STEM-заняття: основні принципи та підходи до його конструювання (16.04.2024) 

В основу унікальної освітньої методики STEM покладено комплексне одночасне вивчення декількох навчальних дисциплін. Тобто за 45 хвилин роботи учні /учениці опановують нові знання з математики, фізики, природничих наук та вчаться їх реалізовувати на практиці.

Методика STEM має такий вигляд:

1. Формування проблеми.

2. Практичні дії учнів щодо розв'язання завдання (проблеми), яка основана на реальному житті. 

3. Аналіз результатів.

На перший погляд, планування заняття STEM, яке охоплює стільки наукових областей, може здатися занадто складною. Але дотримання простого алгоритму конструювання заняття дозволить перетворити його підготовку на простий та дійсно цікавий процес. Аби розробити результативне та посправжньому захопливе STEM-заняття варто:

• визначити основну ідею;
• сформулювати проблемне запитання;
• визначити час проведення дослідження (одне заняття, тиждень, місяць);
• сформулювати мету;
• поставити чіткі завдання, що відповідають віковим особливостям учнів;
• визначити необхідні для роботи матеріали;
• прописати (для себе) очікуваний результат.

Незважаючи на шаблон підготовки, кожне STEM-занятя може бути неповторним та несхожим на попереднє. Головне - зацікавити дітей незвичними способами опанування нових знань та пошуком вирішення певних життєвих ситуацій.

Важливі складові STEM-заняття

Ефективне STEM-заняття має заохочувати учнів до обміну ідеями, застосування творчого підходу та прийняття практичних рішень. Забезпечити плідну та конструктивну діяльність школярів допоможуть такі прості прийоми:

Запитання. Використовуйте початок заняття як можливість зацікавити своїх учнів і запустити їхнє нестандартне мислення. Наприклад, запитайте у них, що вони хочуть створити. Як це можна використати у повсякденному житті? Як вони це оформлять? 

Обговорення. Комунікація має бути процесом продуктивної співпраці, який дає можливість висловити якомога більше ідей й голос кожного буде почутий. Для цього потрібно створити природну зону без засуджень, яка заохочуватиме учнів демонструвати ефективні навички слухання та залишатися зосередженими. Мозковий штурм вголос – чудова стратегія, але інтелектуальні карти також можуть бути чудовим способом знайти нові ідеї.

Дослідження. Спілкування з іншими педагогами, анкетування однолітків, пошук матеріалів в інтернеті, перегляд відповідних відео є дуже важливою складовою навчання. Ця робота допоможе учням дізнатися, які подібні продукти чи рішення вже існують, і дати їм ідеї для реалізації свого задуму.

Планування. Цей етап може бути найскладнішою частиною для учнів, адже їм доведеться проаналізувати проведені дослідження, вибрати оптимальне рішення та спланувати, як його втілити в життя. Обов’язково допомагайте своїм учням, переконавшись, що думки кожного враховані.

Практична діяльність. Незалежно від того, розробляють учні концепцію чи щось конструюють, STEM-заняття має бути творчим та супроводжуватись практичними діями. Така робота не дозволяє їм нудьгувати або відволікатися, а створений продукт буде для них справжньою винагородою. 

Тестування. Цей прийом передбачає визначення учнями способу перевірки ефективності їхніх творінь та запис результатів. Чи відповідають вони завданням та вирішують проблему? Як можна це використати у реальному житті? Ви можете запропонувати учням підготувати відгук щодо власної роботи або ж поставити їм відповідні запитання.

Вдосконалення. Цей прийом варто застосовувати у заключній частині заняття у формі обговорення щодо покращення своїх ідей учнями. За бажанням запропонуйте їм перепроєктувати свій продукт, внести зміни та створити наступний прототип. Цей цикл може тривати скільки завгодно, доки вони не будуть задоволені кінцевим результатом. 

МОДЕЛЬ 5Е

Пропонуємо розглянути навчання за моделлю 5Е і детально ознайомитись із кожним з етапів навчання.

Як конструювати STEM-урок за моделлю 5Е?

Одним із способів стимулювати учнівство бути зацікавленим під час вивчення нових тем та заохотити його навчатися є створення уроків з використанням 5E інструктивної моделі, популярної в STEM-освіті. Вона забезпечує узгодженість різних стратегій навчання, зв’язки між освітньою діяльністю та допомагає вчителям / учителькам природничих наук ухвалювати рішення щодо взаємодії з учнівством. Дослідження показали, що, порівняно з традиційними моделями навчання, модель 5E дає вагоміші переваги з точки зору активнішого інтересу учнівства до навчання та більшої здатності до наукового дослідження. Отже, було встановлено, що модель 5E позитивно впливає на академічну успішність учениць і учнів та їхню здатність до навчання10.

Модель 5E найбільш ефективна, коли учні / учениці вперше стикаються з новими концепціями, оскільки є можливість для повного циклу навчання.

Отже, як конструювати урок за моделлю 5Е? За словами Роджера В. Байбі, модель 5E найкраще застосовувати протягом двох–трьох тижнів, коли кожна фаза є основою для одного або кількох окремих уроків. Якщо ж на кожному етапі витрачається занадто багато часу, то модель не така ефективна, й учні можуть забути те, про що вони вже дізналися.

«Використання моделі 5E як основи для одного уроку знижує ефективність окремих фаз через скорочення часу та можливостей для виклику та реструктуризації концепцій і здібностей для навчання» — пояснює Р. Байбі.

Етап 1. Engage ‑ Залучити

Етап залучення ‑ це перший етап у процесі навчання за моделлю 5Е, і його головна мета полягає в тому, щоб привернути увагу учнівства та зацікавити його відповідним вмістом. Для досягнення цієї мети можна використовувати різноманітні методи та прийоми, які можуть бути зорієнтовані на різні типи діяльності. Один зі способів залучення уваги ‑ це застосування ситуації або події, які можуть зацікавити учнівство. Наприклад, можна розповісти про цікаві факти з історії, природи або науки або показати відеоролик на ці теми. Такий підхід дає можливість підвищити мотивацію до вивчення певної теми. Ще один спосіб ‑ використання проблем або головоломок. Такі завдання можуть викликати зацікавленість, а також допомогти розвивати критичне та проблемне мислення. Педагог може представити певну проблему та допомогти знайти рішення шляхом спільної роботи в аудиторії. Інший спосіб привернення уваги ‑ застосування цікавих демонстрацій або експериментів, які можуть бути пов’язані з темою, що вивчається. Це може допомогти краще зрозуміти теоретичний матеріал, а також показати його практичне застосування. Також етап залучення можна використовувати як спосіб оцінити попередні знання та виявити хибні уявлення. 

Етап 2. Explore ‑ Дослідити

На цьому етапі учні / учениці мають можливість поглибити розуміння теми або проблеми. Їхнє завдання ‑ дослідити детальніше явища, які зацікавили, та спробувати зрозуміти, що стоїть за цими явищами. Для цього можна скористатися додатковими матеріалами, читати книги або статті, дослідити тему в мережі «Інтернет», провести експеримент або обговорити тему з іншими учнями. Роль педагога на цьому етапі полягає в тому, щоб надати необхідну довідкову інформацію та допомогти знайти ресурси для дослідження теми. Можна рекомендувати книги або статті (зробити певну добірку), звернутися до експертів/-ок для отримання порад та ресурсів або допомогти у створенні експерименту чи проведенні дослідження. Також важливо скеровувати учнів і учениць у правильному напрямку, коли вони намагаються зрозуміти те, що досліджують. Цей етап може допомогти вибудувати глибоке та детальне розуміння теми або проблеми та підготувати до наступного етапу.

Етап 3. Explaine ‑ Пояснити

На етапі пояснення концепції та поняття, введені на першому етапі, стають більш доступними та зрозумілими для учнівства. Педагог використовує наукову лексику та допомагає учнівству уточнити розуміння певних термінів і понять, які були згадані раніше. Також можна запропонувати додаткові джерела інформації, які допоможуть краще зрозуміти тему. Наприклад, наочні матеріали, відео, аудіо, тексти тощо.

Мета цього етапу ‑ самостійно вибудовувати точне розуміння теми. Цього можна досягти за допомогою уточнення термінів і понять, використання додаткових джерел інформації та створення можливості для учнівства висловлювати думки та ідеї. Якщо ж учні / учениці не можуть зрозуміти тему самостійно, потрібно надати їм зрозумілі пояснення та підказки. Роль педагога на цьому етапі полягає у спрямуванні уваги учнівства на ключові аспекти та отриманні від нього пояснення. Для цього можна ставити запитання, які допоможуть краще зрозуміти певні аспекти теми. Також важливо надавати відповідну довідкову інформацію та матеріали для виконання діяльності. Якщо учень / учениця не розуміє якоїсь концепції або терміна, потрібно чітко та доступно пояснити, навести приклади.

Етап 4. Elaborate ‑ Розробити

Уже на цьому етапі ‑ етапі розроблення ‑ є можливість застосувати свої знання та розуміння на практиці. Тут учні й учениці стикаються з новими ситуаціями, де необхідно використовувати знання, набуті на попередніх етапах. Етап передбачає розв’язування завдань, застосування здобутих знань до різних ситуацій. Крім того, на етапі розроблення діти повинні опанувати наукову лексику та термінологію, що пов’язані з темою, та вільно нею оперувати. Педагогу ж необхідно надати відповідні матеріали та довідкову інформацію, щоб можна було коректно застосовувати наукові терміни в практичних завданнях та в комунікації з іншими ученицями й учнями.

Мета етапу полягає в розумінні того, як застосовувати здобуті знання в різних контекстах та на різних рівнях складності. Учнівство повинно бути здатне розв’язувати проблеми та завдання, які не мають однозначної відповіді та вимагають аналізу й креативності. Також на цьому етапі розвиваються такі навички, як самостійність та вміння працювати в команді, що є важливими складниками для подальшого успішного навчання та життя.

Етап 5. Evaluate ‑ Оцінити

На етапі оцінювання основна увага зосереджена на перевірці розуміння та вмінь, отриманих на попередніх етапах навчання. Оцінювання в цьому контексті є формувальним, оскільки його основна мета ‑ забезпечити продовження освітнього процесу та вдосконалення методів і технік навчання. У процесі оцінювання варто використовувати різноманітні інструменти, як-от тести, завдання на аналіз та синтез інформації, розповіді, щоб оцінити здатність учнів і учениць застосовувати здобуті знання в нових ситуаціях та пояснювати свої рішення й висновки. Оцінювання має бути спрямоване на розуміння того, наскільки добре учнівство зрозуміло ключові поняття, чи може застосувати ці поняття в нових ситуаціях, а також наскільки добре може пояснити свої висновки та рішення. У процесі оцінювання педагог повинен мати чітке розуміння того, що саме «шукати» в роботі учениць і учнів, щоб оцінювання було об’єктивним. Окрім того, важливими складниками етапу є рефлексія та самооцінка для розуміння сильних та слабких сторін і покращення знань та вмінь у майбутньому.

УВАЖНО ПРОАНАЛІЗУЙТЕ ЗАПРОНОВАНИЙ ЗРАЗОК

ЗАВДАННЯ ДЛЯ ВИКОНАННЯ:

1. Перейдіть за посиланням і проаналізуйте запропонований урок щодо відповідності його побудови моделі 5Е.

https://www.sutori.com/en/story/forma-ta-rozmiri-ziemli--XY5umfyGAbgmx6AvYkXPWXgZ

https://docs.google.com/document/d/1cD16xRqNDd3ie7iC5MhAvr93-TJigjts/edit

2. Перегляньте відео вебінару за посиланням: https://youtu.be/s_-62wK0LUE

3. Оберіть довільну тему із навчальної програми гуртка і розробіть "прототип" STEM-заняття відповідно до моделі 5Е (табличний варіант).

Оформіть заняття у ресурсі Telegraph. Скопіюйте покликання на підготовлену статтю в Тelegraph і вставте у документ Word, підпишіть файл Іваненко_виконані завдання і розмістіть документ у каналі команди ІІ.2 у вкладці Файли, у папці Виконані завдання.

ДЛЯ ДОПИТЛИВИХ

Прочитайте https://drive.google.com/file/d/1H0_bLI86iaHWCoBqVsLXF59iGJ2cFoxv/view

Як створити презентацію з використанням штучного інтелекту (ШІ)

1. Виберіть інструмент ШІ та зареєструйтесь на сайті.

• Gamma  ( https://gamma.app ) використовує штучний інтелект, щоб допомогти вам створити професійні презентації за лічені хвилини. Вам просто потрібно ввести текст, а Gamma згенерує дизайн слайдів, підбере зображення та шрифти (інструмент умовно безкоштовний: при реєстрації користувач отримує 440 кредитів, кожна генерація – приблизно 40 кредитів). Є можливість створення документів і веб-сторінок.
• Tome  ( https://tome.app ) фокусується на створених текстах для презентацій. Він може допомогти вам сформулювати чіткі та лаконічні тези, а також згенерувати цікаві історії та приклади. Є можливість вибирати стиль тексту в презентації. На сайті Tome користувачам надано 30 щомісячних кредитів. Ці кредити можна використовувати для генерації тексту (1 кредит за 100 слів), перекладу тощо.
• Wepik  ( https://wepik.com ) пропонує широкий спектр шаблонів та інструментів для створення інтерактивних презентацій. Ви можете використовувати його для додавання анімації, відео та інших елементів, щоб зробити вашу презентацію більш цікавою. Користувачу надається щодня 5 безкоштовних кредитів, а також є можливість «заробляти» кредити за підписку на другу і т.д. На сайті є можливість роботи з графіком (обробка фото), генерації QR-кодів та багато іншого.

На всіх з описаних сайтів можна зареєструватися, використовуючи обліковий запис Google (не потрібно запам'ятовувати додатковий логін і пароль).

Ресурс Wordwall

Ресурс для арт-терапії-онлайн:https://www.escapemotions.com/experiments/flame?fbcli