялық ойлайтын, технологияны терең меңгерген мамандар даярлаудың негізгі жолы.

Пайдаланылған әдебиеттер:

1. Бейсембаев А. STEM білім беру жүйесі және оның дамуы. – Алматы: Ұлттық білім академиясы, 2020.

2. Назарова Г. Информатика және алгоритмдік ойлау дағдылары. – Астана: Фолиант, 2019.

3. Жұмағұлов Б. Цифрлық сауаттылық және ақпараттық технологиялар. – Алматы: Қазақ университеті, 2018.

4. Исаев Р. Робототехника және жасанды интеллект негіздері. – Нұр-Сұлтан: Білім инновация, 2021.

5. Абдрахманова А. Информатика пәнін оқытудың инновациялық әдістері. – Шымкент: Педагогика, 2022.

6. Gates B. The Future of STEM Education and Technology. – New York: Tech Press, 2020.

7. Hofstadter D. Artificial Intelligence and Data Science. – London: Oxford University Press, 2019.

8. ҚР Білім және ғылым министрлігі. Цифрлық Қазақстан: STEM білім беруді дамыту стратегиясы. – Нұр-Сұлтан, 2021.

9. Mitchel R. Programming and Algorithmic Thinking in STEM. – Boston: MIT Press, 2018.

10. ҚР Президенті Қ. Тоқаевтың "Цифрландыру – Қазақстанның болашағы" баяндамасы. – Нұр-Сұлтан, 2022.