«STEM БІЛІМ БЕРУ ҚАЗІРГІ ӘЛЕМНІҢ ЖАҺАНДАНУЫ ЖАҒДАЙЫНДА ЖАС ҰРПАҚТЫҢ БӘСЕКЕГЕ ҚАБІЛЕТТІЛІГІН ДАМЫТУДЫҢ НЕГІЗІ РЕТІНДЕ»

тақырыбында облыстық ғылыми-тәжірибелік конференциясына қатысуға

 ӨТІНІШ

 Алькенова Кинжекул Буркитовна

директор школы,  учитель информатики

Актюбинская обл, Айтекебейский район

Ушкаттинская общеобразовательная школа

«Необходимо развивать компетенции в сфере смарт-технологий, искусственного интеллекта, интеграции киберфизических систем, энергетики будущего, проектирования и инжиниринга. Это можно сделать только через построение эффективной научно-инновационной системы»

Нурсултан Назарбаев

Применение научно – технических знаний в реальной жизни

Что такое STEM – образование? В настоящее время в мире происходит четвертая технологическая революция: стремительные потоки информации, высокотехнологичные инновации и разработки преобразовывают все сферы нашей жизни. Меняются и запросы общества, интересы личности. Если раньше  на уроке труда девочки шили фартуки, а мальчики работали с деревом, то в настоящее время это просто недостаточно.  Робототехника, конструирование, программирование, моделирование, 3D – проектирование и многое другое - вот что теперь интересует современных школьников всего мира. Для реализации этих интересов необходимы более сложные навыки и компетенции. Важно не только знать и уметь, но также исследовать и изобретать. Необходимо одновременно развиваться в таких ключевых академических областях, как наука математика, технология, инженерия, физика, информатика которые можно объединить одним словом  STEM (Science Technology Engineering and Mathematics). STEM представляет собой интегрированный подход обучения, в рамках которого академические научно – технические концепции   изучаются в контексте реальной жизни.  STEM – образование (Science Technology Engineeringand Maths)-комплекс образовательных мероприятий в начальной, средней и старшей школе, способствующих изучению технологии и инженерного дела учащимися. Аббревиатура «STEM» была впервые предложена американским бактериологом Р. Колвэлл в 1990-х годах, но активно начала использоваться с 2000-х годов. STEM обучение состоит из шести этапов: вопрос (задача), обсуждение, дизайн, строение, тестирование и развитие. Эти этапы являются основной систематичного проектного подхода.  На основе STEM появились новые варианты данного понятия, наиболее распространенными из которых являются STEAM (наука, технологии, инженерия, искусство и математика) и STREM (наука, технологии, робототехника, инженерия и математика). В настоящее время STEM является одним из главных трендов в мировом образовании. Благодаря стремительному развитию технологий появляются новые профессии, повсеместно растет востребованность специалистов STEM.

Стремительное развитие и эволюция технологий приводит к тому, что на сегодняшний день, и в дальнейшим, самыми востребованными в обществе специалистами станут программисты, IT-специалисты, инженеры, профессионалы в области высоких технологий и т.д. Поэтому в обществе встаёт вопрос – как подготовить таких специалистов? Старые методы преподавания и обучения перестают работать, становятся для учеников неинтересными и ненужными. Такой тип обучения, скорее, отталкивает детей, чем  может привить им любовь к точным и естественным наукам. Для решение этой проблемы и направлены разрабатываемые новые подходы к образованию, одним из которых является STEM-образование.

Одним из направлений STEM-образования считается робототехника. Робототехника позволяет, используя игровую технологию показать ученику законы физики и электроники, заниматься музыкой, изучать основу программирования. Возможности конструкторов по робототехнике можно ограничить только его фантазией — машины, самолеты, животные, механизмы и многофункциональные роботы.

Алгоритмизация и программирование являются одной из трудных для понимания учащимися тем в предмете информатика, а при наличии дефицита часов, выделяемых на изучение предмета, перед учителем встает довольно сложная задача «Как познакомить хотя бы с основами программирования всех учащихся, в том числе и непрофильных классах?» Учителя знают, что один из самых действенных способов работы, остается игровой и соревновательный способ, несмотря на возраст ученика. Из опыта работы каждый из учителей информатики (в том числе и я)  может сказать, что наибольший интерес у учащихся вызывает  то, что ребенок может увидеть, т.е. когда сразу виден красочный результат выполнения программы.  Также мы знаем, как порой трудно объяснить учащимся, что все, что выполняет компьютер, - это программы.  Поэтому у меня возникла идея давать большую часть материала по алгоритмизации в среднем звене, используя робототехнику. Ребенку проще увидеть и сделать, чем пытаться понять, что так происходит на самом деле. Используя робототехнику, можно проиллюстрировать работу всех основных операторов, а если использовать элементы блок-схем, то и продемонстрировать работу алгоритмов без использования операторов.

Схема использования и распределения комплектов робототехники, имеющихся в школе, на различных уровнях образования.

Программирование для ЛЕГО-роботов отличается от привычных языков программирования, которые учащиеся изучают в школьном курсе информатики, но основные навыки алгоритмизации несомненно нужны. Существует множество языков и сред программирования. Каждый из них обладает своими недостатками и преимуществами. Таким образом, на занятиях по робототехнике развивая свое инженерное мышление, учащиеся знакомятся с ключевыми понятиями информатики, прикладной математики, физики, с процессами исследования, планирования и решения возникающих задач, получают навыки пошагового решения проблем, выработки и проверки гипотез, анализа неожиданных результатов. Занятия робототехникой мере выбору будущей профессии. На определенном этапе ребенок понимает, что ему больше нравится – программировать или конструировать – и он может начать заниматься,  выбранным видом деятельности  более углубленно.

Используя в своей работе STEM-технологию, работаю с талантливыми увлеченными техническими предметами учащимися. Для этого провожу уроки, используя  анализ, эксперименты, развиваю творческую среду для работы с одаренными детьми по данным направлениям. Работая по данной методике, осуществляется ранняя профориентация учащихся на технические специальности. Мой опыт доказывает, что заинтересованность учащихся растет, так как именно практическая направленность и работа с «живыми» проектами становятся значимыми для учащихся. Главное преимущество STEM состоит в организации проектного подхода для интеграции науки и технологий, который заставляет учащихся непосредственно и как можно чаще применять теоретические знания на практике. Обучение STEM это первый шаг к робототехнике, так как эксперты различных стран прогнозируют огромный рост сервисной и персональной робототехники уже к 2025 году, а это означает, что потребуются десятки тысяч специалистов новой формации. Самой востребованной специальностью, по мнению экспертов, после 2025 года будут программисты-робототехники. И начинать осваивать новые профессии нужно уже сейчас, чтобы сегодняшние школьники могли уверенно войти в жизнь.

Плюсы, которые мы видим при использовании STEM это:

• Язык обучения - английский это позволяет ученикам совершенствовать свои навыки языка;
• Четкая и логическая подача материала на уровнях CS1;
• Возможность дальнейшего развития обучения программированию в старших классах;
• Развитие логического и алгоритмического мышления;
• Среда обучения на уровне 3-4 классов (Scratch) делает обучение программированию захватывающим и интересным;
• Позволяет выявлять одаренных детей в области программирования

Среда программирования Scratch является бесплатной и ее можно скачать и использовать свободно не только на уроках но, и во внеурочное время ;

Единственный способ учить — это вовлекать учащихся в процесс обучения, технологии помогают нам в этом и открывают двери в мир высококачественного образования и обучения.

 Education Edition предоставляет широкие возможности STEM-обучения, от информатики и математики до смешанной реальности, сторителлинга, программирования и цифрового обучения.

Minecraft Education — помогут вам пробудить интерес учащихся к STEM-дисциплинам. Продукты Microsoft для образования помогают учащимся развивать любознательность и укреплять веру в свои силы, познавать на уроках реальный мир и готовиться к большому будущему. Бесплатные обучающие материалы, ресурсы, программы и поддержка партнеров помогут вашему классу начать путешествие в мир STEM-образования.

Программы STEM развивают навыки критического мышления и разрешения проблем, необходимые для преодоления трудностей, с которыми дети могут столкнуться в жизни. А также это программа отличается активной коммуникацией и командной работой.  На стадии обсуждения создается свободная атмосфера для дискуссии и высказывания мнений.  Они бывают настолько свободны, что не боятся высказать любое свое мнение они учатся говорить и презентовать. Большую часть времени дети за партой не сидят а тестируют и развивают свои конструкции. Они все время общаются с инструкторами и своими друзьями по команде. Когда дети активно учавствуют в процессе они хорошо запоминают урок.   

STEM – программы также готовят детей к технологически развитому миру. За последние годы технологии сильно развились с открытиями Интернета, GPS технологий до ДНК сканирования и конечно же до IPod. Сегодня все используют IPhone и другие смартфоны. Без технологии  представить наш мир сегодняшний день просто невозможно. Это также говорит о том что технологическое развитие  будут продолжаться и  STEM навыки являются основой этого развития.

В Казахстане также начато активное развитие STEM-образования. Подтверждением того является обозначенный переход на обновленное содержание школьного образования в контексте STEM в рамках Государственной  программы развития образования и науки.

Список литературы

1. Арефьев А.Л., Арефьев М.А. Об инженерно-техническом образовании в России. //URL: http://www.socioprognoz.ru/files/File/publ/Inkzenerno_ technicheckoe.pdf
2. Белозерцев В.И., Сазонов Я.В. Философские проблемы развития технических наук. - Саратов, 1983.
3. Образовательная программа курсов повышения квалификации руководителей МКШ «Лидерство и управление в МКШ » ЦПМ ААО «Назарбаев Интелектуальные школы»
4. Азизов Р. Образование нового поколения: 10 преимуществ STEM-образования
5. Ногайбаева Г. Развитие STEM- образования в мире Казахстане. Білімді ел- Образованная страна №20(57)от 25 октября 2016 года