Застосування засобів STEM-освіти для навчання студентів-магістрантів педагогічних спеціальностей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національний університет біоресурсів і природокористування України

ЗАСТОСУВАННЯ ЗАСОБІВ STEM-ОСВІТИ ДЛЯ НАВЧАННЯ СТУДЕНТІВ-МАГІСТРАНТІВ ПЕДАГОГІЧНИХ СПЕЦІАЛЬНОСТЕЙ

Прохорчук Олександр Михайлович

кандидат педагогічних наук, доцент,

доцент кафедри соціальної роботи і реабілітації

м. Київ

Анотація

На сьогоднішній день набуває популярності так звана STEM- освіта. Це пов'язано з тим, що 4 науково-технічна революція накладає свій відбиток, й ми уже живемо у тотально цифровізованому світі. У сучасному світі, де технології стрімко розвиваються і змінюють наше оточення, важливість STEM-освіти стає необхідністю для підготовки молодих спеціалістів у всіх сферах життя, включаючи освіту.

З іншої сторони ми спостерігаємо зменшення рівня так званої «внутрішньої мотивації» до навчальної діяльності серед студентів, адже в наших умовах (після пандемії Covid-19, й початку бойових дій) студенти навчалися переважно у дистанційному форматі, що зумовило зменшення рівня соціалізації, й долученості до науково-освітнього середовища. Магістранти педагогічних спеціальностей мають бути особливо готові до викликів, які ставить перед ними сучасна освітня парадигма. З цією метою, запровадження STEM-освіти в навчальному процесі може стати ключовим фактором у підготовці майбутніх педагогів.

Нами була організована спроба підвищити рівень «внутрішньої умотивованості» до навчальної діяльності серед студентів-магістрантів педагогічних спеціальностей НУБіП України засобами STEM-освіти.

Стаття присвячена вивченню та аналізу ефективності використання методів та засобів STEM-освіти в навчанні студентів-магістрантів педагогічних спеціальностей. У статті розкрито інтегрований підхід до навчання, що акцентує увагу на важливості вивчення природничих наук, технологій, інженерії та математики. У статті досліджується, процес застосування методів STEM-освіти, що може збагатити навчальний процес майбутніх педагогів та підготувати їх до викликів сучасного освітнього середовища.

Нами було розглянуто підходи до впровадження STEM-освіти в навчання магістрантів педагогічних спеціальностей та досліджує їхній вплив на процес навчання та результати. Зосереджуючись на інтеграції наукових дисциплін, технологій, інженерії та математики в педагогічну практику, у статті було окреслено, як цей підхід може покращити рівень підготовки магістрантів, розвиваючи їхні аналітичні та проблемно-орієнтовані навички.

Стаття присвячена вивченню внеску у розвиток методології навчання магістрантів педагогічних спеціальностей за допомогою STEM-освіти та висвітлити її значення у формуванні якісного освітнього середовища.

Ключові слова: STEM-освіта, «внутрішня мотивація до навчання», віртуальна реальність, магістранти педагогічних спеціальностей, підготовка майбутніх педагогів. stem освіта педагогічний студент

Annotation

Prokhorchuk Oleksandr Mykhailovych Candidate of pedagogical science, associate professor, associate professor of the department of social work and rehabilitation, National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, Kyiv

APPLICATION OF STEM EDUCATION TOOLS FOR EDUCATION OF MASTER'S STUDENTS IN TEACHING SPECIALTIES

Today, the so-called STEM education is gaining popularity. This is due to the fact that the 4th scientific and technological revolution is leaving its mark, and we already live in a totally digitalized world. In today's world, where technologies are rapidly developing and changing our environment, the importance of STEM education becomes a guarantee for the training of young specialists in all spheres of life, including the education of all.

On the other hand, we observe a decrease in the level of so-called "internal motivation" for educational activities among students, despite the fact that in our conditions (after the Covid-19 pandemic and the beginning of hostilities), students studied mainly in a distance format, which led to a decrease level of socialization, and insufficiency. to the scientific and educational environment. Master's students of pedagogical specialties should be especially prepared for the challenges that the paradigm of modern education presents to them. For this purpose, the introduction of STEM education in the educational process can become a key factor in the training of future teachers.

We organized an attempt to increase the level of "internal motivation" for educational activities among master's students of pedagogical specialties of NUBiP of Ukraine with the help of STEM education.

The article is devoted to the study and analysis of the effectiveness of the use of methods and means of STEM education in teaching master's students of pedagogical specialties. The article reveals an integrated approach to learning that emphasizes the importance of studying natural sciences, technology, engineering, and mathematics. The article examines the process of applying STEM education methods, which can enrich the educational process of future teachers and prepare them for the challenges of the modern educational environment.

We observed approaches to the implementation of STEM education in the education of master's students in pedagogical specialties and investigated their impact on the learning process and results. Focusing on the integration of scientific disciplines, technology, engineering and mathematics into pedagogical practice, the article outlined how this approach can improve the level of preparation of graduate students by developing their analytical and problem-oriented skills.

The article is devoted to the study of the development of the methodology of teaching master's students of pedagogical specialties with the help of STEM education and to highlight its importance in the formation of a quality educational environment.

Keywords: STEM-education, «internal motivation to study», virtual reality, master's students in pedagogical specialties.

Постановка проблеми

Питання застосування засобів (елементів) STEM-освіти у ЗВО є вимогою часу, адже ми перебуваємо у стані 4 промислової революції, й питання вмотивованості до навчання студентів за допомогою сучасних гаджетів, й програмного забезпечення є надзвичайно актуальними у світлі інформатизації глобального простору, що у свою чергу потребує детальних емпіричних досліджень.

Аналіз останніх досліджень і публікацій

Акронім «STEM» був вперше запропонований американським бактеріологом Р. Колвел (R. Colwell) у 1990-х роках, а почав активно використовуватися Національним науковим фондом (National ScienceFoundation, NSF) США як конгломератний термін, що поєднує природничі науки, техніку, інженерію та математику. Однак у 2001 році американський біолог Д. Рамалі (J. Ramaley), на той час помічник директора з освіти та людських ресурсів у NSF, переструктурувала елементи, щоб сформувати абревіатуру STEM. З того часу навчальна програма, орієнтована на STEM-освіту, поширена у багатьох країнах поза США. [4].

Така освітня парадигма перебуває у тренді сучасних педагогічних практик, оскільки ми перейшли у еру тотальної цифровізації «ubiqitus digitization», усі сфери нашого життя пронизані цифровими технологіями, або створені за допомогою цифрових технологій, або потрапили до вас за допомогою цифрових технологій.

Питання віртуальної реальності уже не є частиною письмових домислів фантастів, а дрони які з допомогою штучного інтелекту і комп'ютерного зору збирають і відсіюють плоди, або знищують ворожу бронетехніку, або прибирають брудні кімнати готелів, чи засівають лісовими масивами великі території не є суперпродвинутими топсекретними програмами DARPA.

Це накладає свій відбиток на всю освітню галузь, очевидно, що потреба у перегляді освітніх програм у сторону цифрових технологій є надзвичайно актуальною.

Мета статті - Висвітлити деякі правила щодо виконання STEM- проєктів, й викласти результати емпіричного дослідження щодо використання елементів STEM-освіти серед магістрантів педагогічних спеціальностей НУБіП України.

Виклад основного матеріалу

Елементи STEM-освіти активно застосовуються у сфері позашкільної освіти, де на думку авторів [5, с. 45]: основними вимогами до планування та реалізації освітнього STEM-проєкту в умовах гурткової роботи у закладі позашкільної освіти є наступні:

— визначення проблеми або задачі, що для свого вирішення потребує інтеграції різних сфер знань і використання дослідницького підходу;

— проблема має бути актуальною на період її розв'язання чи в найближчому майбутньому, що визначається практичною, теоретичною, пізнавальною значущістю отриманих результатів;

— передбачається використання дослідницьких і проєктних методів;

— переважає самостійна (індивідуальна, групова) діяльність;

— обов'язковим є дотримання структури проєкту із зазначенням поетапних результатів його виконання;

— робота над проєктом здійснюється за попередньо розробленим планом і відповідно до етапів виконання проєкту;

— результати мають пізнавальну, теоретичну та практичну значущість;

— результати характеризуються новизною та оригінальністю;

— результати є обов'язково практико-спрямованими з можливістю комерційної реалізації; важливим є дотримання цілісності структури, систематичності та системності в плануванні та реалізації (поетапності виконання) проєкту.

Тренд STEM-проєктної діяльності підтримується на рівні концепції Нової української школи і відмічаються свої вимоги до виконання таких проєктів: тема проекту повинна бути актуальною та конкретною, спрямованою на вирішення певної проблеми; викладач виступає керівником, організатором, консультантом і тьютором проєкту, направляючи роботу учнів у потрібному напрямку, але не втручаючись у сам процес дослідження; необхідно створити умови для проведення експерименту учнів, і хоча найкраще мати спеціально обладнану STEM-лабораторію, можна обмежити забезпечення дослідників необхідним обладнанням; у процесі роботи над проєктом учні повинні самостійно застосовувати й інтегрувати знання з різних наукових галузей або навчальних предметів, аналізувати отриману інформацію, робити власні висновки [3].

Особливо помітним є вплив STEM-парадигми на інженерно- математичні освітні програми вищої школи, приміром для її впровадження і розвитку ключових компетентностей у агроінженерів виокремлюють такі умови:

1. Розробити інтегровану програму, яка об'єднує знання з науки, технології, інженерії, мистецтва та математики.

2. Створити лабораторії та практичні заняття, де студенти можуть застосовувати свої знання на практиці.

3. Залучити викладачів з різних галузей, які мають досвід в STEAM- освіті та агроінженерії.

4. Сприяти співпраці між факультетами та галузевими партнерами. Міждисциплінарна співпраця допоможе створити комплексні програми та проекти, які включають елементи STEAM-освіти.

5. Забезпечити доступ до сучасного обладнання та технологічних платформ для студентів. Інфраструктура має бути орієнтована на практичне навчання та дослідження.

6. Запровадити оцінку та відстеження успішності програми STEAM- освіти для агроінженерів. Це дозволить визначити ефективність навчання та внести необхідні корективи.

7. Підтримувати студентські ініціативи та проекти, що стосуються агроінженерії та STEAM-освіти. Створення студентських груп та клубів може сприяти обміну ідеями та створенню інноваційних проектів [2].

Приміром застосування елементів STEM-освіти при підготовці майбутніх енергетиків використовують специфічні екскурсії, які мають такі особливості:

Екскурсія розпочинається вступною бесідою екскурсовода, який надає короткий нарис історії підприємства, представляє його продукцію, висвітлює традиції та потребу в кадрах. Далі екскурсовод оголошує порядок проведення екскурсії та важливі правила безпеки. Студенти мають можливість оглянути обладнання та стежити за ходом технологічного процесу. Заключальною частиною екскурсії є підсумкова бесіда, під час якої студенти можуть задавати питання, що виникли під час екскурсії, а екскурсовод відповідає на них. Завершується захід спільним фотографуванням для згадки. На наступних заняттях проводиться аналіз екскурсії. Студенти готують письмові звіти, обговорюють їх та відповідають на додаткові питання викладача. Викладач оголошує оцінки за засвоєння матеріалу екскурсії [1].

Усвідомлюючи основні вимоги до STEM-освітніх заходів нами було проведено дослідження у Національному університеті біоресурсів і природокористування України, зокрема було організовано лабораторію «Інформаційно-комунікаційних технологій в освіті», яка обладнана сучасними гаджетами для роботи із віртуальною реальністю.

Дослідження щодо різниці у сприйнятті на предмет підвищення мотивації до навчальної діяльності за допомогою елементів STEM-освіти проводилося із студентами-магістрантами у межах курсу «Розумні цифрові технології в освіті»

Всього у дослідженні брали участь 53 студенти спеціальностей ПВШ (Педагогіка вищої школи), та ІКТО (Інформаційно-комунікаційні технології у освіті).

Дослідження проводилося у декілька етапів:

1. етап: методом експертного оцінювання було визначено основні мотиви до навчання серед магістрантів щодо навчальної діяльності:

1. бажання отримати престижну роботу;

2. отримання стипендії;

3. приналежність до науково-педагогічної спільноти;

4. можливість засвоювати новітні технології;

5. спонукання з боку батьків.

Всього було виділено 5 основних мотивів.

2. етап: студентам пропонувалося проранжувати ці мотиви від менш впливового до більш впливового, тобто на 1 місці буде більш впливовий, а на 5 менш впливовий.

3. етап: студентам пропонувалися заняття в лабораторії «Інформаційно-комунікаційних технологій в освіті», де вони мали змогу попрацювати із елементами STEM-освіти, після чого студентам пропонувалося знову проранжувати мотивацію щодо навчання.

За результатами дослідження на 2 етапі студенти відмітили мотиви у такому ранжуванні:

Далі на 3 етапі студентам пропонувалося попрацювати із ПЗ віртуальної реальності, окулярами й гаджетами, що являють собою елементи STEM- освіти.

Висновки

У результаті дослідження ми спостерігаємо підвищення так званої «внутрішньої мотивації» до навчальної діяльності серед магістрантів ПВШ й ІКТО до якої належать: приналежність до науково-педагогічної спільноти; можливість засвоювати новітні технології;

Дані отримані у результаті дослідження можуть свідчити про якісний перехід умотивованості щодо навчальної діяльності серед студентів- магістрантів після практичного застосування новітніх технологій, де реалізовано елементи STEM-освіти.

Подальшими розвідками плануємо розширити коло студентів які б долучалися до лабораторії «Інформаційно-комунікаційних технологій в освіті».

Література

1. Герасименко В., Майбородіна Н. STEM-освіта для підготовки енергетиків // Інноваційні практики наукової освіти: матеріали ІІІ Всеукраїнської науково-практичної конференції (Київ, 6-12 грудня 2023 року). - Київ: Інститут обдарованої дитини НАПН України, 2023. С.85

2. Доценко Н. STEAM-освіта для розвитку компетентностей майбутніх агроінженерів у системі вищої освіти // Розвиток інноваційної компетентності педагога в закладі освіти: збірник матеріалів всеукраїнської науково-практичної інтернет-конференції (Херсонська академія неперервної освіти Херсонської обласної ради) 2023. С.52

3. Мехед О. Використання освітніх практик здоров'язбереження в STEM-освіті. Проблеми та перспективи розвитку природничої освітньої галузі: збірник наукових праць. Переяслав: Домбровська, 2023. С. 276-283

4. Романько І. STEAM-освіта: сутність та історія ідеї // Актуальні аспекти розвитку STEAM-освіти в умовах євроінтеграції: збірник матеріалів Міжнародної науково- практичної інтернет-конференції (м. Кропивницький, 21 квітня 2023 року). Кропивницький: ДонДУВС, 2023. C.52

5. Смирнова А. Метод STEM-проєктів як драйвер активізації технічної творчості вихованців закладу позашкільної освіти: Всеукраїнський науково-педагогічний журнал / Освітній фактор №1 (5), м. Київ. 2023 с.63

References

1. Gerasimenko V., Maiborodina N. (2023). STEM-osvita dlia pidhotovky enerhetykiv [STEM education for the training of energy workers]. Innovatsiini praktyky naukovoi osvity: materialy III Vseukrainskoi naukovo-praktychnoi konferentsii - Innovative practices of scientific education: materials of the 3rd All-Ukrainian Scientific and Practical Conference. (pp. 85). Kyiv: Institute of the Gifted Child of the National Academy of Sciences of Ukraine [in Ukrainian].

2. Dotsenko N. (2023). STEAM-osvita dlia rozvytku kompetentnostei maibutnikh ahroinzheneriv u systemi vyshchoi osvity [STEAM education for the development of competences of future agricultural engineers in the system of higher education]. Rozvytok innovatsiinoi kompetentnosti pedahoha v zakladi osvity: zbirnyk materialiv vseukrainskoi naukovo-praktychnoi internet-konferentsii - Development of innovative competence of a teacher in an educational institution: collection of materials of the All-Ukrainian scientific and practical internet conference. (pp. 52). Kherson: Kherson Academy of Continuing Education of the Kherson Regional Council [in Ukrainian].

3. Mehed O. (2023). Vykorystannia osvitnikh praktyk zdorov'iazberezhennia v STEM- osviti [The use of health care educational practices in STEM education]. Problemy taperspektyvy rozvytku pryrodnychoi osvitnoi haluzi: zbirnyk naukovykh prats - Problems and prospects of the development of the science education field: a collection of scientific papers. (pp. 276-283). Pereyaslav: Dombrovska [in Ukrainian].

4. Romanko I. (2023). STEAM-osvita: sutnist ta istoriia idei [STEAM education: the essence and history of the idea]. Aktualni aspekty rozvytku STEAM-osvity v umovakh yevrointehratsii: zbirnyk materialiv Mizhnarodnoi naukovo-praktychnoi internet-konferentsii - Current aspects of the development of STEAM education in the conditions of European integration: a collection of materials of the International Scientific and Practical Internet Conference. (pp. 52). Kropivnytskyi: DonDUVS [in Ukrainian].

5. Smyrnova A. (2023). Metod STEM-proiektiv yak draiver aktyvizatsii tekhnichnoi tvorchosti vykhovantsiv zakladu pozashkilnoi osvity [STEM project method as a driver of activation of technical creativity of pupils of an out-of-school education institution]. Vseukrainskyi naukovo-pedahohichnyi zhurnal - All-Ukrainian Scientific and Pedagogical Journal, 1, 63 [in Ukrainian].

Размещено на Allbest.ru