Організація STEM – освіти в початковій школі засобами проектів,

 лего – творчості та лего – конструювання

Робота розкриває ефективні підходи, результативні рішення застосування інноваційних технологій STEM-навчання, виявлення сучасних моделей і технологій розвитку дитини та проблеми інтелектуального саморозвитку її особистості. Зокрема, технологія лего – конструювання у поєднанні з дослідницькою діяльністю, яка спрямована на цілісне розуміння навколишнього світу, відкриття нових знань і способів діяльності,що дає можливість отримати певний продукт, який можна використати у реальному житті.

Ключові слова: STEM – навчання, лего- конструювання, проектування, дослідницька діяльність, творчість, міжпредметні зв'язки.

Провідна педагогічна ідея: Учні вчаться знаходити шляхи вирішення не в теорії, а безпосередньо «тут і зараз», шляхом спроб і помилок. STEM – освіту часто називають «навчанням навпаки». Ланцюжок «від теорії до практики» у STEM зазвичай зворотній: спочатку – гра, придумування та майстрування, а вже потім, у процесі діяльності, - опанування теорії і нових знань.

Обґрунтування актуальності та перспективності: Актуальність і перспективність  обумовлена сучасними тенденціями в освіті, новими Державними стандартами, а саме, формуванням і розвитком інтелектуальної, вихованої, комунікабельної , успішної, творчої та  ініціативної особистості, здатної жити в сучасному суспільстві, реалізувати себе у житті. Міждисциплінарний підхід до навчання учнів молодшого шкільного віку у форматі STEAM-освіти усуває розрив між теоретичним розв’язанням проблеми і практичним втіленням в життя набутих знань. Дієвий спосіб здобуття учнями молодшого віку нових знань у контексті STEAM-проекту та їх практичне використання є процесом спільного творчого пошуку кращих рішень реальних проблем.

Вивчення STEM- освіти – це спосіб допомогти сучасним дітям у майбутньому стати новаторами, цілеспрямованими, творчими і надійними ланками команди, суспільства, країни. Така система освіти вчить жити в реальному швидкоплинному світі, вміти реагувати на зміни, критично мислити, творчо розвиватися.

Навички критичного мислення та глибокі наукові знання, отримані в результаті навчання за STEM, дозволяють учню рости новатором – двигуном всесвітнього науково – технічного прогресу. Майбутнє – за технологіями, а майбутнє технологій – за вчителем нового формату. Тільки творець може виховати творця.

На відміну від класичної, в нашому розумінні, освіти, дитина отримує набагато більше автономності. На процес навчання набагато менше впливають стосунки, що склалися між учнем та вчителем, що дає можливість більш об’єктивно оцінювати прогрес. За рахунок такої автономності, дитина вчиться бути самостійною, приймати власні рішення та брати на себе відповідальність.

В умовах початкової школи, формування навичок дослідницької діяльності здійснюється у доступній формі відповідно до вікової категорії та інтересу учнів щодо подальшого опанування курсів, пов’язаних зі STEM. За STEM методикою, в центрі уваги знаходиться практичне завдання чи проблема. Учні вчаться знаходити шляхи вирішення не в теорії, а безпосередньо «тут і зараз», шляхом спроб і помилок. STEM – освіту часто називають «навчанням навпаки». Ланцюжок «від теорії до практики» у STEM зазвичай зворотній: спочатку – гра, придумування та майстрування, а вже потім, у процесі діяльності, - опанування теорії і нових знань.

Основний акцент можна робити на лего – творчість та лего- конструювання. Для цього використовуються набори ЛЕГО різної комплектації. Це потужний інструмент навчання, в ході використання якого дитина:

·        застосовує логіку, розвиває моторику, креативне мислення;

·        вчиться створювати реальні речі;

·        формуються навички долати труднощі, працювати в команді.

Конструювання у поєднанні з дослідницькою діяльністю – це творча діяльність, спрямована на розуміння навколишнього світу, відкриття дітьми нових для них знань і способів діяльності. Вона забезпечує умови для розвитку їх ціннісного, інтелектуального і творчого потенціалу, є засобом їх активізації, формування інтересу до матеріалу, що досліджується, дозволяє формувати предметні і загальні уміння, навички.

Проектування – особливий тип інтелектуальної діяльності, відмінною особливістю якої є перспективна орієнтація, практично спрямоване дослідження. Поєднавши проектування з конструюванням можливо отримати певний продукт, який можна використати у реальному житті, що є запорукою соціалізації та самореалізації.

Технологічна карта науково – дослідницького проекту «Small State» з використанням STEM технологій.

Тема: створення міні  держави  Small State

Мета проекту:

·        сприяти цілісному уявленню про світ;

·        створити  міні державу;

·        спонукати до творчої дослідницької діяльності;

·        в ході дослідницької та практичної діяльності  сформувати розуміння залежності  рівня розвитку держави від рівня розвитку населення;

·        розвивати логіку, креативне мислення, моторику, вміння працювати в команді;

·        формувати компетентності у галузі природничих наук, техніки і технології; математичну, екологічну, громадянську та соціальну компетентності; підприємливість; глобальну компетентність:

·        виховувати життєвий оптимізм, дбайливе ставлення до природи; виховувати риси характеру, життєві принципи, що допомагають самореалізації.

Задачі проекту:

1.     Скласти план та візуально зафіксувати його за допомогою скрайбінгу.

2.     Здійснити пошук інформації, зафіксованої у плані.

3.     Провести дослідження  використання корисних копалин; види  ґрунтів, практично з’ясувати їх родючість.

4.     Побудувати міні державу за допомогою лего.

5.     Створити прапор та герб держави; скласти закони.

6.     Розробити екологічні та енергозберігаючі заходи.

7.     Презентувати виконану роботу

Очікувані результати:

1.     Побудова міні держави за допомогою Лего.

2.     Нагородження кращих міні проектів.

3.     Згуртована робота колективу.

4.     Визнання особистих досягнень.

5.     Профорієнтація.

Обладнання: мультимедійна техніка, презентації досліджень груп та особистих пропозицій, конструктор Лего різної комплектації.

Тип проекту: змішаний ( інформаційний, дослідницький, творчий)

Тривалість: місяць

Інтегровані предмети:

·        Природознавство

·        Українська мова

·        Математика

·        Трудове навчання

·        Образотворче мистецтво

·        Основи здоров’я

·        Я у світі

№	Етап проекту	Запитання (мета)	Способи реалізації	Результат
1	Проблема	Чому це важливо?	Інформаційний ( перегляд відеороликів,читання додаткової літератури, підручників, спілкування з батьками, робота з інтернет ресурсами)	Усвідомлення цілісності світу, формування глобальної компетентності
2	Мета	Навіщо це робити?	Створення скрайбінг -презентації на основі піраміди потреб людини	Сформованість розуміння потреб.
3	Завдання	Що для цього треба зробити?	Об’єднання у групи. Пропозиції учнів, батьків.	Складання плану роботи над проектом
4	Методи	Як це зробити?	Збір інформації, досліди, проектування, конструювання, малювання.	Інформація про клімат, корисні копалини, грунт; висадка насіння в різні види ґрунту; проектування будівель; написання законів, створення символіки.
5	Презентація	Як оформити результати своєї роботи?	Узагальнення та систематизація	Презентація роботи груп. Об’єднання робіт кожної групи у спільний проект.
6	Результативність	Що отримали?	Рефлексія	Усвідомлення значущості внеску кожної особистості в загальну справу, вміння вживати заходів для колективного благополуччя та сталого розвитку. Необхідність збереження довкілля

Робота над проектом почалася з бесіди « Якою я бачу свою країну?». Після цього було вирішено власноруч побудувати державу, зробивши усі потрібні розрахунки, опрацювавши інформацію різних джерел.

На першому етапі було визначено цілі та задачі проекту. Вчителем запропоновано розглянути піраміду потреб людини (за Маслоу), обговорити та визначитись з пріоритетними завданнями.

  
Після чого було складено колективний план за допомогою скрайбінг технології, в основу якого були закладені основні потреби людини.

Результат: злагоджена робота колективу, розвиток навички складання скрайбінг презентації, розуміння основних потреб людини, формування вміння вживати заходів для колективного благополуччя та сталого розвитку, що є елементом глобальної компетентності.

На другому етапі учні об’єднались у групи і почали пошук необхідної інформації у підручниках, додатковій літературі, в  інтернеті разом з батьками.  

1група – аналізувала місцевість, на якій буде розташована держава: кліматичні умови, наявність прісної води, ландшафт. Створювала карту.

2 група – вивчала ґрунти. Практична робота з висадки насіння у різні ґрунти довела, що чорнозем найбільш родючий.

3 група – вивчала корисні копалини. Були обрані найнеобхідніші для будівництва, опалення, використання у побуті.

Результат: формування природничої, екологічної компетентності; розвиток вміння аналізувати, робити висновки; висадка та догляд за рослинами. До роботи залучені батьки. Розвиток умінь та навичок з пошуку потрібної інформації з різних джерел. Як результат – в учнів поліпшились навички роботи з пошуковиками, а теоретичні знання з природознавства вийшли за межі стандартного підручника.

Третій етап роботи: дослідницька діяльність, проектування, робота з конструктором лего,

1група – створює сільське господарство (які рослини вирощувати, які домашні тварини необхідні, побудова фермерського господарства);

2 група – будує житло (математичні розрахунки, добір екологічних  матеріалів, побудова житла);

              3 група – будує кордони та засоби захисту.

Результат: визнали потребу в захисті, створили сільське господарство; формували математичну грамотність ,підприємництво. Первинна соціалізація та профорієнтація. Визнання неможливості існування однієї групи окремо від іншої. Перші кроки існування груп як соціуму.

Четвертий етап: визначення діяльності груп в напрямку розвитку для задоволення природних потреб захисту та соціалізації, робота з конструктором.

1 група – будує лікарню;

2 група – будує поліцейський відділок;

3 група – розважальний центр, стадіон;

4 група – парк та школу.

Результат: визнання того, що окремі групи , які проживають на окремо визначеній території, мають спільні традиції утворюють суспільство; розвиток соціальної компетентності. Сталий та обґрунтований підхід до визначення народності, задоволення потреби в соціалізації.

П’ятий етап: державотворча діяльність, мистецтво

1 група – створює прапор держави;

2 група – створює герб держави;

3 група – створює закони;

4 група – створює грошову одиницю.

Колективно обговорюється форма управління державою

Результат:  створення державної символіки  та грошової одиниці,усвідомлення того, що кожен є громадянином, який має свої права та обов’язки, згідно законодавства. Визнання потреби в повазі, впевненості в собі та своєму майбутньому.

Шостий етап: самореалізація та розвиток.

1 група –  індустріально-технічна група будує завод;

                         

 2 група –  інтелектуально – наукова - ІТ –центр, банк, управлінську будівлю;

 3 група – архітектурно – мистецька -  майстерні, студії, музей, виставки;

4 група – екологічно-дослідницька група (вироблення енергії, проблеми забруднення)

Результат:  самовдосконалення, потреба у розвитку, самореалізації, усвідомлення збереження навколишнього середовища. Профорієнтація кожного, незалежно від групи, в якій працює, але за умови об’єднання груп в єдиний колектив – населення міні держави.

Досягнення:

·        Цілісне уявлення про світ.

·        Колективне створення власної держави.

·        Усвідомлення значущості внеску кожної особистості в загальну справу, вміння вживати заходів для колективного благополуччя та сталого розвитку.

·        Самовдосконалення та самореалізація.

·        Профорієнтаційна обізнаність.

·        ІТ – грамотність – чітко формулювати пошукові запити.

·        Застосування критичного  підходу, аналітичного мислення, набуття дослідницьких навичок.

·        Уміння проектувати та конструювати.

·        Усвідомлення необхідності збереження довкілля.

·        Залучення батьків до проекту.

·        Уміння працювати в групі, повага один до одного і до окремої групи,згуртованість колективу.

·        Формування математичної грамотності, компетентності в природничих науках і технологіях, інформаційно-цифрової грамотності, , соціальної  й громадянської компетентності, підприємливості, загальнокультурної, екологічної грамотності  і глобальної компетентності.

Висновок

Основними ключовими компетентностями концепції «Нової української школи» є: спілкування державною та іноземними мовами, математична грамотність, компетентності в природничих науках і технологіях, інформаційно-цифрова грамотність, уміння навчатися впродовж життя, соціальні й громадянські компетентності, підприємливість, загальнокультурна, екологічна грамотність і здоровий спосіб життя.

Яка технологія могла б максимально забезпечити розвиток та реалізацію цих компетентностей? Основою для їх успішного засвоєння є  STEM-освіта, сутність якої виявляється у поєднанні міждисциплінарних практик,  креативного мислення та прийняття рішень, орієнтованих підходів до вивчення природничо-математичних дисциплін  + дослідницько-проектна  діяльність +  інноваційні технології  +  мистецькі дисципліни + лего-конструювання  + співпраця + самореалізація. STEM (від англ. Science – природничі науки, Technology – технології, Engineering – інженерія, проектування, дизайн, Mathematics – математика).

Результатом впровадження  STEM – освіти в початковій школі повинно стати ефективне формування раннього професійного самовизначення і усвідомленого професійного вибору; підтримка обдарованих учнів, рівний доступ до всіх напрямків якісної освіти, поширення інноваційного педагогічного досвіду та освітніх технологій; широка пропаганда результатів дитячої творчості.

Раннє залучення в  STEM дає можливість отримати певний продукт , який можна використати в реальному житті; підтримати не лише розвиток креативного мислення та формування компетентності дослідника, а й сприяти кращій соціалізації особистості.

Об'єднане використання різних можливостей є основою креативності та інновацій.. Спільна робота над практично-спрямованим проектом сприяє формуванню у дітей навичок роботи у команді та розвитку критичного мислення, а одночасне вивчення і застосування науки і техніки може створити безліч інноваційних проектів. Отже, використання STEM-технологій у початковій школі передбачає розвиток пізнавального інтересу  учнів до природничих дисциплін,  дослідницьких навичок, ознайомлення зі STEM професіями, навчанню дітей співпраці, розвиток навичок спілкування, роботі в групі.