НАУКОВІ ЗАПИСКИ МАЛОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИman.gov.ua/upload/activities/Scientifik_note/Scientifik_note_JASU_13.pdfНАУКОВІ ЗАПИСКИ

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ ЦЕНТР «МАЛА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК УКРАИНЫ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР «МАЛАЯ АКАДЕМИЯ НАУК УКРАИНЫ»

MINISTRY OF EDUCATION OF UKRAINE

NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF UKRAINE

NATIONAL CENTER «JUNIOR ACADEMY OF SCIENCES OF UKRAINE»

НАУКОВІ ЗАПИСКИ МАЛОЇ

АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ

НАУЧНЫЕ ЗАПИСКИ МАЛОЙ АКАДЕМИИ НАУК УКРАИНЫ SCIENTIFIC NOTES OF JUNIOR ACADEMY OF SCIENCES OF UKRAINE

ЗБІРНИК НАУКОВИХ ПРАЦЬ СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ

COLLECTION OF SCIENTIFIC WORKS

Випуск здійснено на виконання Указу Президента України

№ 136/2017 від 18 травня 2017 року «Про відзначення 100-річчя Національної академії

наук України» і присвячено зазначеній знаменній події,

яка святкується у 2018 році

СЕРІЯ: ПЕДАГОГІЧНІ НАУКИ СЕРИЯ: ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

SERIES: EDUCATION

ВИПУСК ВЫПУСК

ISSUE

ISSN 2618-0529

КИЇВ-2018

13

Наукові записки Малої академії наук України. Випуск №13. 2018 р.

2

УДК 37:374:001.32](477)(051)+37

ББК 74.202

Н 34

Друкується відповідно до рішення Вченої ради Національного центру

«Мала академія наук України» (протокол № 8 від 23 жовтня 2018 року)

Збірник наукових праць зареєстровано в Міністерстві юстиції

України (серія КВ №19257-9057 Р від 27.08.2012 р.)

Головний редактор:

ДОВГИЙ Станіслав – д. фіз.-мат. н., професор, академік НАН України, академік НАПН України, Президент НЦ «МАН України»

Заступники головного редактора:

СТРИЖАК Олександр – д. тех. н., с. н. с.;

ЛІСОВИЙ Оксен – к. філос. н., доцент

Відповідальний редактор:

САВЧЕНКО Ірина – к. пед. н., с. н. с.

Редакційна колегія:

БАР’ЯХТАР Віктор, д. фіз.-мат. н., академік НАН України;

БЕХ Іван, д. психол. н., професор, академік НАПН України; БИКОВСЬКА Олена, д. пед. н., професор;

ГАЛЬЧЕНКО Максим, к. філос. н.;

ЄЛЬНИКОВА Галина, д. пед. н., професор; КЛІМ-КЛІМАШЕВСЬКА Анна, д. хабілітований, професор, Республіка Польща;

ЛЄВІН Ілля, д. тех. н., професор, університет м. Тель-Авів;

ПАЛАГІН Олександр, д. тех. наук, професор, академік НАН України; РОСТОКА Марина – к. пед. н. (PhD);

САВЧЕНКО Олександра, д. пед. н., професор, академік НАПН України;

САДОВИЙ Микола, д. пед. н., професор;

СЛІПУХИНА Ірина, д. пед. н., професор; СПІРІН Олег, д. пед. н., професор;

ЦИБУЛЬСЬКА Діна, к. філос. н., доцент, університет м. Тель-Авів;

ШИРОКОВ Володимир, д. тех. н, професор, академік НАН України.

Рецензенти:

МАДЗИГОН Василь, д. пед. н., професор, академік НАПН України;

ГЛОБА Лариса, д. тех. н., професор.

Н 34 Наукові записки Малої академії наук України. Серія «Педагогічні науки» :

[зб. наук. праць; редкол. : С.О. Довгий (голова), О.Є. Стрижак, О.В. Лісовий, І.М. Савченко та ін.]. – К. : Інститут обдарованої дитини НАПН України, 2018. –

Вип. 13. – 208 с.

У тринадцятому випуску збірника «Наукові записки Малої академії наук України» опубліковано

праці, присвячені пошуку ефективних методичних підходів і технологічних рішень впровадження STEM- освіти у контексті реалізації дидактичних принципів Нової української школи. Представлено інноваційні моделі й технології навчання учнівської молоді щодо побудови успішної кар’єри, зокрема наукової. Видання рекомендовано для науковців, керівників закладів освіти, педагогічних працівників, фахівців з інноваційної діяльності.

ISSN 2618-0529

УДК 37:374:001.32](477)(051)+37

ББК 74.202

Н 34 © Національний центр «Мала академія наук України», 2018


3

М І С Т Стрижак О.Є.,

Патрикєєва О.О.

ВСТУПНЕ СЛОВО

5

Бирка М.Ф.

БАР’ЄРИ, ВИКЛИКИ ТА ПРИНЦИПИ ЕФЕКТИВНОЇ

РЕАЛІЗАЦІЇ STEM-ОСВІТИ В УКРАЇНІ

6

Безродна Т.М.,

Гордієнко Н.В.

ІНФОРМАЦІЙНО-КОМУНІКАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ STEM-

ОСВІТИ В СІЛЬСЬКІЙ ШКОЛІ

24

Воронкін О. С.

ВІРТУАЛЬНИЙ ЛАБОРАТОРНИЙ ПРАКТИКУМ

«ЕЛЕКТРИЧНИЙ СТРУМ»

38

Дячок С.О.

УПРОВАДЖЕННЯ ЕЛЕМЕНТІВ STEM- (STEAM- чи STREAM-

ОСВІТИ НА УРОКАХ ЗАРУБІЖНОЇ ЛІТЕРАТУРИ ЧЕРЕЗ

ПРОЕКТНО-ДОСЛІНИЦЬКУ ДІЯЛЬНІСТЬ

59

Іваненко С.С.

ЕКОЛОГІЧНЕ ВИХОВАННЯ ЯК ЗАСІБ ФОРМУВАННЯ

ЖИТТЄВИХ КОМПЕТЕНЦІЙ ОСОБИСТОСТІ ШКОЛЯРА З

ЕЛЕМЕНТАМИ ВПРОВАДЖЕННЯ STEAM-ОСВІТИ

70

Іванов С. А.

РОЗВ’ЯЗАННЯ ЗАДАЧ З ФІЗИКИ МЕТОДАМИ

КОМП’ЮТЕРНОГО МОДЕЛЮВAННЯ (VPython, GlowScript,

Trinket)

83

Клунко Р. Ю.

ПРОБЛЕМА ФОРМУВАННЯ ПРАВОВОЇ КОМПЕТЕНТНОСТІ

МАЙБУТНІХ ВЧИТЕЛІВ ЗАГАЛЬНООСВІТНІХ ШКІЛ УКРАЇНИ

В КОНТЕКСТІ STEM-ОСВІТИ

95

Луценко В.Ю.,

Стецюк Л.І.

STEM-НАВЧАННЯ: ВИКОРИСТАННЯ ЗАСОБІВ

РОБОТОТЕХНІКИ ПРИ ВИВЧЕННІ ІНФОРМАТИКИ ЗМІСТОВА

ЛІНІЯ «ОСНОВИ АЛГОРИТМІЗАЦІЇ ТА ПРОГРАМУВАННЯ»

106


4

Славич А. П.

ЗАСТОСУВАННЯ STEM-ТЕХНОЛОГІЙ НА ЗАНЯТТЯХ ГУРТКА

ПОЧАТКОВОГО ТЕХНІЧНОГО МОДЕЛЮВАННЯ НА ПРИКЛАДІ

ВИГОТОВЛЕННЯ РУХОМОЇ ІГРАШКИ «СПІНЕР»

119

Співак О. Л.,

Петрікін С. В.

STEM-ОСВІТА У КРАСНОГРАДСЬКОМУ НВК № 3 ЯК

МЕХАНІЗМ ФОРМУВАННЯ УСПІШНОЇ ОСОБИСТОСТІ В

УМОВАХ УПРОВАДЖЕННЯ НОВОЇ УКРАЇНСЬКОЇ ШКОЛИ

129

Соколов В. А.,

Ревнюк О. М.,

Лучковський А.,

Новіцький А.

ПАРАДИГМА STEM-ОСВІТИ В КОНТЕКСТІ КУРСУ

РОБОТОТЕХНІКИ НОВОЇ УКРАЇНСЬКОЇ ШКОЛИ

140

Савченко І.М.,

Легун В.Т.,

Юрова О.Л.

ІННОВАЦІЙНІ ПОШУКИ: СТВОРЕННЯ STEАM-ЦЕНТРУ» НА

БАЗІ ДЕРЖАВНОГО ПРОФЕСІЙНО-ТЕХНІЧНОГО

НАВЧАЛЬНОГО ЗАКЛАДУ «КРИВОРІЗЬКИЙ НАВЧАЛЬНО-

ВИРОБНИЧИЙ ЦЕНТР»

153

Туз І. А.

ДОСВІД СТВОРЕННЯ НАВЧАЛЬНО-РОЗВИВАЛЬНИХ ПРОГРАМ

З МАТЕМАТИКИ В СЕРЕДОВИЩІ SCRATCH

162

Шибка О. С.

АСТРОНОМІЯ ДЛЯ МАЛЮКІВ: ПРАКТИЧНИЙ ДОСВІД

ВПРОВАДЖЕННЯ STEM-КУРСУ ДЛЯ ДІТЕЙ МОЛОДШОГО

ВІКУ

175

Шубіна О. П.

ФАКТОРИ, ЯКІ ВПЛИВАЮТЬ НА ВИБІР УЧНЯМИ

МАЙБУТНЬОЇ ПРОФЕСІЇ У СФЕРІ STEM

190

204

ПЕРСОНАЛІЇ АВТОРІВ

CONTENT 206

Стрижак Олександр, Патрикєєва Олена

ВСТУПНЕ СЛОВО

Прискорення процесів глобалізації в економіці та політиці висуває нові

вимоги до структури та якості освіти. Посилення розвитку освіти наукового

спрямування, що базується на дослідно-орієнтованому навчанні, направлене на

поглиблене вивчення профільних предметів та набуття компетентностей,

необхідних для подальшої дослідно-експериментальної, конструкторської,

винахідницької діяльності, є пріоритетним спрямуванням розвитку освіти

України, що сприяє зміцненню економіки держави.

Актуальним напрямом освіти наукового спрямування є STEM-

орієнтований підхід до навчання, що ґрунтується на міждисциплінарних

засадах у побудові навчальних дисциплін і окремих дидактичних елементів

(інтегроване навчання відповідно до певних тем або реально існуючих

проблем).

Така освітня технологія має на меті комплексно формувати ключові

фахові, соціальні й особистісні компетенції молоді, які визначають її

конкурентоспроможність на ринку праці: здатність і готовність до розв’язання

комплексних задач (проблем), критичного мислення, творчості, когнітивної

гнучкості, співпраці, управління, провадження інноваційної діяльності тощо.

Використання провідного принципу STEM-освіти – інтеграції дозволяє

здійснювати модернізацію методологічних засад, змісту, обсягу навчального

матеріалу предметів природничо-математичного циклу, технологізацію процесу

навчання та формування навчальних компетентностей якісно нового рівня.

Саме тому нині для України є важливим та пріоритетним розвиток STEM-

освіти, зокрема: розробка науково-методичного забезпечення та спеціальних

засобів навчання; підготовка та перепідготовка науково-педагогічних

працівників; розширення мережі регіональних STEM-центрів/лабораторій;

створення інформаційної бази розвитку STEM-освіти в Україні з

використанням найсучасніших інформаційних технологій тощо.


6

ТЕОРЕТИКО-МЕТОДИЧНІ Й ПРАКТИКО-ОРІЄНТОВАНІ

ЗАСАДИ ВПРОВАДЖЕННЯ STEM-ОСВІТИ В УКРАЇНІ

УДК 37.01-37.02

Бирка М. Ф.

БАР’ЄРИ, ВИКЛИКИ ТА ПРИНЦИПИ ЕФЕКТИВНОЇ РЕАЛІЗАЦІЇ

STEM-ОСВІТИ В УКРАЇНІ

У статті уточнено сутність поняття «STEM-освіта», її цілі та

очікувані результати для системи освіти. Проаналізовано нормативно-правове

забезпечення й виокремлено бар'єри і виклики на шляху успішного

впровадження STEM-освіти в Україні. Виділено й обґрунтовано дванадцять

принципів ефективної реалізації STEM-освіти у загальноосвітніх навчальних

закладах в аспектах визначення: мети і завдань, діяльності учнів, змісту

освіти та організації освітнього процесу.

Ключові слова: STEM-освіта, поняття, цілі і очікувані результати,

правова база, бар'єри і виклики, принципи ефективної реалізації.

Постановка проблеми у загальному вигляді та її зв’язок із

важливими науковими чи практичними завданнями. Науково-технічний

прогрес та інформаційна революція зумовили виникнення нових професій у

високотехнологічній сфері на перетині природничих наук та інформаційних

технологій. Успіх майбутніх професіоналів у цій сфері в основному залежить

від їх глибоких та ґрунтовних знань зі STEM-дисциплін, які викладаються у

загальній середній освіті (математики, фізики, хімії, біології й особливо

інформатики), які формують науковий світогляд особистості. Не менш

важливим є логічне та критичне мислення особистості як засіб, що дозволяє

отримувати точну та достовірну інформацію в середовищі. З цих причин

проблема впровадження освіти STEM є надзвичайно важливою для системи


7

освіти як складової процесу глобалізації та інтеграції України в європейське

освітнє середовище та вихід на глобальний ринок праці.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Проблема впровадження

STEM-освіти широко досліджується у світовому науково-педагогічному

співтоваристві в роботах R. Bybee [2], J. Fairweather [5], H. Gonzalez & J. Kuenzi

[6], H. Kanematsu & D. Barry [7], M. Mataric & N. Koenig [9], M. Sanders [12], P.

Williams [15] та ін. Зокрема, науковцями проаналізовано підґрунтя STEM-

освіти, вивчено практичні аспекти використання робототехніки, визначено

вимоги до сучасного вчителя технологій, окреслено переваги й недоліки STEM-

освіти та окреслено перспективи її розвитку до 2020 року.

Проте, в українській науково-педагогічній спільноті ця проблема

висвітлюється епізодично тільки В. Шарко [13]. Отже, питання ефективного

впровадження STEM-освіти в Україні залишається практично не вивченим, що

й зумовлює актуальність нашого дослідження.

Мета дослідження – визначити бар’єри і виклики на шляху успішного

впровадження STEM-освіти та виділити й обґрунтувати принципи її ефективної

реалізації у загальноосвітніх навчальних закладах Україні.

Виклад основного матеріалу дослідження.

Теоретичні основи дослідження. Термін «STEM-освіти» є абревіатурою,

яка поєднує чотири основні підходи та дисципліни до освіти – науку,

технологію, інженірінг та математику. Назва STEM уперше була використана

Національним фондом науки наприкінці ХХ століття як концепція, що

стосується будь-якої діяльності в галузі STEM-дисциплін [2].

Зарубіжними науковцями (Н. Цупрос, Р. Колер та Дж. Халлінен), STEM-

освіта розглядається як «міждисциплінарний підхід до навчання, де строгі

академічні концепції поєднуються з реальними уроками, коли студенти

застосовують науку, технологію, інженірінг та математику в контексті, що

створює зв’язки між школою, роботою, суспільством та глобальним

виробництвом, що забезпечує розвиток STEM-грамотності, а з нею й здатність

особистості конкурувати в умовах нової економіки» [14].


8

Це поняття також визначається як «стандартизована мета-дисципліна, яка

викладається у загальноосвітніх навчальних закладах, де всі педагоги, особливо

вчителі STEM-дисциплін забезпечують викладання на основі інтегративного

підходу до навчально-виховного процесу, а зміст навчальних дисциплін не

розділений, але спрямований і розглядається як одне жваве, гнучке

дослідження» [1, с. 6].

За даними Г. Гонсалеса та Дж. Куензі, STEM освіта включає в себе

освітню діяльність як на уроках, так і у позаурочний час, на всіх рівнях системи

освіти – від дошкільної до післядипломної [6].

Отже, основна мета STEM-освіти полягає у підвищенні значення науки,

технологій, інженірінгу та математики як основних вимог інформаційного

суспільства та нової економіки.

Багатообіцяючі очікувані результати в галузі STEM-освіти, пов’язані з

викладачами, які беруть участь у цій реформі, охоплюють три основних

положення:

1) кращі результати навчання учнів у STEM-галузі як основна вимога

інформаційного суспільства;

2) підвищення ефективності викладання STEM-дисциплін;

3) можливість (варіативність) змін ролей педагогічних працівників у

STEM-областях [5, с. 3-5].

Ще одним позитивним моментом є підготовка учнів до майбутньої

професійної діяльності в таких високих технологічних областях як

робототехніка та штучний інтелект. У цьому контексті М. Матаріч, Н. Кеніг і Д.

Фейл-Сейфер [9] рекомендують робототехніку як чудовий інструмент, який

може бути реалізований через практичні заняття на будь-яких уроках на рівні

початкової, середньої та старшої школи. Автори описують власне бачення

застосування робототехніки в областях STEM у школах К-12 та пропонують

матеріали та інструменти, а також розроблені курси з науки, що передбачають

використання робототехніки при викладанні у середній школі. Матеріал

включає в себе плани уроків, що вільно розповсюджуються в Інтернеті,


9

детальний методичний посібник з ілюстраціями та рішеннями для

програмування роботів, а також посібник, в якому описані ключові поняття та

принципи використання робототехніки в навчальному процесі.

Однак, як відмітив Р. Байбі [2], в більшості випадків це нововведення

трактується лише як поєднання науки та математики, незважаючи на те, що

вплив технологій та інженірінгу зростає із кожним днем. Отже, сучасна STEM-

освіта повинна орієнтовуватися на розвиток знань, вмінь та навичок учнів у

галузі інжинірингу та використання технологій. Актуальні теми включають:

проектування інженерних процесів; опис того, як це працює; як

використовувати технології; вирішення проблем та інновації тощо.

Незважаючи на всі ці позитивні факти, П. Вільямс зауважує, що

впровадження і підтримка STEM-освіти є дуже складним завданням, оскільки

шкільна програма має жорстку структуру, яка стійка до змін [15, с. 27]. Ще

однією перешкодою є кадрові питання у середній і старшій школі, де кожен

вчитель викладає одну дисципліну, не як у початковій школі, де один вчитель

викладає всі предмети, що обумовлює необхідність забезпечити спільне

викладання в середніх і старших класах, і, відповідно це вимагає певної

підготовки вчителів для успішної реалізації цієї інновації. Ще одна складність

полягає в тому, як пов’язати між собою STEM-дисципліни та виправдати їх

місце у навчальному плані [15, с. 28]. З цих причин «концентрація уваги на

STEM-інтеграції може не тільки не подолати бар’єри, а й призвести до

знищення технологій як окремого компонента навчального плану. Отже, до

STEM-освіти слід підходити з обережністю» [15, с. 33].

Таким чином, STEM-освіта може розглядатися як модель превентивної

реформи системи освіти України, яка в першу чергу ґрунтується на інноваціях в

організації навчально-виховного процесу викладання STEM-дисциплін, як

відповідь на виклики XXI століття.

Нормативно-правове забезпечення STEM-освіти в Україні.

Законодавчу базу STEM-освіти в Україні сформовано трьома основними

документами: Законом України «Про інноваційну діяльність» (2002 р.) [8],


10

Наказом Міністра освіти і науки України «Про затвердження Порядок

здійснення інноваційної освітньої діяльності» (2000 рік) [11] та Наказом

Міністра освіти і науки України «Про створення робочої групи з впровадження

системи освіти в Україні» (2016 рік) [10] .

Перший документ визначає правові, економічні та організаційні засади

державного регулювання інноваційною діяльністю в Україні, встановлює

державні форми ініціатив та інноваційних процесів, спрямованих на розвиток

інноваційної економіки України. Відповідно до цього закону новаціями є

новосформовані (застосовані) та (або) покращені конкурентні технології,

продукти або послуги, а також організаційно-технічні рішення для

промислового, адміністративного, комерційного чи іншого напрямку, що

значно покращує рівень та якість продукції та (або) соціальні послуги;

інноваційна діяльність – це діяльність, спрямована на використання та

комерціалізацію результатів досліджень та розвитку, що призводить до випуску

нових конкурентоспроможних товарів та послуг [8].

Другий документ визначає процедуру інноваційної освітньої діяльності у

системі освіти. Відповідно, освітні новації розглядаються як новостворені,

вдосконалені навчальні, освітні або управлінські системи, вдосконалення їх

складових, що забезпечують значне покращення освітньої діяльності.

Інноваційна освітня діяльність здійснюється на національному, регіональному

та рівні навчального закладу.

На національному рівні інноваційна діяльність включає такі сфери:

освіта, підвищення кваліфікації, адміністративні системи; основний компонент

дошкільної освіти, інваріантний компонент загальної середньої освіти, зміст

національного компонента професійної освіти, зміст освіти дорослих,

нормативний зміст вищої (включаючи аспірантуру) освіти; експериментальні

навчальні програми, підручники, навчальні посібники, розроблені в ході

експерименту та результати для підвищення рівня освіти; освітні технології,

форми, методи та ресурси навчання, управління освітою; науково-методичне,

кадрове, матеріально-технічне та фінансове забезпечення навчального процесу


11

в навчальних закладах; системи, технології, форми та методи навчання

педагогічних та керівних кадрів закладів освіти [11]. Відповідно до Наказу

Міністра освіти і науки України (2016 р.) [10] з метою інноваційного розвитку

дисциплін природно-математичного циклу, активізації досліджень в напрямку

впровадження та розвитку STEM-освіти в Україні, було створено робочу групу,

до складу якої увійшли: науково-педагогічний колектив Інституту модернізації

змісту освіти, обласні інститути підвищення кваліфікації вчителів, методичні

працівники районного й міського рівнів та вчителі-практики. Основним

завданням цієї групи є розробка плану дій щодо реалізації STEM-ініціативи в

Україні.

Бар’єри та виклики на шляху впровадження STEM-освіти в Україні.

Процес впровадження STEM-освіти в Україні, як і будь-який

інноваційний процес зустрічає на своєму шляху чимало бар’єрів та викликів.

Дж. Ейджівайл [5, с. 64-69] визначив десять бар’єрів на шляху успішної

реалізації STEM-ініціативи в США, які вельми актуальні й для української

системи освіти:

1. Слабка підготовка і нестача кваліфікованих вчителів STEM-дисциплін.

2. Відсутність інвестицій у професійний розвиток вчителів.

3. Слабка підготовка і низька мотивація учнів.

4. Відсутність різноманітних форм зв’язку між окремими учнями.

5. Відсутність підтримки з боку шкільної системи.

6. Відсутність співпраці в галузі STEM-досліджень.

7. Слабкий зміст підготовки.

8. Слабкі методи навчання та оцінювання.

9. Поганий стан лабораторного обладнання та навчальних засобів.

10. Відсутність практичного навчання учнів.

Визначені бар’єри стають надійним підґрунтям для визначення низки

викликів до системи освіти України. Проведений аналіз наукових праць,

власний досвід та авторське бачення, дозволяють нам визначити виклики, які

необхідно подолати на шляху успішної реалізації STEM-освіти в Україні в


12

методологічному, управлінському та виконавчому аспектах. Нижче ми навели

визначені виклики у відповідних аспектах впровадження STEM-ініціативи в

Україні.

Методологічні виклики впровадження STEM-освіти включають:

необхідність чіткого розуміння сутності STEM-освіти, особливостей її

реалізації та можливих результатів;

необхідність розробки узгодженої концепції та визначення стратегії

реалізації STEM реформи в українській освіті;

необхідність розробки моделі реалізації STEM-освіти, яка визначатиме

завдання навчання, виконавчі ролі, зміст навчальних програм, традиційні та

інноваційні методи навчання, методичні рекомендації, діяльність вчителя та

учнів в класі або лабораторії, ресурси та результати;

необхідність розробки освітньої технології для ефективної реалізації

STEM освіти в Україні, яка буде реалізовувати відповідну модель;

необхідність розробки методів та засобів оцінювання, які визначатимуть

навчальні результати учнів, особливо більш комплексних, як, наприклад,

запам’ятовування знань впродовж довгого періоду часу, їх застосування для

розв’язання незнайомих проблем і прихильність до навчання впродовж усього

життя.

Управлінські виклики до процесу реалізації STEM-освіти наступні:

необхідність розробки детального плану заходів для окремих курсів,

відділів, установ освіти та регіонів. Такий план повинен включати терміни

реалізації всіх заходів і відповідальних осіб;

необхідність управляти процесом реалізації STEM-освіти на кожному

рівні школи – від початкової школи до старшої школи з основним фокусом на

взаємодію та взаємозв’язок навчальних дисциплін в межах та поза напрямами

освіти;

необхідність розробки методики мотивації вчителів та учнів до вивчення

STEM-дисциплін. Така методика мотивації дасть можливість підвищити інтерес


13

учнів до STEM-галузі та забезпечить їх підготовку до вибору відповідної

STEM-спеціальності у вищому навчальному закладі України;

необхідність проведення регулярного моніторингу для визначення

поточного стану реалізації STEM ініціативи і виявлення можливих проблем, у

разі виникнення яких, можуть бути проведені відповідні заходи, направлені на

їх вирішення;

необхідність забезпечення суттєвого зовнішнього фінансування для

розробки науково-методичних матеріалів, управління та оцінки результатів

реалізації STEM-освіти в Україні.

Виконавські виклики у процесі реалізації STEM-освіти:

підвищення обізнаності громадськості про STEM-освіту, рівень її

ефективності та важливість цього нововведення для майбутньої кар’єри

випускників ЗНЗ;

необхідність підвищення кваліфікації вчителів-суб’єктів впровадження

STEM освіти, яким не вистачає необхідних знань і навичок для викладання

STEM дисциплін;

необхідність здійснення адекватної матеріальної компенсації вчителям-

виконавцям для залучення і утримання висококваліфікованих вчителів;

необхідність заохочення усіх STEM-виконавців до подання достатньої

інформації про курси лекцій, матеріали і ресурси, необхідні для її успішної

реалізації. Крім того, вони могли б деталізувати актуальність STEM-ініціативи

у власній професійній та педагогічній діяльності.

Принципи ефективного впровадження STEM-освіти в Україні.

Поняття «принципи» ми розуміємо як певні вихідні нормативні вимоги

щодо організації навчального процесу, що забезпечують його ефективність та

результативність. Вони визначають зміст, напрямок і основні результати цього

процесу. Тому принципи визначаються через цілеспрямовані закони,

положення та рекомендації. Слід також зазначити, що принципи

взаємопов’язані і визначають один одного [3, с. 168-170].


14

Виходячи з цієї теоретичної позиції, визначених бар’єрів та викликів,

власного досвіду та в залежності від ключових компонентів та етапів

навчального процесу, ми визначили дванадцять принципів, що сприятимуть

ефективній реалізації STEM-освіти в Україні:

мета та завдання навчання (орієнтація на практичні цілі та чіткість);

залучення учнів (персоналізація, взаємодія та нижня лінія);

формування вмісту навчання (взаємозв’язок, інтеграція (цілісність) та

модульність);

організація навчання (практичне навчання, технологізація, безперервність

та адаптація).

Розглянемо визначені принципи детальніше та наведемо приклади їх

використання.

Принцип 1. Орієнтація на практичні цілі.

Відповідно до цього принципу, при розробці будь-якої програми STEM-

освіти у її мету, завдання та очікувані результати слід включити якомога більше

практичних цілей навчання, насамперед формування системи технологічних

вмінь та навичок, які є підґрунтям для розвитку комп’ютерної та технологічної

грамотності, ІКТ компетентності, інформаційної культури тощо. При цьому

слід використовувати відповідні формулювання, що відображають очікувані

навчальні результати учня. Такими формулюваннями є: «оволодіти…»,

«вміти...».

Під вміннями ми розуміємо здатність учня застосовувати набуті знання

на практиці, а навички – як дії, які виконуються особистістю без особливої

уваги (підсвідомо).

Формулюючи цю мету, слід враховувати основні завдання навчально-

виховного процесу в сучасній школі загалом та конкретні завдання освіти і

виховання у галузі природничо-математичних дисциплін зокрема. А також

реальні навчальні можливості тих, хто навчається.

Принцип 2. Чіткість.

Цей принцип вимагає зрозумілості, несуперечливості та чіткості мови


15

формулювання цільової складової програми STEM-навчання, оскільки

ефективність STEM-освіти може забезпечуватися лише за умови однакового

розуміння й правильного тлумачення її мети та завдань всіма учасниками

навчально-виховного процесу.

Чіткість визначення мети та завдань програми STEM-навчання також

дасть можливість кожному учню організовувати власну самоосвітню діяльність

та окреслити близькі та далекі очікувані результати навчання.

Отже, основна мета STEM-освіти – підготовка підростаючого покоління

до ефективної життєдіяльності в умовах високо технологічного інформаційного

суспільства на основі максимально можливого використання їх особистісних

якостей та потенційних можливостей.

Принцип 3. Персоналізація.

Даний принцип визначає необхідність врахування у процесі STEM-

навчання власних потреб, здібностей та особистих можливостей кожного учня.

У цьому контексті на вчителя покладається вельми важливе завдання – не

тільки визначити потреби, здібності та можливості кожного учня, а й дати їм

усвідомити власні «слабкі» та «сильні» сторони, окреслити напрями

особистісного розвитку та знайти своє місце у суспільстві.

Принцип персоналізації тісно пов’язаний з особистісно зорієнтованим

підходом, що вимагає включення в навчально-виховний процес STEM-освіти

особистого досвіду, почуттів, переживань, емоцій, дій і вчинків кожного учня.

Такий принцип забезпечує врахування індивідуальних психологічних,

вікових та інших особливостей учнів. Кожен учень повинен почуватися

індивідуальністю, особистістю, яка є суб’єктом STEM-навчання. Принцип

персоналізації також передбачає, що спілкування та взаємодія між усіма

суб’єктами STEM-навчання має відбуватися на засадах партнерства.

Таким чином, під час проведення навчальних занять та виконання

практичних й лабораторних робіт кожен учень повинен бути залучений до

вивчення STEM-дисципліни відповідно до власних потреб та здібностей.


16

Принцип 4. Взаємодія.

Визначений принцип зумовлює необхідність використання різноманітних

інтерактивних технологій навчання у процесі реалізації STEM-освіти. Це дасть

змогу забезпечити ефективну взаємодію не тільки між учнем та вчителем, а й

між учнем та учнем, у різних формах діяльності, від індивідуальної до

колективної.

Для цього необхідно, щоб вчитель з повагою, але принципово і вимогливо

ставився до кожного учня, розвивав їх активність, ініціативність та

самостійність у процесі навчання STEM-дисциплін. Ключову роль також

відіграє зацікавленість учнів у навчально-виховному процесі, їх прагнення

брати участь у дискусіях, розв’язанні проблемних завдань, навчальних дослідах

та експериментах тощо.

Не менш важливим в цьому контексті також є комунікативне партнерство

і співпраця, що передбачає організацію STEM-навчання на основі довіри,

взаємодопомоги та взаємоповаги між усіма суб’єктами, а також розвиток

поваги, довіри до особистості учня з наданням йому можливості для вияву

самостійності, ініціативи та індивідуальної відповідальності за результат.

Принцип 5. Нижня лінія.

Основною ідеєю цього принципу є те, що не всі учні повинні досягти

найвищого рівня розвитку у галузі STEM-освіти, оскільки не всі будуть

інженерами, математиками або програмістами. В той же час кожен учень

повинен набути мінімум знань, вмінь та навичок, який необхідний для успішної

професійної діяльності та життя в інформаційному суспільстві.

Це передбачає ретельний відбір навчального матеріалу зі STEM-

дисципліни з урахуванням рівня підготовки учнів. Отже, завдання, що

ставляться перед учнями, повинні бути їм посильними.

Принцип 6. Взаємозв’язок.

Відповідно до цього принципу зміст STEM-дисципліни повинен бути

пов’язаний з основними навчальними дисциплінами на кожному рівні школи.

При цьому у змісті кожного предмета необхідно виділяти основні


17

формоутворюючі елементи, які мають важливе наукове та освітнє значення, а

також другорядні похідні елементи, знання яких для учнів є необов’язковим. Не

менш важливим у цьому контексті також є:

– цілеспрямоване планування навчального процесу з урахуванням

оптимальної послідовності вивчення STEM-дисциплін і найбільш

раціонального розташування навчального матеріалу за темами;

– перехід від простих тем і структур до складних, від конкретних – до

загальних і навпаки;

– перехід до вивчення наступного матеріалу зі STEM-дисципліни тільки

після міцного засвоєння попереднього;

– проведення теоретичних занять перед практичними, методично

обґрунтоване чергування теоретичних і практичних занять;

– пошук можливостей комплексного використання знань, навичок і вмінь

під час проведення різноманітних занять.

Принцип 7. Інтеграція (цілісність).

Даний принцип зумовлює необхідність у тісному поєднані окремих

розділів навчальної програми STEM-дисципліни. При цьому інтеграція – це не

просто поєднання, а взаємопроникнення двох або більше розділів.

Органічне поєднання у змісту програми STEM-дисципліни відомостей

інших навчальних предметів природничо-математичного циклу навколо однієї

теми сприяє інформаційному збагаченню сприйняття, мислення і почуттів

учнів за рахунок залучення цікавого матеріалу, що також дає змогу з різних

сторін пізнати якесь явище, поняття, досягти цілісності знань у STEM-галузі.

Інтеграція змісту STEM-дисциплін дає змогу:

– усунути дублювання у вивченні ряду питань;

– ущільнити знання, тобто реконструювати фрагмент знань таким

чином, засвоєння якого вимагає менше часу, проте породжує еквівалентні

загально навчальні та технологічні уміння;

– опанувати з учнями значний за обсягом навчальний матеріал,

досягти цілісності знань;


18

– залучати учнів до процесу здобуття знань;

– формувати творчу особистість учня, розвивати його здібності.

Принцип 8. Модульність.

Даний принцип передбачає організацію навчального процесу STEM-

освіти як дискретно-неперевну послідовність, що складається з логічно

завершених модулів зі структурованим змістом, що спрямований на досягнення

конкретних дидактичних цілей. Він впливає на зміст, організаційні форми і

методи навчання.

Педагогічні вимоги, за допомогою яких реалізується цей принцип:

– завдання навчального процесу формулюють у діяльнісному аспекті і

повідомляють на початку навчання;

– зміст модуля включає: обґрунтування навчальних завдань, підготовку

навчального матеріалу та організацію контролю за його засвоєнням, що дає

змогу учням вирішити поставлені завдання;

– контрольні запитання мають на меті оцінити ступінь засвоєння знань,

сформованості умінь і навичок, закріпити здобуте, діагностувати труднощі

того, хто навчається; оцінка результатів кожного учня не залежить від рівня

результатів класу;

– методи і засоби навчання обирають таким чином, щоб вони сприяли

комплексному досягненню цілей навчання і контролю за засвоєнням змісту

конкретної теми модуля та курсу загалом (переважно індивідуальне навчання

та самоосвітня діяльність);

– завдання вчителя: надання інформації, мотивування, консультація,

діагностика.

Це надає певні переваги для учня: можливість вибору способу навчання,

оптимального темпу, місця та часу занять відповідно до їх індивідуальних

потреб. Переваги для вчителя: недостатнє засвоєння змісту модулів можна

помітити на кожному етапі навчання, тому курс засвоюється довершеними

порціями, у разі невдачі на конкретних етапах навчання вчитель повинен

повторно вивчити окремий модуль, а не всю дисципліну.


19

Принцип 9. Практичне навчання.

Цей принцип визначає зміст навчання та умови організації STEM-освіти,

надає навчанню практичну спрямованість, забезпечує його зв’язок із сучасним

рівнем розвитку науки і техніки та суспільства. Відповідно до цього переважна

частина уроку зі STEM-дисципліни має бути присвячена практичному

навчанню. Так, 50-75% навчального часу має відводитись на виконання

практичних вправ з використанням ПК або інших інноваційних цифрових

технологій, зокрема робототехніки.

Принцип практичної спрямованості STEM-освіти у навчальному процесі

реалізується шляхом виконання учнями різноманітних практичних вправ,

практичних та лабораторних робіт. Отже, формування та вдосконалення

навичок і вмінь у галузі STEM-дисципліни відбувається завдяки виконанню

цих вправ.

Принцип 10. Технологізація.

Визначений принцип передбачає послідовні науково-обґрунтовані дії всіх

суб’єктів процесу впровадження STEM-освіти, підпорядковані досягненню

кінцевої мети, виконання яких певною мірою гарантує досягнення позитивного

результату – забезпечення ефективної реалізації STEM-освіти в Україні.

Технологія впровадження STEM-освіти має бути пов’язана з сучасними

педагогічними та освітніми технологіями, концепцією розвитку сучасної

системи загальної середньої освіти, сучасними парадигмами розвитку освіти в

Україні та відповідним змістовим наповненням функцій всіх суб’єктів цього

процесу.

Вона передбачає системний, концептуальний, нормативний та

варіативний опис діяльності вчителів STEM-дисциплін, методистів ЗНЗ,

РМК/ММК й ППО та викладачів ІППО. Технологія впровадження STEM-освіти

повинна задовольняти такі методологічні вимоги: концептуальність,

системність, керованість, ефективність та відтворюваність.

Принцип 11. Безперервність.

Відповідно до цього принципу, STEM-освіта здійснюється постійно, а не


20

випадково, й триває від початкової школи до завершення навчання у

загальноосвітньому навчальному закладі. Він пов’язаний з концепцією

непевності освіти та концепцією навчання впродовж життя.

Реалізація цього принципу передбачає розробку програм STEM-освіти не

тільки для початкової, а й для середньої та старшої школи. Не менш важливим є

безперервність класної та позакласної діяльності, робота у гуртках технічної

творчості, участь у конкурсах, олімпіадах тощо.

Принцип 12. Адаптація.

STEM-освіта повинна швидко реагувати на зміну стану довкілля та в разі

необхідності певним чином змінювати свою діяльність та спрямованість. Для

цього необхідно, щоб програма STEM-освіти мала певні резерви ресурсного

забезпечення, передусім у тематиці та часі.

Даний принцип обґрунтовує наявність у моделі STEM-освіти механізму

зміни певних параметрів, корегування яких забезпечить її адаптацію в умовах,

що змінилися. При цьому ці параметри постійно уточнюються і корегуються

відповідно до нових умов.

Також важливим є пристосування моделі STEM-освіти до умов

конкретного регіону (району, міста, села та загальноосвітнього навчального

закладу). Така адаптація передбачає врахування специфіки кожного окремого

регіону з його регіональними нормативно-правовими актами у сфері освіти,

культурними та національними особливостями, соціальними, економічними та

іншими умовами регіону.

При цьому слід відмітити, що у кожному конкретному випадку

необхідним є розумний ступінь балансу адаптивності, при якому прагнення до

гнучкості налаштувань та охоплення всіх особливостей регіону моделлю

STEM-освіти не призведе до її суттєвого переускладнення. Досягнення цього

балансу можливе за умови вибору оптимального рівня деталізації всіх

складових моделі STEM-освіти.

Висновки. STEM-освіта є міждисциплінарним підходом, який має на меті

інтегрувати навчання та викладання науки, технологій, інженерінг та


21

математики в один гнучкий та життєвий процес, щоб випускник міг успішно

конкурувати в нових економічних умовах.

Основна перевага STEM-ініціативи полягає в тому, що вона є моделлю

превентивного реформування освіти України, як відповідь на основні виклики

й проблеми ХХІ століття та інформаційного суспільства. Законодавча база у

сфері STEM-освіти в Україні нині тільки формується й знаходиться на

початковому рівні, отже може бути вдосконалена для багатьох перспективних

напрямків реформування. Проте успішна реалізація STEM-ініціативи в Україні

наштовхується на чимало бар’єрів, які стають передумовою для визначення

відповідних викликів, які слід подолати. У пропонованому дослідженні ми

визначили та описали основні виклики, які є актуальними для системи освіти

України в методологічному, управлінському та виконавчому аспектах.

Також у ході дослідження визначено дванадцять принципів, що

сприятимуть ефективній реалізації STEM-освіти в Україні та наведено

приклади їх застосування. В залежності від ключових компонентів та етапів

навчального процесу, для успішного впровадження STEM-освіти в Україні слід

дотримуватись таких принципів: мета та завдання навчання (орієнтація на

практичні цілі та чіткість), залучення учнів (персоналізація, взаємодія та нижня

лінія), формування вмісту навчання (взаємозв’язок, інтеграція (цілісність) та

модульність), організація навчання (практичне навчання, технологізація,

безперервність та адаптація).

Перспективи подальших досліджень полягають у висвітленні й

обґрунтуванні теоретичних засад підготовки та науково-методичного

супроводу вчителів до впровадження STEM-освіти в Україні.

Список використаних джерел

1. Brown R., Brown J., Reardon K., & Merrill C. Understanding Stem. Current

Perceptions // Technology & Engineering Teacher. – 2011. – Vol. 70. – № 6. – Pp. 5-

9.

2. Bybee R. W. Advancing STEM Education: A 2020 Vision // Technology

and Engineering Teacher. – Sep 2010. – Vol. 70. – № 1. Pp. 30-35.


22

3. Бирка М. Ф. Система професійного розвитку вчителів природничо-

математичних дисциплін у післядипломній освіті: дис. ... докт. пед. наук :

13.00.04 / Бирка Маріан Філаретович. – Запоріжжя, 2016. – 438 с.

4. Ejiwale J. Barriers to successful implementation of STEM education //

Journal of Education and Learning. – 2013. –Vol.7. - № 2. – Pp. 63-74

5. Fairweather J. Linking Evidence and Promising Practices in Science,

Technology, Engineering, and Mathematics (STEM) Undergraduate Education. –

2008. – [Електронний ресурс]. – Режим доступу:

http://www7.nationalacademies.org/ bose/Fairweather _CommissionedPaper.pdf.

6. Gonzalez H. B., Kuenzi J. J. Science, Technology, Engineering, and

Mathematics (STEM) Education: A Primer. – CRS Report for USA Congress. –

August 1, 2012. – 34 p.

7. Kanematsu H., Barry D. M. STEM and ICT Education in Intelligent

Environments. Intelligent Systems Reference Library. – Vol. 91. – Springer, 2016. –

202 p.

8. Закон України «Про інноваційну діяльність» № 40-IV від 04.07.2002 р.

– [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://zakon5.rada.gov.ua/laws/

show/40-15.

9. Mataric M.J., Koenig N. & Feil-Seifer D. Materials for Enabling Hands-On

Robotics and STEM Education. Refereed Workshop AAAI Spring Symposium on

Robots and Robot Venues. – 2007. – [Електронний ресурс]. – Режим доступу:

http://rrl.cse.unr.edu/media/documents/2016/Mataric-2007-536.pdf.

10. Наказ МОН України «Про створення робочої групи з питань

впровадження STEM-освіти в Україні». – №188 від 29.02.2016 р. –

[Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://old.mon.gov.ua/ua/about-

ministry/normative/5219-.

11. Наказ МОН України «Про затвердження положення про порядок

здійснення інноваційної освітньої діяльності». – № 522 від 07.11.2000 р. –

[Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://zakon2.rada.gov.ua/laws/

show/z0946-00.

http://www7.nationalacademies.org/%20bose/Fairweather%20_CommissionedPaper.pdf

http://www7.nationalacademies.org/%20bose/Fairweather%20_CommissionedPaper.pdf

http://zakon5.rada.gov.ua/laws/%20show/40-15



http://rrl.cse.unr.edu/media/documents/2016/Mataric-2007-536.pdf

http://rrl.cse.unr.edu/media/documents/2016/Mataric-2007-536.pdf

http://old.mon.gov.ua/ua/about-ministry/normative/5219-



http://zakon2.rada.gov.ua/laws/%20show/z0946-00

http://zakon2.rada.gov.ua/laws/%20show/z0946-00


23

12. Sanders M. STEM, STEM Education, STEMmania // The Technology

Teacher. – December/January 2009. – Pp.20-26.

13. Шарко В.Д. Напрями модернізації системи шкільної освіти в

умовах переходу на STEM-навчання / В.Д.Шарко. – 2016. – [Електронний

ресурс]. – Режим доступу: http://internet-confer.16mb.com/.

14. Tsupros N., Kohler R., and Hallinen J. STEM education: A project to

identify the missing components. Intermediate Unit 1: Center for STEM Education

and Leonard Gelfand Center for Service Learning and Outreach. – Carnegie Mellon

University, Pennsylvania, 2009. – 32 p.

15. Williams P J. STEM Education: Proceed with caution // Design and

Technology Education: An International Journal. – 2011. – Vol 16. № 1. –

Pp. 26-35.

Мариан Бырка. БАРЪЕРЫ, ВЫЗОВЫ И ПРИНЦИПЫ

ЕФФЕКТИВНОЙ РЕАЛИЗАЦИИ STEM-ОБРАЗОВАНИЯ В УКРАИНЕ

В статье уточнена сущность понятия «STEM-образование», ее цели и

ожидаемые результаты для системы образования. Проанализировано

нормативно-правовое обеспечение и определены барьеры и вызовы на пути

успешного внедрения STEM-образования в Украине. Выделены и обоснованы

двенадцать принципов эффективной реализации STEM-образования в

общеобразовательных учебных заведениях в аспектах определения: целей и

задач, деятельности учащихся, содержания образования и организации

образовательного процесса.

Ключевые слова: STEM-образование, понятие, цели и ожидаемые

результаты, правовая база, барьеры и вызовы, принципы эффективной

реализации.

http://internet-confer.16mb.com/


24

Marian Byrka. BARRIERS, CHALLENGES AND PRINCIPLES OF

EFFECTIVE IMPLEMENTATION OF STEM-EDUCATION IN UKRAINE

The article clarifies the essence of the concept "STEM-education", its goals

and expected results for the education system. The legal framework is analyzed and

the barriers and challenges on the way of successful implementation of STEM-

education in Ukraine are identified. The twelve principles of the effective

implementation of STEM-education in education institutions in the aspects of

determination: goals and objectives, activity of students, the content of education and

organization of educational process are highlighted and substantiated.

Key words: STEM-education, concept, goals and expected results, legal

framework, barriers and challenges, principles of effective implementation.

УДК 37.3:53

Безродна Т.М., Гордієнко Н.В.

ІНФОРМАЦІЙНО-КОМУНІКАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ STEM-ОСВІТИ В

СІЛЬСЬКІЙ ШКОЛІ

Основою STEM-освіти є практична робота учнів та проблемне навчання.

Висвітлюється запровадження в процес навчання медіаосвітніх технологій, які

можна використовувати на уроках природничо-математичного циклу в

сільських школах, що мають певні особливості навчання. STEM-освіта

забезпечує взаємозв'язок природничих предметів. Завдяки їй в учнів

формується правильна світоглядна картина. Використання практико-

орієнтованих науково-дослідницьких проектів є запорукою різнобічного

розвитку підростаючого покоління, забезпечує активізацію і розвиток

інтелекту, творчої інтуїції, мислення з урахуванням можливостей кожної

дитини. STEM-освіта розвиває творче середовище для виявлення обдарованих

дітей і не залишає поза увагою жодну дитину. Медіаосвітні технології є


25

цікавими для учнів, вони легкодоступні, не потребують матеріальних затрат.

Репрезентація навчальних продуктів у вигляді інтерактивних вправ, анімації,

комп'ютерних програм сприяє розвитку креативності та інформаційної

компетентності учнів. Робота над предметними проектами – запорука

свідомого вибору майбутньої професії.

Ключові слова: STEM-освіта, інформаційно-комунікаційні технології,

проектна діяльність, фізика, техніка.

Постановка проблеми. Перехід до інноваційної системи освіти

європейського рівня передбачає підготовку фахівців, здатних до засвоєння

передових технологій. Здобуття сучасних професій потребує знань із різних

освітніх областей: природничих наук, інженерії, технологій та програмування, –

напрямів, що традиційно пов’язують зі STEM-освітою.

Аналіз актуальних досліджень. Використання інформаційно-

комунікаційних технологій під час викладання предметів природничо-

математичного циклу досліджували Аман І.С., Литвиненко О.В.,

Вольянська С.Є., Морзе Н.В. та інші. Так, Аман І.С. і Литвиненко О.В. [1],

вважають що основними дидактичними можливостями інтернет-технологій є:

1) транспортування необхідної інформації;

2) повсякденне та професійне спілкування;

3) безпосереднє використання у навчально-виховному процесі.

Морзе Н.В.[3] зазначає, що використання медіаосвітніх технологій є

невід'ємною складовою STEM-освіти.

Метою статті є вивчення можливостей інформаційно-комунікаційних

технологій у впровадженні STEM-освіти, викладанні фізики зокрема.

Виклад основного матеріалу. Сьогоднішню систему освіти неможливо

уявити без комп'ютерних технологій, різноманітних гаджетів, інтернет-мережі.

Вони дозволяють реалізувати різноманітні ідеї незалежно від місця

знаходження закладу та його віддаленості від великих науково-технічних

центрів. Завдяки цьому сільська молодь має рівний доступ до якісної освіти і


26

широкі можливості у підготовці до життя у високотехнологічному

конкурентному світі – світі техніки і новітніх технологій. Спеціалісти

майбутнього повинні вміти взаємодіяти з різними людьми, бути

комунікабельними, бути готовими працювати в команді.

А саме цьому вчить робота над предметними проектами. Навчальна

програма з фізики вже з 7 класу налаштовує дітей на виконання проектів, теми

яких вчитель може обирати самостійно, враховуючи матеріальне забезпечення

школи та нахили учнів. При роботі над предметними проектами учні

об'єднуються в групи, створюючи разом з вчителем колектив однодумців для

розв’язання поставленої проблеми. А застосування медіа-освітніх технологій

взагалі змінює відносини педагога та учня. Тепер вони партнери, вчитель

коригує і направляє роботу учнів.

Розглянемо роботу над проектом «Механічний рух». Цей проект

розробляється учнями 7 класу. Під час вивчення даної теми учні зрозуміють

особливості механічного руху як фізичного явища, навчаться описувати його за

допомогою фізичних величин, будуть розраховувати пройдений шлях,

порівнювати його із переміщенням. Навчаться визначати швидкість, час руху.

Встановлять залежність між величинами, які описують рух. Цей проект

допоможе учням сформувати поняття про механічний рух; переконатися в

різноманітті механічних явищ у природі, побуті, техніці. Працюючи над

проектом, діти вдосконалять навички дослідницької роботи, презентують

отримані результати, використавши різноманітні медіа.

У сільській місцевості до школи частина дітей приходить пішки, частину

підвозять батьки, іншу везе шкільний автобус із сусідніх населених пунктів.

Тому швидкість руху до школи різна. Досліджуючи, від яких факторів залежить

швидкість руху, семикласники спочатку визначили швидкість традиційним

способом: ті, хто живуть недалеко від школи, порахували кількість кроків і час

руху, а ті, хто їдуть, визначили час руху свого транспорту (авто чи автобусу) і

дізналися у батьків чи водія швидкість, з якою зазвичай ті рухаються. Частина


27

уроку присвячена визначенню відстані з використанням карт Google. Тут у

нагоді стають мобільні телефони і планшети, які діти приносять до школи.

Дані, отримані різними шляхами, можна порівняти, визначити похибку, з

обчисленням якої учні вперше стикаються саме в 7 класі. За отриманими

результатами складаємо таблицю. Це краще робити за допомогою табличного

процесора, бо в Excel, наприклад, можна виконати додаткові обчислення, як то:

загальні шлях і час, середня швидкість. Семикласники вивчають табличний

процесор, тому побудова діаграм і нескладні обчислення спонукають до

набуття нових знань (рис. 1).

Рис. 1. Додаткові обчислення проектної роботи.

Наступним кроком в активізації пізнавальної діяльності учнів під час

виконання проекту є створення карт знань [2]. Ці карти також називають

ментальними, асоціативними картами або картами розуму. Це ніщо інше, як

інформаційна модель, подана у структурній формі у вигляді схеми, яка

відображає взаємозв'язки між об'єктами та явищами. В нашому випадку – це

механічний рух і об'єкти, які він охоплює. Редакторами карт є кілька програм.

У наших умовах найбільше підійде програма FreeMind, яка має зручний і

досить змістовний інтерфейс, проста у використанні, хоча англомовна. Звісно,


28

вчитель сам має опанувати хоча б декілька медіа-освітніх технологій, щоб

потім надавати консультації учням. Стосовно Free Mind: програму можна

безкоштовно завантажити з офіційного сайту розробника FreeMind

(freemind.sourceforge.net) (Рис 2.).

Для створення нового проекту карти знань виконуємо команду Файл →

Новий. Програма матиме такий вигляд:

1. Поле введення нотаток

2. Панель піктограм

3. Кнопка видалення піктограм

4. Рядок меню

5. Заголовок карти знань

6. Панель інструментів

7. Кнопка Новий дочірній вузол

8. Кнопка Хмара

9. Робоча область

10. Кореневий вузол

Рис. 2. Виконання у програмі Free Mind

29

Наукові записки Малої академії наук України. Серія «Педагогічні науки». № 13 2018

У центрі Робочої області при відкритті нової карти буде розміщено

кореневий вузол (у нас це – механічний рух). Щоб вибрати новий дочірній

вузол натискаємо відповідну кнопку на Панелі інструментів . Уводимо

напис для нового вузла. У такий спосіб можна створити довільну кількість

дочірніх вузлів. Якщо карту створює вчитель, то таких вузлів буде багато і вони

матимуть асоціативні зв'язки між собою. Крім того, кожен вузол можна зв'язати

з документом за допомогою гіперпосилань (Вставити → Вказати посилання

(вибір файла) → вибрати файл → Open). Після цього поруч з текстом

з'явиться червона стрілка →. Можна створити гіперпосилання на сторінку в

Інтернеті (Вставити → Вказати посилання (текстове поле) → увести URL –

адресу веб-сторінки в поле Змінити посилання вручну у вікні Input → ОК).

Текст у вузлах можна редагувати, замінювати зображення, переміщувати

(Переміщення →NodeLeft(вліво) або NodeRight(управо)). Такі карти можна

зберігати у різних форматах, друкувати, розміщувати на веб-сторінках. Якщо

карту необхідно помістити в текстовий документ або презентацію, то

зберігаємо наступним чином: Файл → Експортувати → Як PNGабо якJPEGі

файл матиме такий вигляд (Рис. 3):

Рис. 3. Вигляд файлу.

Цю карту створено учнем і тому вона має небагато об'єктів, але має

гіперпосилання. І той напис, який учень вважає важливим, виділено за

допомогою властивості Мерехтіння. Зрозуміло, що треба навчитись керувати і

показом, бо асоціативні карти, створені у цій програмі, інтерактивні,

батьківські вузли можна переміщувати в Робочій області разом з дочірніми

30


вузлами. Якщо вузол карти є гіперпосиланням на деякий документ або веб-

сторінку, то після вибору цього вузла необхідні документ або сторінка

відкриваються у вікні відповідної програми.

Розглянемо ще один із сервісів, який дає можливість організації

інтерактиву під час уроку. Це сервіс Tagul (tagul.com) [1]. Цей сервіс дозволяє

створити хмару слів з тексту, введеного користувачем або з веб-сторінки з

адресою. Хмара може мати різну форму і кольорове рішення. Кожне слово

хмари являє собою гіперпосилання для пошуку у Google.

Якщо вирішили опанувати цей сервіс, зареєструйтесь або увійдіть до

нього за допомогою однієї із соціальних мереж (Facebook, G+, Twitter). Майже

всі діти нашої школи зареєстровані у Facebook, тому перехід до сторінки

конструктора створення хмари тегів труднощів не викликає. Приступаємо до

створення хмари слів. Вводимо назву хмари: механічний рух, потім – потрібний

текст. Найпростіший спосіб введення слів – безпосередньо в таблицю у

стовпчик «Text» (для переходу на новий рядок натискаємо клавішу Enter).

Вибираємо форму хмарки. Вибираємо макет розташування. Далі можна

вибрати колір та анімацію, відредагувати текст. Після попереднього перегляду

хмару зберігаємо у список власних хмар. Тепер її можна використовувати

(Рис. 4).

Рис. 4. Створена хмара.

31


Особливе місце в розвитку здібностей учнів до аналітичної роботи,

здатності критично мислити займає Інтернет-сервіс мультимедійних

дидактичних вправ LearningApps. Сервіс LearningApps.org є додатком Web 2.0

для підтримки освітніх процесів у навчальних закладах різних типів. За його

допомогою можна розробляти, зберігати інтерактивні завдання з різних

шкільних дисциплін. Учні можуть перевірити і закріпити свої знання в ігровій

формі, що також сприяє розвитку пізнавальної активності. Сервіс LearningApps

надає можливість отримання коду для того, щоб інтерактивні завдання були

розміщені на сторінки сайтів або блогів викладачів і учнів. У нас в школі ми це

практикуємо, і батьки за допомогою інтерактивних вправ мають змогу

перевірити знання своїх дітей.

Учні мають власну поштову скриньку, яку створили на уроках

інформатики, тому створення власного акаунту в онлайновому середовищі

LearningApps труднощів не викликає, треба тільки уважно заповнити кожен

рядок. І перш ніж перейти до створення власних проектів, діти розглядають вже

готові, які розміщені в галереї сервісу. Ми розглянемо створення інтерактивної

вправи до проекту «Механічний рух» (Рис. 5).

Рис. 5. Інтерактивна вправа.

32


Серед переліку можливих вправ (створити пару, класифікація, числова

пряма, вікторина та інші) діти обирають ту, яка їм до вподоби. У вправах можна

додавати текст, зображення, звук, відео. Обравши інтерактивне завдання,

створюємо подібне, натиснувши відповідну кнопку.

В нашому прикладі обираємо кнопку «Фрагменти зображення» й

покроково виконуємо всі запропоновані дії. Зображення до вправи додаємо

через діалогове вікно «Вибрати зображення». Його можна знайти із

запропонованих («Шукати зображення») і за потреби відреагувати,

«Використати зображення», вставивши у відповідну строку URL-адресу

вподобаного зображення, а можна використати «Вставка зображення з диску»

(через кнопки діалогового вікна або перетягнути потрібне зображення просто в

поле вибору малюнка LearningApps, утримуючи ліву кнопку миші). До речі,

програма з інформатики передбачає знайомство учнів з такими діями. Потім

вправу зберігаємо у розділі «Мої вправи». При потребі її можна знову відкрити

і відредагувати. Якщо вона вже не потребує редагування, зберігаємо

остаточний варіант за допомогою кнопки «Завершити редагування та

переглянути вправу» (Рис. 6,7).

Рис. 6. Виконання завдання з LearningApps

33


Рис. 7. Виконання завдання з LearningApps

Внизу вікна є повідомлення про можливості використання вправи:

демонстрація (можна подавати у двох режимах: звичайному (з відображенням

вікна LearningApps) та у повноекранному режимі). Щоб вбудувати вправу на

інший онлайновий сервіс, треба скопіювати її HTML-код, поданий у полі

«Вбудувати», а потім перейти в потрібний сервіс), обрати режим роботи з

HTML-кодами сторінки і вставити скопійований код в потрібне місце.

Інтерактивні вправи – це цілком конкретний продукт діяльності учнів,

який можна використовувати на уроках, вдома, готуючи уроки, під час

організації квестів тощо. Учні старших класів створюють такі вправи для

молодших школярів.

Варіантів із створенням і використанням таких інтерактивних завдань

безліч. У кожній школі є діти, які своє майбутнє пов’язують з комп’ютерними

технологіями. Але часто бажання працювати на комп’ютері не поєднується із

34


визначенням майбутньої професії. Створюючи подібні інтерактивні вправи,

підлітки опановують знання, необхідні для ІТ – професій.

Ще одна форма роботи, що входить у педагогічну практику – це хакатон.

Для обраного нами проекту «Механічний рух» можна організувати хакатон

тривалістю 2 години. Семикласники беруть участь, а консультують їх

десятикласники. Хакатон проводиться в комп'ютерному класі з урахуванням

всіх санітарних норм (режим провітрювання приміщення, тривалість роботи за

комп'ютером).

Продукт хакатону – програма, яку написано в середовищі Scratch. З цим

програмним середовищем учні знайомі з уроків інформатики. Програма

загальнодоступна, безкоштовна; її використання не залежить від можливостей

батьків або школи. Програмування в Scratch цікаво дітям, відповідає духу часу

і запитам майбутнього, використовується для технічних галузей. Школярі

займаються дослідництвом, творчістю і мейкерством (винахідництвом).За

допомогою Scratch можна займатись і робототехнікою, але це вже потребує

матеріальних затрат. Виконавцем подій виступає обраний нами спрайт. Для

нього потрібно написати свою систему команд. Якщо спрайтів кілька, рух

кожного описується своїми командами (скриптами), які виконуються на сцені.

Причому фон для сцени і виконавців можна імпортувати у програму (обрати

свої фото). Якщо діти добре знайомі з програмуванням, можна скласти

програму порівняння руху гепарда, наприклад, і швидкісного потягу.

Кожен проект починається з ідеї. Для нашого проекту учні висунули ідею

створення програми руху до школи трьох учнів, які живуть в різних куточках

села. Перед початком роботи учасники хакатону об'єднались в групи відповідно

до обраних ними ролей: «дизайнери», «теоретики», «програмісти»,

«аналітики».

«Теоретики» дослідили, яким шляхом рухається кожен із спрайтів, склали

план руху, визначили його траєкторію. «Дизайнери» обрали фон для сцени

(карти Google), відредагували фотографію вулиць села, створили образ

35


спрайтів. І настала черга «програмістів». Після того, як програма була готова,

аналітики перевірили, чи співпадає результат з очікуваним, чи досягнута мета.

Створюючи цей проект, учні набули навичок сучасних професій дизайнера,

режисера, тестувальника, менеджера, математика, фізика, програміста. І всі ці

професії пов'язані з ІТ-технологіями, що є невід'ємною частиною STEM-освіти

(Рис. 8).

Рис. 8. Створення проекту хакатону.

Звісно, інформаційних технологій сьогодні багато, і не кожну ми

використовуємо щодня, але розуміємо, що сучасний навчальний процес

неможливий без них. Їх впровадження сприяє розвитку дослідницької

компетентності, дозволяє використовувати сучасні інформаційні технології для

проведення різноманітних вимірювань, наближає до реального життя.

Висновки. Впровадження інформаційних технологій у викладанні STEM-

предметів розкриває широкі можливості для розвитку дослідницької

компетентності учнів із залученням новітніх цифрових інструментів для

вимірювання, аналізу, моделювання об’єктів та явищ, що вивчаються; обробки,

систематизації та презентації отриманих у процесі дослідницької діяльності

36


результатів. Одночасно з цим, знання та навички, отримані підлітками на

уроках інформатики, отримують прикладний характер, їх використання стає

усвідомленим, спрямованим на отримання практичного результату. Така

інтеграція інформаційно-комунікаційних технологій у викладання STEM-

предметів сприяє залученню учнів до науково-дослідної діяльності та

створення міжпредметних проектів.

Перспективи подальших досліджень полягають у вдосконаленні

існуючих моделей використання ІКТ на уроках фізики та розробці власної

методики проведення хакатонів в умовах впровадження STEM-освіти.


1. Аман І.С., Литвиненко О.В. Інтернет-сервіси в освітньому просторі

[методичний посібник]. / І.С. Аман, О.В. Литвиненко. – Кіровоград : КЗ

«Кіровоградський обласний інститут післядипломної педагогічної освіти імені

Василя Сухомлинського», 2016. – 88 с.

2. Вольянська С.Є. STEM-освіта / С.Є. Вольянська // Довідник

сучасного педагога / С.Є. Вольянська . – Х.: Вид. група «Основа», 2016. –

С.124-125.

3. Морзе Н. Презентація STEM-освіта [Електронний ресурс]. – Режим

доступу http://www.stemschool.com/ Facebook Twitter Google+.

Татьяна Безродная, Надежда Гордиенко. ИНФОРМАЦИОННО-

КОМУНИКАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ STEM-ОБРАЗОВАНИЯ В

СЕЛЬСКОЙ ШКОЛЕ

В центре STEM-образования стоит практическая работа учеников и

проблемное обучение. В статье рассказывается о внедрении в процесс

обучения информационно-коммуникационных технологий на уроках фізико-

математического цикла в сельских школах, которые не имеют достаточной

материальной базы. STEM-образование обеспечивает связь между

http://www.stemschool.com/

37


предметами технической направленности, активизирует творческую

интуицию, мышление каждого ребенка, а не только одаренного.

Медиаобразовательные технологии интересны детям, доступные и

обеспечивают более высокую математическую подготовку. Разработка

интерактивных заданий способствует развитию креативности и творческого

мышления. Работа над предметными проектами способствует осознанному

выбору будущей профессии.

Ключевые слова: STEM-образование, информационно-коммуникационных

технологии, проектная деятельность, физика, техника.

Tetyana Bezrodna, Nadiya Gordієnko. INFORMATION AND

COMMUNICATION TECHNOLOGIES OF STEM-EDUCATION IN RURAL

SCHOOL

The center of STEM-education is a practical work of students and problem

studies. Lights up introduction of media educational technologies in educational

process which can be used at naturally-mathematical lessons in rural schools which

have certain features of studies. STEM-education provides connecting of natural

studies. Due to it students have correct world view. Using of practical-oriented

scientifically research projects is a mortgage of young generation, provides

activation and development of intellect, creative intuition and thoughts with

accounting possibilities of every child. STEM-education develops creative

environment for exposure of the gifted children and doesn't abandon not a single

child without attention. Media educational technologies are interested by students,

it's accessible, doesn't need financial expenses. Representation of educational

products as interactive exercises, animations, computer programs assists

development of creation and informative competence of students. The work of subject

projects promotes a choice of future profession.

Keywords: learning process, physics, STEM-education, training, innovative

technologies.

38


УДК 537.3+004+37.016:53

Воронкін О. С.

ВІРТУАЛЬНИЙ ЛАБОРАТОРНИЙ ПРАКТИКУМ

«ЕЛЕКТРИЧНИЙ СТРУМ»

Статтю присвячено методичній розробці лабораторних робіт

фізичного практикуму в середовищі імітаційного моделювання та аналізу

електронних схем NI Multisim, з метою напрацювання практичних ідей по

реалізації STEM-орієнтованої освіти в загальноосвітніх навчальних закладах

України. Запропоновано комплекс із дев’яти робіт з розділу фізики

«Електричний струм», який націлено на оновлення змісту освіти в світлі

декларованих інноваційних принципів Нової української школи. Методична

розробка може використовуватися вдома в процесі підготовки учнів до очного

заняття, в класі під час виконання лабораторних і (або) практичних робіт.

Особливу увагу акцентовано на необхідності поєднання віртуального і

натурного практикумів, завдяки чому учні зможуть досліджувати

теоретичні дані моделювання з реальними процесами та отримувати

інтегровані знання.

Ключові слова: Нова українська школа, STEM-освіта, середовище

імітаційного моделювання, електричний ланцюг.

Постановка проблеми. Інтерес підростаючого покоління до розробки

різноманітних електронних пристроїв (Arduino) і програмованих

робототехнічних конструкторів (Lego) вказує на педагогічну доцільність

застосування STEM-підходів у навчанні, зокрема при вивченні розділу фізики

«Електричний струм». Враховуючи те, що лабораторне обладнання у багатьох

школах України є застарілим, традиційний лабораторний практикум доцільно

доповнити віртуальним. Такий підхід дозволяє на новому рівні досліджувати

39


електричні кола постійного і змінного струму, резонансні явища, вивчати

вольт-амперні характеристики діодів і транзисторів, тобто моделювати ті

процеси, які з будь-яких причин складно відтворити наживо [1].

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Над проблемами методичного

забезпечення змісту фізики міжпредметним спрямуванням працювало багато

дослідників і педагогів-новаторів, серед яких М. Блудов, А. Глазунов, Ю. Дік,

В. Ільченко, І. Кікоїн, К. Корсак, М. Купрін, Л. Ландау, Я. Перельман,

О. Сергєєв, В. Шарко, М. Тульчинський. Практичні аспекти використання

програмних засобів для комп’ютерного моделювання у навчанні фізики

досліджували І. Богданов [2], Ю. Єфименко [3], А. Касперський [4],

О. Мартинюк [5] та інші.

Проблема створення лабораторного практикуму із застосуванням

середовищ імітаційного моделювання, на наш погляд, залишається недостатньо

розробленою під кутом зору STEM-освіти.

Метою дослідження є вирішення вказаної проблеми шляхом розробки

віртуального практикуму з розділу фізики «Електричний струм» на основі

середовища моделювання NI Multisim (ver. 14.0).

Мета практикуму: 1) отримати навички роботи у середовищі

проектування та імітаційного моделювання електронних схем (на прикладі NI

Multisim); 2) сформувати достатнє уявлення про закони постійного струму,

електричні ланцюги, основні методи аналізу і розрахунку цих ланцюгів.

Виклад основного матеріалу. Multisim – це середовище

автоматизованого проектування та імітаційного моделювання електронних

схем з базою даних біля 2000 SPICE-моделей елементів (Simulation Program

with Integrated Circuit Emphasis) від провідних виробників (Analog Devices,

Linear Technology, Phillips, Texas Instruments та ін.).

У Multisim передбачено режим взаємодії з середовищем LabVIEW, що

дозволяє в перспективі створювати віртуально-натурні практикуми. Все це

вказує на значні переваги використання Multisim у STEM-практикумах. У даній

40


публікації розглянемо методичні особливості організації віртуального

практикуму «Електричний струм», призначеного для учнів середньої школи,

що складається із дев’яти робіт, побудованих у середовищі Multisim:

Дослідження закону Ома для ділянки кола;

Вимірювання внутрішнього опору джерела струму;

Дослідження електричних кіл постійного струму;

Визначення роботи та потужності електричного струму;

Вимірювання вольт-амперної характеристики напівпровідникового

діода;

Дослідження електричного кола з напівпровідниковим діодом;

Дослідження мостової схеми напівпровідникового випрямляча;

Біполярний транзистор у ключовому режимі;

Вимірювання вольт-амперної характеристики біполярного

транзистора.

Хочемо зазначити, що більшість з цих робіт з певною модернізацією

можна реалізувати і в інших системах імітаційного моделювання, зокрема

онлайн-середовищах і веб-лабораторіях (табл. 1).

Таблиця 1

Перелік найбільш популярних безкоштовних онлайн- середовищ та

веб-лабораторій для створення і моделювання

електронних схем

Програмний

застосунок

Стислий опис Веб-адреса

123D Circuits симулятор https://circuits.io

Multisim Live симулятор https://www.multisim.com

EasyEDA симулятор https://easyeda.com

DcAcLab Симулятор (безкоштовний

режим обмежено окремими

функціями моделювання)

https://dcaclab.com

simulator.io симулятор цифрової логіки https://simulator.io

Scheme-It інструмент для створення

електричних схем

https://www.digikey.com/schemeit

http://www.multisim.com/

http://www.multisim.com/

http://www.digikey.com/schemeit

http://www.digikey.com/schemeit

41


Робота № 1. Дослідження закону Ома для ділянки кола

Мета роботи: дослідити залежність сили струму від прикладеної

напруги, підтвердити дослідним шляхом справедливість закону Ома для

ділянки кола.

Учні запускають програму NI Multisim, знаходять на панелі компонентів

віртуальні елементи – джерело напруги постійного струму, ключ, резистор,

вольтметр, амперметр і розміщують їх на робочому полі програми.

За допомогою миші елементи з’єднуються провідниками (рис. 9).

Рис. 9. Дослідження закону Ома для ділянки кола

Напруга джерела живлення V1 встановлюється на рівні 0 В. При

замкненому ключі S1, учні включають режим моделювання (симуляції) та

здійснюють вимірювання сили струму і напруги. Результати вимірювань

заносять до табл. 2. Напругу джерела живлення слід збільшувати на 1 В і

записувати відповідні значення сили струму.

Таблиця 2

Дані для побудови залежності сили струму від прикладеної напруги

Напруга

U, В

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Сила

струму

I, А

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0

За результатами таблиці учні будують графік залежності сили струму від

прикладеної напруги і роблять висновки.

42


Робота № 2. Вимірювання внутрішнього опору джерела струму

Мета роботи: Виміряти внутрішній опір джерела струму.

Учні отримують файл із зібраною схемою електричного кола (рис. 10).

Далі запускають режим моделювання (симуляції).

Рис. 10. Вимірювання внутрішнього опору джерела струму

Поки ключ S1 розімкнений, джерело струму замкнуте на вольтметр Uv,

опір якого є в багато разів більшим за внутрішній опір джерела струму

(RUv>>RВН), отже похибка вимірюваної ЕРС (Е) не проявляється, тому

Uv=Е=9,000 В.

Внутрішній опір джерела струму учні вимірюють посереднім способом,

знявши покази з амперметра і вольтметра при замкнутому ключі. Із закону Ома

для замкненого кола маємо: 𝐼 = Е

𝑅1+𝑅вн

𝑅вн = Е−𝐼∙𝑅1

, де 𝐼 ∙ 𝑅1 – напруга в 𝐼

зовнішньому колі, отже 𝑅вн = Е−𝑈𝑉 =

9,000−8,182 = 1 Ом.

𝐼 0,818

Роботу доцільно доповнити аналогічним натурним практикумом – в якості

джерела струму ми використовуємо батарейку типу “Крона”, що вже була у

використанні, два цифрових мультиметра, резистор 10 Ом, провідники. З рис.

11 бачимо, що 𝑅вн = Е−𝑈𝑉 =

8,53−3,34 = 15,72 Ом.

𝐼 0,33

43


Рис. 11. Вимірювання внутрішнього опору батарейки – доповнення

віртуального практикуму натурним

Робота № 3. Дослідження електричних кіл постійного струму

Мета роботи: закріплення теоретичних знань, одержання практичних

навичок розрахунку і експериментального дослідження електричних кіл

постійного струму для послідовного, паралельного та змішаного з’єднання

резисторів.

3.1. Коло з паралельним з’єднанням резисторів. Для кола з паралельним

з’єднанням резисторів R1=100 Ом i R2= 10 Ом (рис. 12) при напрузі U=20 В слід

визначити струм джерела I і струми I1 і I2 у гілках.

Рис. 12. Коло з паралельним з’єднанням резисторів

44


У результаті розрахунків отримаємо:

𝑅екв = 𝑅1∙𝑅2

𝑅1+𝑅2 =

100∙10

100+10 =9,09 Ом;

𝐼 = 𝑈

𝑅вх

= 20

9,09 = 2,2 А; 𝐼1 =

𝑈

𝑅1 =

20

100 = 0,2 А; 𝐼2 =

𝑈

𝑅2

= 20

= 2 А. 10

Після проведення розрахунків учні збирають схему в середовищі

Multisim, включають режим моделювання, порівнюють результати розрахунків

з результатами вимірювань (рис. 13) і роблять висновки.

Рис. 13. Моделювання електронної схеми в Multisim

3.2. Коло зі змішаним (послідовно-паралельним) з’єднанням

резисторів. Для заданого кола на рис. 14 учні мають по варіантах визначити

покази амперметрів А1, А2, А3 і падіння напруги на резисторах R1, R2, R3.

Розглянемо приклад для напруги джерела напруги постійного струму U=20 В:

Рис. 14. Коло зі змішаним з’єднанням резисторів

45


У результаті розрахунків отримаємо таке:

𝑅23 = 𝑅2∙𝑅3

𝑅2+𝑅3 =

60∙20

60+20 =15 Ом; 𝑅екв = 𝑅1 + 𝑅23 = 10 + 15 = 25 Ом.

𝐼1 = 𝑈

𝑅екв

= 20

= 0,8 А; 25

𝑈12 = 𝐼1 ∙ 𝑅1 = 0,8 ∙ 10 = 8 В;

𝑈23 = 𝐼1 ∙ 𝑅23 = 0,8 ∙ 15 = 12 В (також напругу можемо знайти як U23 = U −

U1 = 20 − 8 = 12 В);

𝐼 = 𝑈23

= 12

= 0,2 А;

2 𝑅2 60

𝐼 = 𝑈23

= 12

= 0,6 А

3 𝑅3 20

Тепер учні збирають схему в середовищі Multisim, проводять

моделювання схеми та порівнюють отримані результати з результатами

розрахунків (рис. 15).

Рис. 15. Моделювання електронної схеми в Multisim

3.3. Комп’ютерне моделювання як засіб розв’язання фізичної задачі.

Вважаємо за доцільне використовувати на уроках Multisim як доповнення

до теоретичного розв’язку окремих задач. На нашу думку, це підвищуватиме

активізацію i зацікавленість учнів. Розглянемо приклад. Для кола зі змішаним

з’єднанням резисторів (рис. 16) потрібно експериментально визначити силу

46


струму в кожному з резисторів. Напруга між точками А і В дорівнює 12 В, а

номінали резисторів R1=R2=8 Ом, R3=10 Ом, R4=6 Ом, R5=3 Ом, R6=6 Ом [6,

c. 38] Учні збирають схему в Multisim, вмикають режим симуляції та

отримують відповіді (рис. 17).

Рис. 16. Коло зі змішаним з’єднанням резисторів

Рис. 17. Комп’ютерна модель електронної схеми в Multisim

Робота № 4. Визначення роботи та потужності електричного струму

Мета роботи: визначити роботу і потужність струму на ділянці кола.

Учні отримують файл з електронною схемою, зображеною на рис. 18 та

включають режим симуляції.

Учні обчислюють роботу електричного струму за 30 хв.

А = 𝑈𝐼𝑡 = 12,000 ∙ 2,083 ∙ 1800 = 44,993 кДж,

де t = 30 хв = 1800 с.

47


Далі визначають потужність лампи.

Р = 𝑈𝐼 = 12,000 ∙ 2,083 = 24,996 Вт

Результат записують в табл. 3.

Рис. 18. Визначення роботи та потужності електричного струму

Таблиця 3

Результати вимірювань

Напруга U, B Сила струму I, А Робота струму

А, кДж

Потужність

лампи Р, Вт

12,000 2,083 44,993 24,996

Pобота № 5. Вимірювання вольт-амперної характеристики (ВАХ)

напівпровідникового діода

Мета роботи: зняти ВАХ напівпровідникового діода.

Для вимірювання прямої гілки ВАХ кремнієвого діода 1N914 учні

збирають схему, що наведена на рис. 19, а. Послідовно збільшуючи значення

прямого струму Iпр діода, що задається джерелом струму І1 (0-10 мА), учні

заносять значення напруги Unp і струму Iпр діода в табл. 4.

Далі слід зняти зворотну характеристику діода 1N914, для чого учні

збирають схему, зображену на рис. 19, б. Послідовно встановлюючи ЕРС

джерела напруги від 0 В до 50 В, вони заносять значення струму Iзв і напруги Uзв

до табл. 5.

48


а б

Рис. 19. Схеми для зняття ВАХ діода 1N914: а – пряме включення, б – зворотне

включення

Таблиця 4

Результати вимірювань при прямому включенні діода (на анод подається

«плюс») Iпр

(мA)

0

0,1 0,50

1,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

14,00 16,00 18,00

Uпр

(В) 0

0,54 0,57 0,59 0,62 0,64 0,65 0,66 0,67

0,68 0,69 0,70

Таблиця 5

Результати вимірювань при зворотному включенні діода (на анод

подається «мінус») ЕРС

V (В) 0 2,00 5,00 10,00 20,00 35,00 40,00 50,00

Uзв (В) 0 -2,00 -4,99 -9,99 -19,99 -34,99 -39,99 -49,99

Iзв

(мкА) 0 0,22 0,89 1,78 3,55 7,10 7,11 7,11

За отриманими точками (табл. 4 і табл. 5) будуємо пряму Іпр(Unp) і зворотну

Iзв(Uзв) гілку ВАХ (рис. 20). Робимо висновки.

Рис. 20. ВАХ діода 1N914, яку побудовано за допомогою системи Mathcad

49


Робота № 6. Дослідження електричного кола з напівпровідниковим

діодом

Мета роботи: дослідити особливості роботи напівпровідникового діода в

колі постійного та змінного струму.

6.1. Принцип дії напівпровідникового діода в колі постійного струму.

Учні складають електричне коло за схемою, яку зображено на рис. 21 та

звертають увагу на світіння лампочки під час першого та другого положення

перемикача. Роблять висновок як пов’язані між собою світіння лампочки і

полярність підключення джерела напруги постійного струму до p-n переходу.

а б

Рис. 21. Дослідження принципу дії напівпровідникового діода в колі постійного

струму: а – лампочка не світиться, б – лампочка світиться

6.2. Принцип дії напівпровідникового діода в колі змінного струму.

Учні складають електричне коло за схемою, зображеною на рис. 22. Генератор

V виробляє синусоїдальну напругу частотою 5 Гц. Протягом позитивних

напівперіодів змінної напруги діод VD1 виявляється включеним в прямому

напрямку, опір його стає дуже невеликим і через лампочку протікає струм.

Протягом негативних напівперіодів діод VD1 виявляється під’єднаним у

зворотному напрямку, його опір стає великим, в результаті чого струм, що

протікає через діод і лампочку, виявляється досить малим, отже, вона не

світиться. Таким чином, через лампочку протікає пульсуючий струм. Тепер

учні змінюють полярність увімкнення діода, включають режим симуляції,

отримують нову осцилограму і роблять відповідні висновки.

50


Рис. 22. Дослідження принципу дії напівпровідникового діода в колі

змінного струму

Робота № 7. Дослідження мостової схеми напівпровідникового

випрямляча

Мета роботи: практичне вивчення принципу дії мостового

двопівперіодного випрямляча.

Спочатку учні мають зрозуміти, що змінний струм використовується в

електричних мережах більшості промислових і побутових споживачів. Однак

побутова техніка та інші електричні пристрої, основою яких служать

мікропроцесори і мікросхеми, для живлення електроніки потребують постійний

струм. Випрямлячі й виконують роль перетворювача змінного вхідного

електричного струму в постійний вихідний електричний струм.

Схемотехно виокремлюють такі типи випрямлячів: 1) напівперіодний

(див. роботу 6.2); 2) з нульовим виводом трансформатора; 3) мостова схема

(складається з чотирьох діодів). Більш детально зупинимося на принципі дії

мостової схеми, поданої на рис. 23.

Протягом першого напівперіоду напруга мережі є такою, що потенціал

точки а вище потенціалу точки в. Тоді від точки а струм буде проходити через

діод VD1 до точки г, далі через навантаження Rн до точки б і через діод VD3 до

точки в. У цей час діоди VD2 і VD4 є «закритими».

51


Рис. 23. Схема двопівперіодного мостового випрямляча

Протягом наступного півперіоду, коли потенціал точки в вище

потенціалу точки а, струм від точки в буде проходити через діод VD4,

навантаження Rн і діод VD2 до точки а. У цей час діоди VD1 і VD3 є

«закритими».

У будь-який півперіод струм через навантажувальний резистор Rн

проходить в одному напрямку.

Тепер в Multisim збираємо схему (рис. 24), що складається з джерела

змінного струму (амплітуда 220 В, частота 50 Гц), понижуючого

трансформатора з коефіцієнтом трансформації 10, мостової схеми з чотирьох

напівпровідникових діодів VD1-VD4 (1BH62), навантажувального резистора Rн

(1 кОм) та осцилографа.

Рис. 24. Однофазна мостова схема випрямляча

52


Режим моделювання дозволяє отримати часові діаграми напруг

двопівперіодного випрямляча (рис. 25).

Рис. 25. Часові діаграми напруги на вході (зелений колір) і виході (червоний

колір) двопівперіодного випрямляча у режимі моделювання електронної схеми

Тепер паралельно навантажувальному резистору Rн під’єднаємо

конденсатор С1 (рис. 26), номінал якого будемо змінювати від 20 мкф до 100

мкФ, спостерігаючи за тим, як змінюється форма напруги на виході

випрямляча. Як приклад на рис. 27 наведено осцилограму вихідної напруги при

С1=20 мкФ.

Рис. 26. Модернізована мостова схема випрямляча (з найпростішим ємнісним

фільтром)

53


Рис. 27. Часові діаграми напруги на вході та виході випрямляча (ємнісний

фільтр зменшує пульсації випрямленої напруги)

Робота № 8. Біполярний транзистор у ключовому режимі

Мета роботи: дослідити особливості роботи біполярного транзистора у

ключовому режимі.

У цифровій техніці використовується ключовий режим роботи

транзистора, що характеризується двома станами: «відкритий» (опір колектор-

емітер малий) і «закритий» (опір колектор-емітер великий). Для дослідження

роботи біполярного транзистора у цьому режимі учні збирають схему, наведену

на рис. 28. При з’єднанні бази з емітером транзистора (Іб=0) струм через

колекторний перехід практично не протікає, відповідно лампочка не світить

(рис. 28, а). При проходженні невеличкого струму між базою і емітером

транзистор «відкривається», і колекторний струм стає значним (Іб=0,5 мА,

Ік=121 мА), тепер лампочка світить (рис. 28,б).

Рис. 28. Дослідження роботи біполярного транзистора: а – транзистор «закритий»

(лампочка не світить), б – транзистор «відкритий» (лампочка світить)

54


Ця робота дуже важлива, оскільки допомагає учням зрозуміти принцип

дії біполярного транзистора. Вони бачать, що за допомогою невеличкого

базового струму можна управляти досить великим струмом, що протікає через

колекторний перехід. Цю особливість добре ілюстровано на рис. 29,

запозиченому з роботи [7, c. 119], в якій автор влучно проводить аналогію між

транзистором і водно-механічним пристроєм. Дійсно, тонкий струмінь води в

трубці Б управляє товстим струменем води за допомогою труб К і Е. При цьому

струмінь Е дорівнює сумі струменів Б і К.

Рис. 29. Водно-механічна модель біполярного транзистора [7]

Робота № 9. Вимірювання вольт-амперної характеристики

біполярного транзистора

Мета роботи: Зняти ВАХ біполярного транзистора MPS3707, включеного

за схемою із загальним емітером.

1. Збираємо схему, зображену на рис. 30.

2. Встановлюємо UКЕ=U1=0 В. Змінюючи значення джерела струму І1 від

1 до 500 мкА, учні записують відповідні значення напруги UБЕ (вольтметр UV1)

в табл. 6.

3. Повторюємо вимірювання при вихідній напрузі UКЕ=U1=15 В. Заносимо

результати вимірювань до табл. 6.

55


Рис. 30. Схема для зняття ВАХ біполярного транзистора в Multisim

Таблиця 6

Дані для побудови вхідних характеристик транзистора Вхідний струм IБ

(мкА)

1 5 10 20 50 100 200 300 400 500

Вхідна напруга

UБЕ (мВ) при UКЕ=0 В

0,49 0,54 0,55 0,57 0,60 0,62 0,64 0,65 0,66 0,66

Вхідна напруга

UБЕ (мВ) при UКЕ=15 В

0,62 0,67 0,69 0,71 0,74 0,76 0,78 0,79 0,80 0,81

4. Встановлюємо базовий струм І1=100 мкА.

5. Змінюючи значення джерела напруги UКЕ (U1) від 0,1 до 35 В, учні

записують відповідні значення струму IК (амперметр А2) до табл. 7.

6. Повторюємо вимірювання при вхідних токах IБ=300 мкА і IБ=500 мкА.

Таблиця 7

Дані для побудови вихідних характеристик транзистора Вихідна напруга, UКЕ, В

0,1 1,0 2,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0

Вихідний струм

IК (мA) при

вхідному струмі IБ=100 мкА

3,2 16,0 16,0 17,0 19,0 20,0 21,0 22,0 24,0 25,0


IК (мA) при


6,6 33,0 34,0 36,0 38,0 41,0 44,0 46,0 49,0 52,0


IК (мA) при


8,7 46,0 46,0 49,0 52,0 56,0 59,0 63,0 67,0 70,0

56


7. За результатами вимірювань слід побудувати вхідні IБ(UБЕ) та вихідні

IК(UКЕ) характеристики транзистора для схеми зі спільним емітером (рис. 31).

а б

Рис. 31. Вольт-амперні характеристики біполярного транзистора, побудовані в

Mathcad: а – вхідні, б – вихідні

Аналізуючи графіки вхідних і вихідних характеристик, учні мають дійти

таких висновків: 1) сімейство вхідних ВАХ встановлює залежність вхідного

струму бази IБ від вхідної напруги UБЕ при UK=const; 2) вхідні ВАХ транзистора

аналогічні ВАХ діода у прямому включенні; 3) сімейство вихідних ВАХ

встановлює залежність струму колектора IК від напруги на ньому UКЕ при

певному струмі бази.

Висновки та перспективи подальших розвідок. У статті запропоновано

методичну розробку лабораторного практикуму «Електричний струм», що

складається з дев’яти робіт, орієнтованих на використання середовища

імітаційного моделювання електронних схем NI Multisim та системи

комп’ютерної алгебри Mathcad. Практикум доступний для завантаження

архівом з файлами у форматі MS14 (Multisim 14 Design File) за адресою

https://drive.google.com/open?id=1ICEY3KbdksNjGpLrfLH53YzWgwf1yAoZ.

Застосування подібних середовищ і систем має на меті не тільки доповнити

традиційний фізичний лабораторний практикум сучасними дидактичними та

програмними засобами, а сприяти вдосконаленню самостійної роботи учнів,

підвищенню рівня їх зацікавленості, розвитку дослідницьких навичок.

57


Перспективи подальших досліджень у цьому напрямі ми вбачаємо в

подальшій розробці віртуальних лабораторних робіт (як-от: електричне коло

змінного струму із активним та реактивним навантаженням, резонанс у колі

змінного струму, дослідження генератора коливань, амплітудної модуляції),

створенні відповідних навчальних посібників, зошитів для лабораторного

практикуму. На нашу думку, вагомі позиції матимуть інтегровані віртуально-

натурні практикуми, в яких учні зможуть порівнювати теоретичні дані,

отримані в режимі моделювання, з реальними процесами, що відбуваються в

електричних ланцюгах.


1. Єфименко Ю. О. Комп’ютерний лабораторний практикум з цифрової

техніки / Ю. О. Єфименко // Наукові записки Бердянського державного

педагогічного університету. – 2014. – Вип. 3. – С. 85–90. – Режим доступу :

http://bdpu.org/pedagogy/ua/files/2014/3/17.pdf.

2. Богданов І. Т. Моделювання перехідних процесів у електричних колах

при навчанні електротехніки майбутніми вчителями фізики / І. Т. Богданов,

Ю. О. Єфименко // Актуальні проблеми викладання та навчання фізики у

вищих освітніх закладах : матер. ІІІ міжнар. наук.-метод. конф. (Львів, 8–

9 жовтня 2009 р.). – Л., 2009. – С. 38–43.

3. Єфименко Ю. О. Методичні засади використання інформаційних

технологій у процесі вивчення фізичних основ електротехніки майбутніми

вчителями фізики : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. пед. наук :

спец. 13.00.02 “Теорія та методика навчання (фізика)” / Ю. О. Єфименко. –

Бердянськ, 2012. – 20 с.

4. Касперський А. В. Система формування знань з радіоелектроніки у

середній та вищій педагогічній школах : монографія / А. В. Касперський. – К. :

НПУ імені М. П. Драгоманова, 2002. – 325 с.

http://bdpu.org/pedagogy/ua/files/2014/3/17.pdf

http://bdpu.org/pedagogy/ua/files/2014/3/17.pdf

58


5. Мартинюк О.С. Засоби графічного програмування у формуванні

інформаційної компетентності майбутніх учителів фізики / О. С. Мартинюк //

Збірник наукових праць Бердянського державного педагогічного університету :

педагогічні науки. – 2009. – №3. – С. 177–181.

6. Сиротюк В. Д. Фізика : підруч. для 11 кл. загальноосвіт. навч. закл.:

(рівень стандарту) / В. Д. Сиротюк, В. І. Баштовий. – Х. : Сиция, 2011. – 304 с.

7. Шишков А. И. Первые шаги в радиоэлектронике / А. И. Шишков ; пер с

болгарского Л. И. Коновой. – София : Техника, 1986. – 177 с.

Воронкин Алексей. ВИРТУАЛЬНЫЙ ЛАБОРАТОРНЫЙ

ПРАКТИКУМ «ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК»

Статья посвящена методической разработке лабораторных работ

физического практикума в среде имитационного моделирования и анализа

электронных схем NI Multisim, с целью наработки практических идей по

реализации STEM-ориентированного образования в общеобразовательных

учебных заведениях Украины. Предложенный комплекс из девяти работ по

разделу физики «Электрический ток», нацелен на обновление содержания

образования в свете декларируемых инновационных принципов Новой

украинской школы. Методическая разработка может использоваться дома в

процессе подготовки учащихся к очному занятию, в классе при выполнении

лабораторных и (или) практических работ. Особое внимание акцентировано

на необходимости объединения виртуального и натурного практикумов, в

которых учащиеся смогут исследовать теоретические данные моделирования

с реальными процессами и получать интегрированные знания.

Ключевые слова: Новая украинская школа, STEM-образование, среда

имитационного моделирования, электрическая цепь

59


Voronkin Alexey. VIRTUAL LABORATORY WORKSHOP «ELECTRICAL

CURRENT»

The article is devoted to the methodical development of laboratory works of

physical laboratory session in the environment of simulation and analysis of

electronic circuits NI Multisim, with the aim of developing practical ideas for the

implementation of STEM-oriented education in comprehensive educational

institutions of Ukraine. The set of nine works of Physics «Electric current» is

proposed, aimed at updating the content of education according to the declared

innovative principles of New Ukrainian School. Methodical development can be used

at home in the process of preparing students for the lessons, in the classroom at

performing the laboratory and (or) practical works. Particular attention is focused

on the need to combine virtual and full-scale workshops in which students will be

able to explore theoretical modeling data with real processes and gain integrated

knowledge.

Keywords: New Ukrainian school, STEM-education, simulation program,

electrical circuit

УДК 37.09

Дячок С.О.

УПРОВАДЖЕННЯ ЕЛЕМЕНТІВ STEM- (STEAM- чи STREAM-

ОСВІТИ НА УРОКАХ ЗАРУБІЖНОЇ ЛІТЕРАТУРИ ЧЕРЕЗ

ПРОЕКТНО-ДОСЛІНИЦЬКУ ДІЯЛЬНІСТЬ

У статті розкрито важливі аспекти щодо впровадження елементів

STEM-освіти на уроках літератури. Презентовано різні форми проектно-

дослідницької діяльності щодо реалізації STEAM- та STREAT- на уроці

зарубіжної літератури. Розширено інформаційне поле щодо кращого осягнення

методики впрвадження STEM-освіти через інноваційні методи, засоби та

форми організації навчального процесу: хакатон, марафон, онлайн-

60


експерименти, електронні віртуальні лабораторії, наукові музеї, платформи

для організації міжнародної проектно-дослідницької діяльності.

Продуктивним є зауваженння про те, що правильне впровадження цієї

інновації забезпечить якісну реалізацію якісної навчальної програми із

зарубіжної літератури у Новій українській школі та стане вагомим чинником

у формуванні конкурентноспроможного креативного випускника школи.

Ключові слова: STEM-освіта, STEAМ, STREAT, інновація, література,

проектно-дослідницька діяльність, Нова українська школа.

Ми в Apple переконані, що лише технологій

недостатньо. Тільки злиття технологій із мистецтвом і

гуманітарними науками приносить результат, заставляє

наше серце співати.

Стівен Пол Джобс

STEM-освіта – це низка чи послідовність курсів або програм навчання,

яка готує учнів до успішного працевлаштування, до освіти після школи або для

того й іншого, вимагає різних і більш технічно складних навичок, зокрема із

застосуванням математичних знань і наукових понять [7]. Саме таким

трактуванням Інститут модернізації змісту освіти розпочинає добірку

матеріалів про STEM-освіту на сайті. Коли заглянути в майбутнє (героям

багатьох літературних творів це було б дуже просто), то побачимо 20 професій

2030 за версією EdCamp 2017, які насправді пов’язані з чотирма складниками

STEM (S – science, T – technology, Е–engineering, М – mathematics). Отож

ключовий аспект упровадження STEM-освіти не лише на окремих уроках, а під

час усього навчально-виховного процесу – успішне працевлаштування для всіх

випускників (і з природничо-математичними задатками, і з гуманітарними).

Тож головним завданням дослідницької роботи буде презентувати тезовий та

практичний матеріал як доказ впровадження елементів STEM-освіти не лише на

заняттях природничо-математичного циклу, а й гуманітарного, зокрема на

уроках зарубіжної літератури. Дане питання у природничо-математичному та

61


загально педагогічному ракурсі досліджено багатьма науковцями:

Cліпухіна І. А. (сучасний фізичний експеримент у дидактиці STEM-

орієнтованого навчання, цифровий вимірювальний комплекс як формувальний

чинник STEM-орієнтованого освітнього середовища), Барна О.В. (шляхи та

методи впровадження STEM-освіти у навчально-виховний процес),

Гончарова Н. О. (використання ігрових технологій у STEM-освіті),

Васильєва Д. В. (реалізація STEM-підходів на уроках математики),

Бутурліна О. В. (мотиваційна та технологічна готовність учасників навчально-

виховного процесу до впровадження STEM-освіти), Бережна Т. Л. ( І. (STEM-

освіта як елемент професійної компетенції вчителя), Горбенко С. Л. (STEM-

освіта і обдарована молодь), Стеценко І. (STEM-освіта для дошкільників) та ін.

Водночас саме впровадження елементів STEAM-чи STREAM- освіти на уроках

літератури, зокрема зарубіжної, об’єктом окремого системного розгляду ще не

були.

Акронім «STEM» вживається для позначення популярного напряму в

освіті, що охоплює природничі науки (Science), технології (Technology),

технічну творчість (Engineering) та математику (Mathematics) [7]. Це напрям в

освіті, при якому в навчальних програмах посилюється природничо-науковий

компонент + інноваційні технології. Технології використовують навіть у

вивченні творчих, мистецьких дисциплін [Там само].

Чи не переконалися ми, філологи, із багаторічним стажем роботи, що

саме завдяки правильно організованій проектно-дослідницькій роботі на уроках

літератури, – отримуємо цікавий та творчо-корисний продукт. Якраз зараз, щоб

остаточно не загубитися у вирі інновацій та інтеграцій (гіркий досвід ми

маємо), нам філологам, варто не стояти осторонь, а почати на своїх уроках

упроваджувати елементи STEM (чи різновидів STEAM- чи STREAM-) освіти.

Тоді ми й на плаву з літературою завжди будемо, і зуміємо через захоплення

художнім текстом привернути увагу до природничо-математичних наук, бо ж

недаремно відомий математик А. Прінгсхайм справедливо стверджував, що в

62


істинному математику завжди є щось від художника, архітектора і навіть

поета». Другий елемент формули успіху STEM-освіти гуманітаріїв –

актуальність та важливість.

Стрімка еволюція технологій веде до того, що незабаром найбільш

популярними та перспективними на планеті фахівцями стануть програмісти, IT-

фахівці, інженери, професіонали в галузі високих технологій і т.д. У

віддаленому майбутньому з’являться професії, про які зараз навіть уявити

важко, всі вони будуть пов’язані з технологією і високотехнологічним

виробництвом на стику з природничими науками.

Вважається, що якщо STEM-середовище буде окремою республікою в

навчально-виховному процесі, відірваним від гуманітарних наук, то учні

втратять здатність креативно мислити. Додається ще одна літера в акронімі А,

що означає «мистецтво». Робити акцент лише на природничих науках – це

неправильно. Варто розвивати у дітей крім аналітичного та критичного

мислення, ще й креативне! Уже зараз ІТ-бізнесу потрібні не люди-роботи, а

креативні працівники. Саме цей вид мислення якраз добре розвивати під час

правильно організованих та проведених гуманітарних уроків. Ось третій

критерій.

Тож сучасний учень повинен не лише вміти читати та аналізувати твір, а

й знаходити у ньому джерело нових ідей для реалізації, пов’язаних із іншими

науками: математикою, біологією, географією, астрономією, інформатикою. Із

останньою, це не має бути виключно вміння створювати чи переглядати

презентації лише в PowerPoint (явище, яке у більшості школах України, на

жаль, існує). Для створення презентацій на сучасному етапі учням та вчителям

варто застосовувати сервіси Sway, Prezi, PowToon.

Усе ж таки, саме програма із зарубіжної літератури дає можливості для

вивчення предмета і можливостей впровадження елементів STEM-освіти на

уроках. Твори Жуля Верна, Антуана де Сент-Екзюпері, Айзека Азімова,

https://sway.com/

https://prezi.com/

https://www.powtoon.com/home/

63


Джонатана Свіфта, Бертольта Брехта, Гійома Аполлінера – це далеко не повний

перелік реалізації STEM під час роботи з художнім твором.

Ні в якому разі це не має переходити доступні рамки і бути кроком до

інтеграції предметів (про важливість самодостатності предметів «українська

література» та «зарубіжна література» неодноразово говорилося у заявах ВГО,

зокрема УАВЗЛ, виступах провідних фахівців, на шпальтах періодики). А от

кроком до кращого розуміння та зацікавлення учнів літературою – так!

Четвертий критерій – розумна інтеграція.

Дослідницька робота «Птахи в усній народній творчості» на уроці

зарубіжної літератури та й в позаурочній діяльності дасть поштовх до

конструкції птахи майбутнього (можливо й робота), яка повинна ввібрати в

себе усі позитивні риси і стати надійним помічником для людини, її психології

(назва проекту «Робот «Жар-птиця». 5 клас). Робота у проектах «Рукавички для

Герди» або «Подарунки Снігової королеви» дасть можливість активізувати

роботу п’ятикласників у новому середовищі та реалізувати багато цікавих

природничо-технологічних процесів. Учні не лише розроблятимуть орнамент

для рукавичок героїні, а й створюватимуть флористичні композиції.

Під час вивчення поезії «Про коника та цвіркуна» Джона Кітса цікавим є

використання агамографії – малюнків із зображенням зміни пір року. Також

порівняльна мелодія коника стрибунця та цвіркуна – ще один елемент

STREAM-освіти на уроках літератури.

Вивчити разом із героями «П’ятнадцятирічного капітана» Жуля Верна

навігацію, флору та фауну Африки, накреслити маршрут руху «Пілігриму» за

допомогою ресурсів thinglink.com чи glogster.com (назва проекту «Пілігрим». 6

клас) не лише цікаво, а й науково-пізнавально.

Твір Роберта Шеклі «Запах думок» дає можливості для втілення ще однієї

інновації – робототехніки. Учні можуть запускати ракети чи іншу машину із

системи координат, використовуючи математичні та фізичні знання і вміння.

64


Теорії виникнення світу та походження людини чудово накладаються на

програмовий матеріал із зарубіжної літератури у 6 та 8 класі під час вивчення

міфів та найдавніших пам’яток літератури.

За допомогою ресурсів piktochart.com, infogram.com чи creately.com

можна доступно пояснити історичний період, який є тлом твору Вальтера

Скотта «Айвенго» (назва проекту «Рицарі майбутнього». 7 клас) чи заглянути у

науковий музей конструкцій замків та фортець. А у 8 класі доречно виготовити

креативні театральні маски: трагічну та комічну, вивчаючи літературу Давньої

Греції та Давнього Риму.

Також цікавою є робота за вивченням твору Мігеляде Сервантеса «Дон

Кіхот». Побудова та конструювання вітряків – необмежена фантазія вихованців.

Паперові, дерев’яні, пластикові, тканинні вітряки стануть кінцевим продуктом

проекту «Вітряк Дон Кіхота» у 8 класі.

Дев’ятикласникам цікаво буде вивчати твір Джонатана Свіфта «Мандри

Гуллівера», я через математичні розрахунки щодо того, скільки їжі потрібно

Чоловіку-Горі, досліджуючи географічне розташування країни Ліліпутії та

особливості біологічного годинника людини-гори, розвивати не лише логічне, а

й креативне мислення.

Біографію Олександра Пушкіна можна запропонувати вивчити через

проектно-дослідницьку діяльність «Географія міст російського письменника».

А твір «Герой нашого часу» Михайла Лермонтова дає можливості, через

«телескопічні завдання», споглядання гірських пейзажів та смакування

мінеральної води «Єсентукі», опрацювати сюжет та психологічні особливості

персонажів.

Паралельними прямими лініями та за допомогою шаблонів різних

геометричних фігур можна облаштувати кімнату Гобсека (Проект «Кімната

Гобсека». Оноре де Бальзак «Гобсек») або будинок Нори (Проект «Будинок

Нори». Генрік Ібсен «Ляльковий дім»).

65


Цікаво читати поезію «Міст Мірабо» Гійома Аполлінера і пробувати

конструювати в уяві (а для гуртківців – це чудова нагода побудувати міст у

масштабі), готуючи до усвідомлення професії пов’язаних із будівництвом

мостів чи найсучаснішої – містопланувальника. А ще цікавіше для

одинадцятикласників (і не лише) творити хмари слів (тегів) до того чи іншого

поетичного твору завдяки ресурсам wordard.com, imagechet.com, tagxedo.com

(назва проекту «Мірабоміст». 11 клас).

Згодом, удосконаливши методику викладання літератури з елементами

STEM-освіти на уроках, можна буде виходити на загальнодоступні світові

платформи для організації міжнародної проектно-дослідницької діяльності

щодо гуманітарних предметів. П’ятий критерій – упровадження STEM-освіти

на уроках літератури через проектно-дослідницьку діяльність.

Навчання – це не просто передача знань від учителя до учнів, це спосіб

розширення свідомості і зміни реальності. Змінити реальність можна і треба

саме через зв’язок із художнім твором. На уроках літератури активно

реалізується креативність, що включає творчі та художні дисципліни

(промисловий дизайн, архітектура та індустріальна естетика і т.д.). Те що

майбутнє мало б бути засноване виключно на науці, навряд чи когось здивує.

Майбутнє має втілювати синтез науки і мистецтва. І саме час нам, філологам,

думати, як виховувати кращих представників майбутнього, вберігши при цьому

любов до художнього твору. Уроки літератури – добре тло ще й для

патріотичного виховання. Мета STEM-освіта – працевлаштування на території

рідної країни! Шостий доказ очевидний – патріотичне виховання на уроках

літератури через елементи STEM-освіти.

На думку американських вчених, спроба активізувати освіту тільки в

напрямку науки без паралельного розвитку Arts-дисциплін може призвести до

того, що молоде покоління позбудеться навичок креативності.

Саме інтерактивні форми роботи під час вивчення матеріалу з літератури мають

стати дотичними як до впровадження елементів STEM-освіти, так і до STEAM-

66


чи STREAM-освіти, що є відгалуженнями загального терміну. ІТ-бізнесу тепер

потрібні креативні люди, а ці мислячі особи розвиватимуться лише під час

правильно організованих гуманітарних предметів.

Те, що впровадження STEM-освіти змінить економіку нашої країни,

зробить її більш інноваційною та конкурентоспроможною, – зрозуміло. А те,

що через залучення учнів до STEM-напрямку на уроках літератури – дасть

можливість бути конкурентно-спроможному культурному активному

випускникові школи ще й креативним – добра практика!

До речі, як зауважує мільярдер Марк Кюбан: «Молоду людину сьогодні

немає потреби вчити фінансової справи, оскільки за алгоритмом будь-який

аналітик зможе обчислити фінансові дані. А от через 10 років різко виросте

попит на філологів, філософів і інших гуманітаріїв» [9]. У цих рядках криється

вагомий доказ важливості та потрібності гуманітарних предметів у

навчальному плані Нової української школи, зокрема предмета «зарубіжна

література».

Проте як і в кожному процесі, в упровадженні елементів STEM-освіти у

навчально-виховний процес є свої позитивні та негативні сторони.

Позитивним є й той факт, що продукт, який твориться в процесі

навчальної діяльності є креативним та виконаний своїми руками у процесі

пошуку та власних досліджень. Саме краса, гармонія, неповторність,

оригінальність кінцевого продукту-результату стають викликом як для автора

ідеї, конструкції, так і для інших. Підручні матеріали: папір, тканина, lego,

пазли, фотокартки, календарики, – стають яскравим наочним матеріалом для

таких уроків. А це – мінімум затрат і максимум результату.

Особливим є той момент, що «позичений» ідейний матеріал не буде

плагіатом, тому що у кожному класі, відповідно до вікових та індивідуальних

особливостей вихованців, втілення креативної ідеї стане неповторним та

особливим процесом. Також дуже важливо, що в ході такої роботи задіяні усі

учні із різним рівнем знань і проявляють свої творчі здібності разом у процесі

67


комунікативного та практичного дослідження. Щодо діяльності вчителя, то

вона має бути систематизованою та спонтанною водночас. Ідеї щодо

впровадження STEM-освіти можуть виникати навіть безпосередньо під час

вивчення того чи іншого твору, тому й різні допоміжні предмети та матеріали

повинні бути на уроці завжди. Якщо якийсь етап уроку вчителем сплановано

наперед, то обов’язково варто ознайомити учнів із доступним для сприймання

та реалізації алгоритмом дій!

Варто зрозуміти, що такий процес упровадження STEM-освіти, та й

загалом будь-якої інновації, має бути загальноприйнятим та масштабним в

освітньому середовищі. Тобто усі об'єкти і суб'єкти навчально-виховного

процесу повинні працювати в одному руслі. Коли ці нововведення будуть лише

на уроках природничо-математичного циклу, а гуманітарії про це взагалі нічого

не знатимуть чи у позакласній роботі усі ще працюватимуть за «вкоренілою»

системою, то й загального всеохоплюючого конкретного новітнього освітнього

ефекту не буде.

Ще одним аспектом впровадження будь-якої інновації у навчально-

виховний процес є моральна та психологічна готовність педагогічного

колективу. Лише коли кожен учитель зрозуміє, що учнівські ґаджети – це не

іграшка, а допоміжний важливий предмет на уроці, що педагог не повинен

переказувати матеріал уроку, думаючи, чим більше я скажу, тим краще вони

запам’ятають, а навпаки вміти спрямувати роботу вихованця до пошуку та

бажання вчитися шукати самостійно чи в групі потрібну інформацію не лише за

підручником, що для проведення сучасного ефективного уроку тих знань, які

вчителі ще студентами отримали у вищих навчальних закладах чи 5 років тому

на курсах Intel чи Microsoft замало, і весь час потрібно самовдосконалюватися

та розвивати власну креативність, що інтеграція повинна бути розумною і

зрозумілою кожному педагогу, – тоді й успішним, результативним та

ефективним буде процес упровадження нового у загальне навчально-виховне

середовище.

68



1. Барна О. В., Балик Н. Р. Впровадження STEM-освіти у навчальних

закладах: етапи та моделі / Ольга Барна, Надія Балик. Сучасні інформаційні

технології та інновації методики навчання: досвід, тенденції, перспективи.

Матеріали І-ої Всеукраїнської науково-практичної Інтернет-конференції з

міжнародною участю. – Тернопіль, 2017. С.36

2. Ковбасенко Ю., Фещенко М., Дячок С. Нова парадигма літературної

освіти в Україні крізь призму SWOT–аналізу. П’яті Волошинські читання:

«Творча парадигма Ніли Волошиної у проспекції філологічного простору Нової

української школи» : тези доповідей Усеукраїнської науково-практичної

конференції. 22-25 червня 2017 року / Юрій Ковбасенко, Марія Фещенко,

Світлана Дячок. – Миколаїв, 2017. С.24.

3. Дячок С. Педагогічні смаколики від Світлани Дячок / Світлана Дячок //

Зарубіжна література в школах України. – №11. – 2017. С. 24-25.

4. Дячок С. STEM-освіта на уроках зарубіжної літератури / Світлана

Дячок // Всесвітня література в школах України. – №12.– 2017. С 5-7.

5. Богданович В.Я. STEM-освіта – шлях до майбутнього /

В.Я. Богданович, Н.А. ДядченкоSTEM-освіта – шлях до майбутнього //

Педагогічна майстерня. №9. 2017. С. 16-19.

6. Методичні рекомендації щодо впровадження SТЕМ-освіти у

загальноосвітніх та позашкільних навчальних закладах України на 2017/2018

навчальний рік. Лист ІМЗО № 21.1/10-1470 від 13.07.17 року.// Освіта.ua.

URL: https://osvita.ua/legislation/Ser_osv/56880

7. STEM-освіта // Інститут модернізації змісту освіти.

URL:https://imzo.gov.ua/stem-osvita

8. STEM освіта – світовий освітній тренд // Марафон в-ва «Основа».URL:

https://www.youtube.com/watch?v=esIN32UO6B4

9. ИТ-компаниям нужны гуманитарии, а не STEM-специалисты // Хайтек.

URL: https://hightech.fm/2017/08/09/focusing-on-steam

http://elibrary.kubg.edu.ua/19860/1/Y.Kovbasenko_%D0%9F%27%D1%8F%D1%82%D1%96_%D0%92%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D1%88%D0%B8%D0%BD%D1%81%D1%8C%D0%BA%D1%96_%D1%87%D0%B8%D1%82%D0%B0%D0%BD%D0%BD%D1%8F.pdf



https://osvita.ua/legislation/Ser_osv/56880

https://imzo.gov.ua/stem-osvita/



https://hightech.fm/2017/08/09/focusing-on-steam

69


Дячок Светлана. ВНЕДРЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ STEM- (STEAM- и

STREAM-ОБРАЗОВАНИЯ НА УРОКАХ ЗАРУБЕЖНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ЧЕРЕЗ ПРОЕКТНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКУЮ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

В статье раскрыто важные аспекты по внедрению элементов STEM-

образования на уроках литературы. Представлены различные идейные формы

проектно-исследовательской деятельности по реализации STEAM- и STREAT-

образования на уроке зарубежной литературы. Расширено информационное

поле по лучшему постижению методики внедрения STEM-образования путем

инновационных методов, средств и форм организации учебного процесса:

хакатон, марафон, онлайн-эксперименты, электронные виртуальные

лаборатории, научные музеи, платформы для организации международной

проектно-исследовательской деятельности. Продуктивным есть замечание,

что правильное внедрение этой инновации обеспечит качественную

реализацию учебной программы по зарубежной литературе в Новой

украинской школе и станет весомым фактором в формировании

конкурентоспособного креативного выпускника школы.

Ключевые слова: STEM-образование, STEAМ, STREAT, инновация,

литература, проектно-исследовательская деятельность, Новая украинская

школа.

Dyachok Svetlana. INTRODUCTION OF ELEMENTS OF STEM-

(STEAM- and STREAM-EDUCATION IN THE COURSES OF FOREIGN

LITERATURE THROUGH DESIGN-RESEARCH ACTIVITIES

In the article there are revealed imported aspects concerning the introduction

of the elements of STEM-education on literature lessons. There are presented

different lofty forms of project-research activity as to realisation of STEM and

STREAT on the World litelature lessons. It is widened the informative sphere as to

better comprehension of technique application of STEM-education through

70


innovative methods, means and forms of teaching process organisation:

hackathon,marathon,online experiments,electronic virtual laboratories,science

museums, platforms for organisation of international project-research activity.There

are also efficient comments that relevant introduction of this innovation will provide

qualitative realisation of World literature curriculum in New Ukrainian school and

will become a significant factor in the formation of the competitive school-leaver.

Keywords: STEM-education, STEM, STREAT, іnnovation, literature, project-

research activity, New Ukrainian school.

УДК 37.01-37.02

Іваненко С.С.

ЕКОЛОГІЧНЕ ВИХОВАННЯ ЯК ЗАСІБ ФОРМУВАННЯ ЖИТТЄВИХ

КОМПЕТЕНЦІЙ ОСОБИСТОСТІ ШКОЛЯРА З ЕЛЕМЕНТАМИ

ВПРОВАДЖЕННЯ STEAM-ОСВІТИ

Нова українська школа передбачає формування конкурентноспроможної

особистості, формування ініціативної особистості, яка генерує інноваційні

ідеї. Самостійність, як і самоствердження і самовиявлення школяра, розвиток

його творчих здібностей, пізнавальних потреб, не можливі поза

функціонуванням його думок, почуттів мотиваційної і вольової сфери. Саме

STEAM-освіта є тим засобом навчання, який забезпечує формування

життєвих компетенцій в розрізі міжпредметних зв’язків. В цій статті

наведено приклад використання елементів STEAM-освіти, спрямованих на

розвиток екологічної культури особистості, з власного досвіду роботи.

Ключові слова: STEAM-освіта, STEM-компетенції, екологічне виховання,

практично-дослідницькі проекти.

Сучасна освіта висуває перед учителем нові пріоритети навчання і

виховання, потребує формування ініціативної особистості, здатної до

71


раціональної творчої праці. Реалізувати сучасні вимоги можливо через

оновлення дидактичних принципів природничо-математичної освіти.

Дидактичні принципи, зокрема, визначаються: а) соціальним замовленням, яке

змінюється залежно від змін у соціально-економічному житті; б) станом

загальнонаукових досліджень, зокрема, у ділянці психології, філософії,

соціології, змісту окремих навчальних предметів тощо; в) власне практикою

процесу едукації, яка не лише апробує вартість того чи іншого принципу, але й

підказує напрями пошуків їх варіантів відповідно щодо часу. У різні періоди

історії кількість і зміст дидактичних принципів зазнавали змін. Проблемою

формування і класифікації дидактичних принципів займалися як зарубіжні

(Я. Коменський, Й. Песталоцці, Й. Гербарт, Ж.-Ж. Руссо), так і українські

педагоги, зокрема, К. Ушинський та його послідовник Г. Ващенко. Дидактичні

принципи (за Г. Ващенком – «принципи навчання») – це основоположні

ідеї, що пронизують усі рівні й компоненти освіти та засвідчують їх

системну цілісність. Перелік дидактичних принципів, за Г. Ващенком [5],

вважаються класичними. Він виділяє і розкриває такі принципи: принцип

зв’язку навчання з життям, принцип індивідуалізації, принцип наочності.

Принцип науковості визначає як зміст, так і форму навчального

процесу. В основу розуміння цього принципу Г. Ващенко радить покладати

вимогу, щоб знання відповідали об'єктивній дійсності. Такий підхід

покликаний формувати механізм логічного мислення і любов до наукової

правди [6].

Принцип систематичності органічно пов’язаний з науковістю знань. Їх

системність зумовлює цілісність уявлень, світогляду і навіть гармонію вдачі.

Принцип виховання сформульований Й. Гербартом, але ще раніше

запропонований Сократом. Побудоване згідно з ним навчання сприяє

становленню світогляду і впливає на поведінку людини. На думку Г. Ващенка,

на школі лежить найвідповідальніше завдання – надихнути молоде покоління

любов’ю до своєї Батьківщини, виховати свідомість високих якостей нашого

72


народу й великої місії, що призначила йому доля [7].

Принцип природовідповідності. Як і деякі інші принципи, він сягає

давнини, а у Г. Сковороди має назву «сродності» («Учи відповідно до

природи»). Розуміння цього принципу стосується врахування, з одного боку,

особливостей дитини та її віку, а з іншого, – відповідності навчання законам

природи взагалі. На думку Г. Ващенка, принцип природовідповідності вимагає

від учителя доброї обізнаності з психологічними особливостями дитини, вміння

враховувати ці особливості й відповідно до цього організувати навчальний

процес. Акценти щодо зв’язку навчання і практичного життя помітні вже у

Джона Локка та Руссо і отримали ще глибше трактування у Песталоцці. Згодом

ця ідея призвела і до поєднання навчання та праці – до трудової школи, – що

користувалася популярністю у XIX і XX ст. (Ґ. Кершенштайнер, Дж. Дьюї та

ін.), хоча успішно зреалізованою не була. Особливий погляд тут мав Дьюї, який

низько оцінював словесні знання (вважав їх допоміжним чинником) і

наголошував, що саме праця здатна удосконалити якості вдачі й інтелекту [10].

Принцип активності. Г. Ващенко наголошував, що вищі форми

інтелектуальних процесів характеризуються активністю і без неї неможливі [8].

Такими є основні принципи, запропоновані класичною педагогікою.

Зрештою, крім них, в історії педагогіки, особливо останнього часу,

пропонувалися також такі принципи: принцип свідомості, принцип

доступності, принцип емоційності, принцип міцності знань, принцип

оптимізації навчально-виховного процесу, і навіть принцип «нетрадиційності

системи навчання» [9].

Нині в епоху ІІ індустріальної революції, в епоху розвитку інноваційних

технологій використання традиційних дидактичних принципів навчання

недостатнє для збільшення кількості школярів, що виявляють інтерес до

технічної творчості, нових технологій, недостатнє для розвитку умінь і

формування навичок у покоління молодих інноваторів. Згідно наказу МОН

України № 1383 від 30.12.2015, відбувається упровадження STEM-освіти в

73


Україні з метою інноваційного розвитку предметів природничо-математичного

циклу в навчальних закладах [1]. Така система освіти розвиває здібності учнів

до дослідницької, аналітичної роботи, експериментування, критичного

мислення; з’єднує шкільні й позашкільні можливості та форми навчання [3, 4].

На відміну від класичної, в нашому розумінні, освіти дитина отримує набагато

більше автономності. За STEM методикою, в центрі уваги знаходиться

практичне завдання чи проблема. Учні вчаться знаходити шляхи вирішення не

в теорії, а прямо зараз шляхом спроб та помилок.

Екологія як наука, де предметом вивчення є природа, – середовище

існування Homo sapiens, відкриває унікальну можливість пізнавати довкілля

безпосередньо через спостереження природних явищ, виявлення природних

закономірностей, здійснюючи експериментально-дослідницьку роботу, що є

елементом STEAM-освіти. Дослідження – це той засіб отримання знань, який

формує в учнів інноваційні навички ХХІ століття, розвивають вміння співпраці

в команді, гнучкість, емоційний інтелект, розвиваються експериментальні

навички, використовуючи комп’ютерні технології.

STEAM-освіта (S – science, T – technology, E – engineering, A – art, M –

mathematics) – природничі науки, технології, інженерія, мистецтво, математика.

STEM-освіта – інноваційний напрямок в системі української освіти, метою якої

є формування STEM-компетенцій школяра, розвиток творчості, критичного

мислення для успішного його життя та кар’єри. Під час підготовки та реалізації

екологічних проектів діти здійснюють міждисциплінарний підхід вивчення того

чи іншого явища, процесу. Отриманий досвід під час підготовки робіт

допомагає школярам розв'язувати проблеми з багатьох сфер життя, стимулює

пізнавальну активність та розвиває загальнолюдські цінності.

Cучасні діти – продукт нового, інформаційного суспільства, для якого

характерні динамізм, рухливість, мінливість. Соціологічні та психологічні

дослідження доводять, що небувале розширення інформаційного середовища,

можливість одержати будь-яку інформацію означає, що від людини вимагається

74


не стільки знати й запам’ятовувати, скільки вміти знаходити, відбирати

потрібну інформацію, засвоювати її, інтерпретувати, використовувати, як для

особистісного розвитку, так і для рішення професійних і соціальних завдань і

що майбутнє життя й добробут покоління багато в чому залежить не від

отриманої професії, яка для людини залишається на все життя, а від здатності

до професійної мобільності.

Виховання Нового покоління можливе лише в сприятливих умовах

життя, як природних, так і соціальних. Екологічні проблеми є актуальними у

зв'язку із загрозою фізичному та психічному розвитку людини. Тому

надзвичайно важливим завданням педагога є формування екологічної

свідомості, яка інтегрує в собі такі поняття, як екологічне мислення,

екологічна етика, психологія, екологічна поведінка.

З 2014 року в Оситнязькій загальноосвітній школі І-ІІ ступенів

Кіровоградської райдержадміністрації Кіровоградської області я очолюю

екологічний гурток «Дивосвіт». Екологічне виховання – спосіб впливу на

почуття людей, їх свідомість, погляди і уявлення, бо, як зазначав В.О.

Сухомлинський, у дитини, яка вихована в умовах дефіциту спілкування з

природою, розвивається емоційна глухота, агресивність у ставленні як до

людей, так і до об’єктів природи.

Сучасні екологічні проблеми можна розв’язати спільними зусиллями.

Потік екологічної інформації повинен не лякати, а спонукати до дії. Сьогодні

головне завдання вчителя біології підвести учнів до правильної оцінки

теперішнього екологічного становища, до розуміння необхідності бережливого

і економного ставлення до ресурсів природи. Метою екологічного виховання,

на нашу думку, є формування в особистості екологічної свідомості і мислення.

Передумова для цього – екологічні знання, наслідок – екологічний світогляд.

Екологічну свідомість як моральну категорію потрібно виховувати у дітей з

раннього дитинства. Універсальним методом формування екологічної культури

в сучасних умовах освітнього простору є метод проектів. Вважаємо, що робота

75


над проектом підвищує інтерес до науки, поглиблює знання, спонукає до

пошуку в дослідницькій роботі, залучає комп’ютерні технології, інтегрує в собі

проблемний підхід, групову, дослідну, презентативну, пошукову форми роботи.

Проект спонукає учня виявити свої інтелектуальні здібності, моральні і

комунікабельні якості, продемонструвати рівень оволодіння знаннями й

загально-навчальними вміннями, здатність до самоосвіти й самоорганізації.

Девізом проектної діяльності наших школярів є «Знайди проблему і розв’яжи

її». Учні залучаються до самостійного прийняття рішень і виконання роботи

над проектом. Це дає їм впевненість у собі, це – засіб розвитку їх творчих

здібностей. Проектна технологія важлива у роботі з обдарованими дітьми.

Сучасна форма реалізації проектних технологій – це веб-квест, а традиційна –

наукові конференції, оформлення постерів та їх захист. У блог-квесті

здійснюється інтерактивне спілкування учнів в онлайн-режимі. Використання

програмного забезпечення для ІР-телефонів чи Skype дозволяє учасникам

проекту здійснювати дзвінки, відправляти миттєві повідомлення, спілкуватися і

проводити обговорення повідомлень у мережі.

Україна – єдина країна, яка багата на чорноземи. Але чому сьогодні ми

не маємо високих врожаїв сільськогосподарських культур? Чому в епоху ІІ

індустріальної революції, з розвитком новітніх технологій маємо не втішну

картину? Однією з відповідей на ці питання є деградація ґрунтів, до вивчення

якого залучилися і наші гуртківці. Досліджуючи ґрунтові екологічні фактори,

переконались, що органічні добрива найкраще впливають на ріст та розвиток

посівного матеріалу, перевіривши на дослідах із насінням квасолі. Навчилися

самі створювати біодобрива через компостування опалого листя, вивчаючи

технологію компостування на власному подвір'ї школи.

Творча діяльність вихованця – вища форма його активної самостійної

навчальної діяльності. Як засіб формування творчого креативного мислення

особистості вихованців ми використовуємо інноваційні технології, де увага

переноситься на процес набуття школярами знань, умінь, навичок, життєвого

76


досвіду, які трансформуються в компетенції, тобто змінюються потреби у

навчанні й зацікавленості, формується нова якість – навчання стає життєвою

цінністю. На своїх заняттях ми використовуємо не лише проектні технології,

але і технології розвивального навчання, інформаційні технології. Такий підхід

навчання, на нашу думку, залучає дитину до процесу самостійної пошукової

дослідницької діяльності, що свідомо сприймається як особиста мета. Цей

процес відбувається не під керівництвом учителя, а за його безпосередньої

участі. Основою формування творчої особистості, а в подальшому особистості,

яка має внутрішні потреби, що забезпечують її творчу активність, тобто не

стимульовану зовнішніми факторами, є використання розвивального навчання.

«Те, що ми знаємо – обмежене, а те, чого ми не знаємо – безмежне» (П.

Лаплас). Серед методів розвивального навчання ми використовуємо проблемні,

дослідницькі та пошукові методи.

Дослідницькі технології – це цілісна, інтегративна якість особистості, що

поєднує в собі знання, уміння, навички, досвід діяльності дослідника і

виявляється в готовності і здатності здійснювати дослідницьку діяльність з

метою отримання нових знань шляхом застосування методів наукового

пізнання, застосування творчого підходу в прийнятті рішень та оцінці

результатів дослідницької діяльності.

Декілька років поспіль разом з вихованцями гуртка ми проводимо

геоботанічні дослідження (вивчення видового складу рослинності) села

Оситняжки, де діти вже самостійно вміють закладати пробні майданчики для

своїх спостережень. Під час таких досліджень ми знайшли поляну рідкісних

первоцвітів анемон, виміряли її розміри та занесли в щоденник спостережень

час цвітіння рослини. А також створили літературно-природничий календар, в

якому є каталог назв рослин-первоцвітів села Оситняжки. Крім того,

традиційним для оситнязьких школярів є сезонні рейди до лісових насаджень.

Сміття довкола нас – ще одна болюча проблема людства. Та шляхи вирішення

цієї проблеми вихованці екологічного гуртка вже знають. Вони змогли

77


залучити всю шкільну спільноту, ніхто не залишився осторонь. Самостійно

школярі зібрали на вулицях села Оситняжки 40 мішків скла, 20 мішків

пластику, що дало змогу привернути увагу жителів села до несанкціонованих

сміттєзвалищ; написали статтю в газету «Народне слово»; звернулися до голови

сільської ради про необхідність встановлення в селі баків для сортування

сміття; випустили інформаційні листівки про вторинне використання пластику.

Ось таким цікавим був загальношкільний проект «Пластмаси: майбутнє

людини чи загроза планети».

Повітря – еліксир життя для людини з одного боку та створюючи сучасну

цивілізацію, стала найнебезпечнішим джерелом забруднення атмосфери з

іншого боку. Біоіндикатори навколишнього середовища є одним із засобів

формування екологічної освіченості школярів. Так, наприклад, за станом

хвоїнок сосни можна дізнатися про забруднення атмосфери – це некрози (плями

темно-бурого забарвлення) та хлорози (пожовтіння).

Учні зосередилися на 5 точках дослідження: парк села Оситняжки,

сосняк, автотраса, дамба, пам’ятка природи «Верхів’я річки Інгул», (крайня

точка села Оситняжки на межі початку села Петрово). Результати показали, що

найбільш забрудненим повітря є біля траси міжнародного значення

«Кропивницький – Київ», де потік машин досить великий, а викиди в

атмосферу здійснюються постійно і вдень, і вночі. Щоб зменшити забруднення

гуртківці посадили декілька маленьких сосонок, які придбала голова

Оситнязької сільської ради Манукян Юлія Володимирівна.

Ще одна з екологічних проблем – це проблема чистої води, якою

переймаються наші вихованці. Так першочерговою і необхідною життєвою

компетентністю вважаємо вміння дітей визначати якість питної води за

органолептичними показниками (колір, запах, прозорість), якою вони вже

володіють, адже це важливо для їхнього здоров’я. Захоплюючим для наших

вихованців виявився практично-дослідницький проект на тему «Визначення

чистоти води річки Інгул та річки Срібноярки». Ці річки протікають по

78


території села Оситняжки. Індикатором якості води є видове різноманіття

живих організмів, тобто біоіндикатори. Найбільше серед представників фауни,

які належать до групи нейстон, знайшли бокоплавів, личинки волохокрильців

та вислокрильців, ставковиків, п’явок.

Проаналізувавши результати пошуку серед представників фауни,

вихованці гуртка зробили висновок про те, що вода річки Срібноярки

забруднена, а вода річки Інгул характеризується середнім степенем ймовірності

чистоти води.

Проект для учнів був цікавим, корисним, практичним, тому що сприяв

підвищенню екологічної свідомості, відповідальності школярів за охорону

водних об’єктів та формування їх життєвих компетентностей.

Для формування ключових компетенцій (вивчати, шукати, думати,

співпрацювати, братися за справу) одним із засобів, який ми використовуємо в

роботі, є випуск просвітницької літератури (буклетів, листівок).

Використання комп’ютерних технологій створює можливість доступу до

більшої кількості сучасної, свіжої інформації. А поєднання кольорів,

мультиплікації, музики, мови, динамічних моделей та ін. розширює можливості

уявлення навчальної інформації. Підготовка такого матеріалу вимагає

тривалого часу для підбору відповідної інформації з даної тематики,

виокремлення головного, володіння певним рівнем комп’ютерних технологій,

естетичне оформлення кінцевого продукту.

На допомогу стають знання, вміння та навички отримані на уроках

інформатики, української мови та літератури. Ми використовуємо різні

програми, тому що вони дають широке поле діяльності розвитку особистості

школяра (навчально-інформуючі; програма презентацій Power Point, онлайн-

презентації, створення відео-роликів). Школярі випустили різноманітні за

тематикою листівки, буклети, наприклад «Компостування – безпечний метод

утилізації листя»; «Люба дитино! Врятуй – нагодуй голодну пташину в зимову

годину», «Практичні екологічні поради» та ін.

79


Особливо актуальним в наш час стало формування у молоді

здоров’язберігаючої компетентності, позитивної мотивації на здоровий спосіб

життя, змінити і зруйнувати негативні форми у поведінці дітей для збереження

власного здоров’я. Тому цікавим для учнів виявився проект «Оцінка якості

лаврового листа», з яким учні брали участь у еколого-валеологічному конкурсі

«Смачно, корисно, барвисто». Під час виконання роботи вихованці навчилися

робити експертизу маркування упаковки за певними її обов’язковими

складовими; за органолептичними показниками лаврового листя

рекомендували своїм близьким купувати листя фірми «Розумний вибір», «Лист

лавровий».

Креативність концентрується на бажанні досягти чогось нового або

відмінного від всього іншого. Ключовим елементом, необхідним для

креативності, є мотивація. Цей факт узгоджується з визначенням креативного

мислення, у якому особистість сама визначає для себе спонукання, необхідне

для здійснення великих справ.

Розвиток креативності є одним із складових STEAM-компетенцій, яка

формується в учнів під час розробки та виготовлення оригінальних сувенірів з

природного матеріалу, звичайно, їм в цьому є надійними помічниками вчителі

трудового навчання та образотворчого мистецтва. Наприклад, сувенір із хвоїнок

«Зимові фантазії», книга з деревини для 1 класу «Подорож листочка», яка є

унікальною. По-перше, дизайн та текст є авторським, оригінальним та по-друге в

єдиному екземплірі. Також діти створили сувенір з пластикових виделок та навіть

гру «Кімнатне лото». Особливо привернуло увагу майстер-клас для школярів, який

показав з великим задоволення професійний фахівець з миловаріння в домашніх

умовах.

У рамках проекту «Анемона – лісова королева» учасники проекту навчилися

варити мило «Анемона», дізналися про те, що мило в домашніх умовах варто варити

тільки з натуральної сировини (тваринних чи рослинних жирів) із додаванням

каустичної соди. Такий рецепт миловаріння є безпечним для здоров’я людини.

80


Наші вихованці є учасниками різноманітних районних та обласних

творчих конкурсів та олiмпiад з екології, ставали неодноразовими

переможцями: ІІІ місце на районній олімпіаді з екології 2012-2013 н.р. – проект

«Пластмаси: майбутнє людини чи загроза планети» та ІІІ місце обласного

етапу Всеукраїнського конкурсу екологічних проектів; ІІ місце на районній

олімпіаді з екології 2013-2014 н.р. – проект «Листок – дарунок принцеси

Флори», ІІ місце на районній олімпіаді з екології (2015-2016 н.р.) – проект

«Сосна як біоіндикатор чистоти повітря», команда «Дивосвіт» посіла ІІІ місце

(2015-2016 н.р., та І місце в обласному етапі «Екологічний квест», присвячений

Дню Довкілля (2016-2017 н.р.), ІІІ місце на районному етапі екологічної

олімпіади (2017-2018 н.р.).

Важливим є обов’язкова практична спрямованість екологічних знань, що

тісно пов’язана з формуванням екологічної культури учнів, екологічних

стереотипів поведінки, усвідомлення ролі людини у перетворенні та збереженні

навколишнього середовища. З метою формування життєвих компетенцій

школярів ми використовуємо технологічний підхід у навчально-виховному

процесі. Інформаційні технології застосовуємо в комплексі з проектними

технологіями, які дозволяють реалізувати вимоги компетентнісного підходу.

Суть цього підходу в пріоритеті позапредметних, особистісно-значущих

знань і вмінь над предметними знаннями, а досвід показав, що найбільш

соціально адаптованими виявилися люди, що володіють не сумою академічних

знань, а сукупністю особистісних якостей: ініціативності, підприємливості,

творчого підходу до справи, вміння приймати самостійні рішення.

Основним завданням сучасної школи – випускати зі своїх стін особистостей,

орієнтуючись на модель соціально успішної людини, яка знайде себе у цьому житті

завдяки отриманим під час навчання знанням, умінням і навичкам. А як цього

досягти кожен педагог вирішує для себе сам. На нашу думку, педагогу необхідно

переосмислювати все пізнане, доповнювати власні напрацювання, застосовувати

інноваційні методи, які є цікавими для учасників освітнього процесу.

81


Саме для реалізації освітніх послуг сучасного вчителя є впровадження

STEM-освіти в навчальний процес, яка допомагає здобувачам освіти досягнути

високого рівня навчальних досягнень. Тому, оволодівши не лише новітніми

технологіями, а й перебуваючи в творчому пошуку можна розпізнати, виявити,

розкрити, виростити, виплекати в кожного учня його неповторний

iндивiдуальний талант.

З учнівськими проектами та досвідом нашої педагогічної діяльності

можна ознайомитися на блозі: svitlanastepanivna.blogspot.com


1. Наказ МОН України № 188 від 29.02.2016 р «Про створення робочої

групи з питань впровадження STEM-освіти в Україні» [Електронний ресурс]. –

Режим доступу: mon.gov.ua

2. STEAM-освіта: інноваційна науково-технічна система навчання».

[Електронний ресурс]. – Режим доступу :http://ippo.kubg.edu.ua/content/11373

3. Лист № 869-16/02.2 МОІППО щодо впровадження STEM-освіти в

загальноосвітніх навчальних закладах від05.10.2015 [Електронний ресурс] –

Режим доступу: http://osvita-krda.mk.ua,

4. Додаток 2 до листа МОІППО № 999/15-32 від 28.09.2015. [Електронний

ресурс]. – Режим доступу: http://osvita-krda.mk.ua

5. Праця «Загальні методи навчання» (Ващенко Г. – 2, 1997, с. 441).




9. Волкова Н.П. Педагогіка: навч.посібн. / Н.П. Волкова. – К.: Вид. центр

«Академія», 2001. – 576 с.


11. Методичні рекомендації щодо впровадження STEM-освіти у

загальноосвітніх школах та позашкільних навчальних закладах України на

2017-2018 навчальний рік (Лист ІМЗО № 21.1/10-1470 від 13.07.17 року).

http://ippo.kubg.edu.ua/content/11373

http://ippo.kubg.edu.ua/content/11373

http://osvita-krda.mk.ua/

http://osvita-krda.mk.ua/

82


12. stem-osvita [Електронний ресурс] – Режим доступу:

http://btdc.org.ua/stem-osvita/

13. STEM-освіта [Електронний ресурс] – Режим доступу:

http://iteach.com.ua/news/mass-media/?pid=2621

Иваненко Светлана. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ВОСПИТАНИЕ КАК

СРЕДСТВО ФОРМИРОВАНИЯ ЖИЗНЕННЫХ КОМПЕТЕНЦИЙ

ШКОЛЬНИКА С ЭЛЕМЕНТАМИ ВНЕДРЕНИЯ STEAM-ОБРАЗОВАНИЯ

Новая украинская школа предусматривает формирование

конкурентоспособной личности, формирования инициативной личности,

генерирует инновационные идеи. Самостоятельность, как и самоутверждения

и самовыражения школьника, развитие его творческих способностей,

познавательных потребностей, невозможны вне функционирования его

мыслей, чувств мотивационной и волевой сферы. Именно STEAM-образование

является тем средством обучения, который обеспечивает формирование

жизненных компетенций в разрезе межпредметных связей. В этой статье

приведен пример использования элементов STEAM-образования, направленных

на развитие экологической культуры личности, из собственного опыта

работы.

Ключевые слова: STEAM-образование, STEM-компетенции,

экологическое воспитание, практически-исследовательские проекты.

Ivanenko Svitlana. ENVIRONMENTAL EDUCATION AS A MEANS OF

FORMING SCHOOL EDUCATIONAL VITAL COMPETENCE WITH

ELEMENTS OF STEAM EDUCATION INTRODUCTION

The new Ukrainian school involves the formation of a competitive personality,

the formation of an initiative person that generates innovative ideas. Independence,

as self-affirmation and self-expression of a student, the development of his creative

abilities, cognitive needs, is not possible outside of the functioning of his thoughts,





83


feelings of motivational and volitional sphere. It is STEAM education that is a means

of learning that provides the formation of vital competencies in the context of

interpersonal relationships. This article presents an example of the use of elements of

STEAM education, aimed at developing the ecological culture of the individual, from

their own work experience.

Keywords: STEAM-education, STEM-competencies, ecological education,

practical-research projects.

УДК 373.5:53; 004.9

Іванов С. А.

РОЗВ’ЯЗАННЯ ЗАДАЧ З ФІЗИКИ

МЕТОДАМИ КОМП’ЮТЕРНОГО МОДЕЛЮВAННЯ

(VPython, GlowScript, Trinket)

Основна увага статті приділяється пізнавальному потенціалу

комп’ютерного моделювання фізичних явищ та розв’язання фізичних задач у

контексті упровадження STEM-освіти. Показано можливості програмного

середовища 3D-моделювання GlowScript у реалізації платформи Trinket.io.

Наведено приклади розв’язання задач з різних розділів шкільного курсу фізики.

Ключові слова: STEM-освіта, комп’ютерне моделювання, 3D-

моделювання, алгоритмічне мислення, програмне середовище, VPython,

GlowScript.

Постановка проблеми. Кінцевою метою навчання фізики є розуміння

реального фізичного світу, однак сучасні шкільні підручники з цього предмету

пропонують академічний підхід до науки. Зокрема в них перебільшують

спрощення – тіла літають без опору повітря, рухаються без тертя або без опору

води, маятники коливаються лише за малих кутів, орбіти завжди кругові, а в

будь-який момент часу рухається не більше двох частинок тощо. Крім того,

84


вчитель у своій викладацькій роботі обмежується лише завданням навчити

учнів правильно писати умови задачі, зрозуміти яку формулу потрібно

використати, підставити вихідні значення та отримати результат. Такий підхід

виправданий у разі початкового пізнання основних законів природи. Але

реальний світ набагато складніший і набагато цікавіший, тому слід виходити з

того, що фізика – не тільки теоретична наука, але й практична, тобто

експериментальна. У зв’язку з цим варто зазначити, що однією з

найважливіших складових компетентності учня як результату його фізичної

освіти є інформаційно-комунікаційна компетентність, в першу чергу, вміння

будувати інформаційні моделі фізичних явищ та законів, а також моделі

розв’язання фізичних задач [6].

На наш погляд, за критерієм витратності для навчальних закладів можна

виділити три напрями практичної діяльності, де учні можуть набути

дослідницьких компетентностей за допомогою інформаційно-комунікаційних

технологій:

– комп’ютерне моделювання (практично без витрат);

– цифрові лабораторії на Ардуїно-подібних платформах (маловитратні);

– розвинуті цифрові лабораторії (високовитратні), наприклад, National

Instrament, Vernier, Einstein, LabDisc, Nova Link, Архімед тощо).

Аналіз останніх досліджень і публікацій. У цій статті основну увагу

зосереджено на першому напрямі, тобто комп’ютерному моделюванні. Під

терміном «модель» будемо розуміти «…деякий об’єкт-замінник об’єкта-

оригіналу, що забезпечує вивчення деяких істотних, з погляду дослідника,

властивостей оригіналу», а під терміном «моделювання» – заміщення одного

об’єкта іншим із метою здобуття інформації про найважливіші властивості

об’єкта-оригіналу за допомогою об’єкта-моделі [3, 5, 7]. Множину видів

моделей можна звести до двох – матеріальних та інформаційних. Матеріальні

моделі відтворюють фізичні, геометричні та інші властивості об’єктів

моделювання (макети будь-яких споруджень, технічних пристроїв, модель

85


молекули ДНК тощо). Серед типів інформаційних моделей найбільш

пізнавальний потенціал мають комп'ютерні моделі, реалізовані за допомогою

певного програмного середовища. Зауважимо, що до комп'ютерного

моделювання не слід відносити використання комп’ютерів при будь-якому

дослідженні або вирішенні проблеми, наприклад, застосування табличного

процесора Ecxel [8].

Застосування комп'ютерного моделювання при дослідженні фізичних

явищ має певну історію. Однією з найбільш цитованих робіт у цьому напрямі є

книга «Компьютерное моделирование в физике», в якій автори чітко

визначилися з метою, яка полягає у «…спробі впровадити принципи

комп’ютерного мислення у вивченні фізики» [4]. Іншими словами, для

вивчення фізики найбільш важливим є створення умов, в яких учні мають

можливість навчить комп’ютер моделювати фізичні системи, тобто писати

відповідні програмні коди. Не заперечуючи важливість комп’ютерного

моделювання фізичних досліджень, варто звернути увагу на пізнавальний

потенціал комп’ютерного моделювання для розв’язання задач у рамках

шкільного курсу фізики.

Виклад основного матеріалу. Сьогодні існує достатня кількість

програмних засобів, які використовуються для комп’ютерного моделювання,

серед яких особливе місце займає GlowScript – хмарне середовище, яке

дозволяє здійснювати 3D-моделювання фізичних явищ безпосередньо на веб-

сайті [9]. В основі GlowScript покладено візуальну мову програмування Visual

Python (або VPython), використання якої вже має певний досвід у моделюванні

фізичних явищ [10]. VPython це візуальне розширення мови програмування

Python спільно з 3D-графічним модулем під назвою «Visual», яку заснував

Девід Шерер у 2000 році. VPython надає користувачам можливості створювати

тривимірні віртуальні моделі за допомогою обмеженого набору об'єктів, які

показуються на холсті (canvas) (Рис. 32):

86


arrow box cone

cylinder

Ellipsoid

helix

text

«Дано»

pyramid

Ring

Spher

e

Рис. 32. Набор об'єктів VPytho

Програмне моделювання матеріальних тіл дозволяє користувачам більше

концентруватися, по-перше, на фізичній сутності задачі, по-друге, – на

обчислювальному аспекті програмного коду. Саме ці особливості мови VPython

зумовило її вибір для комп’ютерного моделювання задач шкільного курсу

фізики.

Об’єкти в мові VPython як представники тих чи інших класів можуть бути

створені з певним набором атрибутів. Наприклад, простий об’єкт tube класу

cylinder створюється за допомогою вказівки атрибутів, таких як координати

положення, вісь напряму, прозорість, видимість, колір тощо.

До цього переліку можна додавати нові атрибути, що є дуже корисним для

застосування VPython для розв’язання фізичних задач. Наприклад, до атрибутів

об’єкту spring класу helix (пружина) має сенс додати атрибути spring.coils=20 (число

витків) та spring.thickness=0.1 (товщина дроту). До об’єкту класу ball можна вказати

атрибут trail, який підключає слід руху об’єкту у межах екрану. А до об’єкту, який

представляє, наприклад, об’єкт грузик у вигляді сфери (sphere) або паралелепіпеду

(box) за ім’ям load, слід вказати атрибут його маси: load.m=100. Програмні засоби

VPython дозволяють створювати об’єкти контролю процесу: кнопки (button), повзунок

(slider), перемикач (toggle), меню (menu) тощо. Крім того, в арсеналі VPython є

практично всі операції с мишою та клавіатурою. Нарешті, підключаючи ті чи інші

бібліотеки можна відображати результати моделювання або розв’язання фізичних

задач на графіках. Більше детально можливості мови VPython надані на порталі

87


i

VPython IDLE [10]. Важливою особливістю VPython є можливість візуалізації

векторних величин, такі як швидкість та прискорення, тобто анімація фізичного

процесу, що забезпечує можливість учням бачити рух об’єктів, про які йдеться у

фізичній задачі, насамперед, рух під впливом сил, зокрема, земного тяжіння.

Наприклад, об’єкт cart класу box, пофарбований зеленим кольором, рухається зі

швидкістю v. Об’єкт cart описується у такому вигляді:

cart = box(pos=vector(-0.5,0,0), size=(0.1, 0.04, 0.06), color=color.green)

Анімація створюється шляхом запровадження циклу while, з параметром часу t,

який змінюється від 0 до певного значення з кроком, що має невелике значення,

наприклад, Δt=0.01. Тіло циклу містить інструкції комп’ютеру як змінити позицію

об'єктів знову і знову, імітуючи рух об’єктів по екрану.

Ці інструкції (вирази) вказують комп'ютерові як розрахувати рівнодіючу силу на

об'єкти, як розрахувати новий імпульс кожного об'єкта, використовуючи рівнодіючу

силу та принцип імпульсу, як знайти нове положення об'єктів, використовуючи момент

імпульсу (Рис. 33).

До початку циклу while об'єкту cart треба додати атрибут масу (m) і початковий

імпульс (p): cart.m = 0.80 та cart.p = cart.m*vector(0.5,0,0). У тілі циклу while

моделюється рух об’єкту cart, поточне положення якого визначається згідно рівняння:

r r V

* Δt або r = r +( p

/ m) * Δt), (1) i i avg i i

де вектор r - положення центру об’єкту; m – маса, p

– момент імпульсу.

Програмне це виглядає таким чином (deltat – це Δt):

Рис. 33. Розрахунок нового положення об’єкта cart

88


У циклі обов’язковим є оператор rate(speed), де параметр speed може

дорівнювати 1000. Цей оператор примушує стільки раз здійснювати цей цикл за

1 секунду, саме у цю коротеньку паузу об’єкти створюються та відображаються

на екрані. За рахунок цього складається враження плавного руху об’єктів.

Підсумовуючи, цей фрагмент програми виглядає приблизно так:

t = 0

deltat = 0.001

while t < 3:

cart.pos = cart.pos + (cart.p/cart.m)*deltat

t = t + 1

Незважаючи на очевидні переваги VPython у застосуванні його для

моделювання фізичних явищ, демонстрування фізичних законів та розв’язання

фізичних задач він у своєму первісному варіанті не знайшов свого місця у

шкільних програмах. Це стосується взагалі програмування, за останні часи

виявилося, що учні, навіть ті, хто закінчив спеціальні курси з програмування,

реально не в змозі запрограмувати будь-яку реальну задачу. Ці проблеми добре

відомі учителям інформатики і докладно представлені в педагогічній літературі

[2]. Головне тут полягає у тому, що у більшості учнів, по перше, не

сформовано алгоритмічне мислення, а, по друге – він не бачить відразу

результатів своєї роботи. Програмування потребує уважності і терпіння, тобто

тих якостей, яких не вистачає школярам, які достатньо швидко опановують

сучасні гаджети.

Поява у 2011 році середовища програмування GlowScript та у 2014 році

можливість використовувати мову RapydScript для підтримки програм VPython

в середовищі GlowScript, може суттєво змінити ставлення учнів до

програмування.

Практично водночас було розроблено програмне середовище Trinket.io,

яке полегшує кодування в GlowScript, саме тому воно в останні часи

поширюється для навчання. На малюнку 34 показано робочу область Trinket.io,

89


яка ділиться наполовину. Код програми уводиться зліва, а на правому боці

можна бачити і результати виконання цього коду. Як можна бачити на малюнку

у середовищі використовується версія 2.7 мови VPython.

Рис. 34. Код та його результат

Застосування технології Trinket.io для моделювання фізичних явищ

відкриває нові, широкі можливості, зокрема у розв’язанні шкільних задач.

Очевидні переваги використання цієї технології полягають, насамперед, в

одночасному вивченні як фізики, так ї основ програмування. Крім того,

психологічно дуже важливо, щоб учень відразу бачив би результати

застосування програмного коду. Звичайно, що написання коду не є простою

справою.

Тому можливий інший варіант застосування цієї технології, який полягає

в розробці шаблонів моделювання основних, типових задач шкільного курсу

фізики. Такий підхід дозволяє вчителю ставити перед учнями справжні

дослідницькі завдання, шляхом, наприклад, побудови графічного відображення

впливу тих чи інших вхідних параметрів (даних фізичної задачі) на результат.

Тобто, учень, усвідомлюючи фізичний смисл задачі, може втручатися в

програмний код, змінюючи ці параметри. Таким чином, учень зацікавлений

аналізувати код, вивчаючи основи мови VPython в оточенні GlowScript та

Trinket.io, та глибше занурюватися в мистецтво програмування.

90


Тепер, продемонструємо застосування технології Trinket.io для

розв’язання задач шкільного курсу фізики. Почнемо з розв’язання типової

задачі з кінематики кинутого вгору тіла. У шкільному курсу фізики дається

проста формула зв’язку висоти кидка з початкової швидкістю. Учень просто

підставляє дані у формулу та, отримуючи результат, остається задоволеним, не

бачачи фізичного процесу.

У комп’ютерному моделюванні можна ускладнити завдання таким чином.

М’яч, який має певну пружність, вилітає з циліндра з початковою швидкістю

під певним кутом до горизонту. Опір повітря не враховується. Треба визначити

скільки раз і на яку висоту підніметься м’яч. Таку задачу вже складно

розв’язати за формулою. Спочатку було розроблено алгоритм розв’язання цієї

задачі за допомогою мови візуального програмування DRAKON (Мал. 3) [1].

На підставі цього алгоритму було написано програмний код, що моделює

фізичний процес у даній задачі, який частково відображений на рис. 35.

Рис. 35. Drakon-схема задачі «Стрибаючий м’яч»

91


Рис. 36. Результати виконання програмного коду

Дуже цікаві задачі на тему «Основи кінематики», серед яких відома

задача на рух лодки. Знову ж таки комп’ютерне моделювання дозволяє

ускладнити задачу, наприклад, знайти початкову швидкість та кут руху човна

(що моделюється об’єктом класу ellipsoid), який має потрапити в протоку на

протилежному березі (Рис. 37). Можливості середовища GlowScript дозволяють

слідкувати за рухом човна на екрані монітора, використовуючи об’єкт trail

(стежка).

Рис. 37. Задача на рух лодки

Розвиваючи ідею про розширення постановки фізичних задач у межах

шкільного курсу, розглянемо приклад такого підходу у задачі на застосування

закону Гука. Комп’ютерне моделювання цього закону на прикладі пружини в

середовищі GlowScript (Trinket.io) дозволяє оголосити об’єкт spring класу helix,

в якому можна ввести нові атрибути, такі як радіус пружини і дроту, з якого її

зроблено, та кількість витків (Рис. 38):

92


spring=helix(pos=point_ot,axis=sinker.pos-point_ot, radius=1.0, constant=k,

thickness=thick, coils=N_coils, color=color.black)

Рис. 38. Моделювання закону Гука

Під час моделювання такої задачі деформація пружини дозволяє наочно

показати її зсув і точку рівноваги сил тяжіння і пружності. Можна ще більше

ускладнити задачу, поставивши дослідницькі завдання, наприклад, дослідити

силу пружності в залежності від матеріалу пружини, товщину дроту, радіусу

пружини, числа витків тощо. Результати такого дослідження слід представляти

графічно.

Нарешті, наведемо приклад застосування програмного середовища

GlowScript для моделювання задачі на закон заломлення світла. На рис. 39

показано моделювання падіння світла під різними кутами (alfa), відображаючи

кути заломлення в іншому оптичному середовищі та взаємозв’язок між цими

параметрами. В цьому випадку теж є місце для дослідницьких робіт, ставлячи

завдання відобразити залежність кутів заломлення від кутів падіння світла,

змінюючи вхідні дані, наприклад, показник заломлення середовища.

Рис. 39. Результати виконання програмного коду

Висновки. Комп’ютерне моделювання є ефективним засобом пізнання

фізичного світу, яке можна упроваджувати як на уроках фізики, так і у

позакласній роботі. Учителі, які застосовують комп’ютерне моделювання,

93


мають ставити такі цілі:

– показати учням сутність, переваги та недоліки комп’ютерного

моделювання;

– навчити учнів поєднувати та порівнювати моделювання з

експериментом;

– розробляти або запозичувати шаблони типових задач з фізики;

– надати учням первісні відомості про мову програмування VPython та

програмні середовища GlowScript та Trinket.io;

– навчити учнів алгоритмічному мисленню;

– навчити учнів користуватися шаблонами фізичних задач та ставити

дослідницькі завдання;

– навчити учнів графічно відображати результати моделювання.

Своєю чергою учні отримають початкові компетентності у:

– розумінні і формулюванні конкретних навчальних цілей;

– вмінні розв’язувати фізичні задачі шляхом комп’ютерного

моделювання;

– вмінні використовувати шаблони розв’язання фізичних задач з метою

проведення певних досліджень, шляхом зміни вхідних даних задачі;

– написанні простійших алгоритмів та програмних кодів, що моделюють

фізичні задачі;

– у візуальному відображенні результатів дослідження;

– у вмінні здійснювати нові дослідницькі завдання.


1. Визуальный язык ДРАКОН [Електронний ресурс] /

https://drakon.su/drakon_editor_web

2. Ворон Ю. Чому онлайн-курси не навчать вас програмувати?

[Електронний ресурс] / https://dou.ua/lenta/articles/online-course-is-not-enough/

94


3. Гетманова Е.Е. Моделирование физических процессов в VPython,

ФинАрт, Харьков, – 2004.

4. Гулд, Х. Компьютерное моделирование в физике (в 2-х томах) / Х.

Гулд, Я. Тобочник. М.: «Мир», – 1990. – 350 с.

5. Малютин, В.М. Компьютерное моделирование физических явлений:

Учебное пособие / В.М. Малютин, ЕА. Склярова. – Томск: Изд-во ТПУ, – 2004.

– 156 с.

6. Мерзликін О.В. Засоби інформаційно-комунікаційних технологій

підтримки навчальних досліджень у профільному навчанні фізики //

Інформаційні технології і засоби навчання, 2015, – Том 48, – №4. – C. 58–86.

7. Шарапов О.Д., Дербенцев В.Д., Семьонов Д.Є. Економічна кібернетика

Навч. посібник. – К.: КНЕУ, 2004. – 231 с.

8. Теплицький І.О. Комп’ютерне моделювання механічних рухів у

середовищі електронних таблиць / І.Теплицький, С.Семеріков // Фізика та

астрономія в школі. – 2002. – №5. – С.41–46.

9. Introduction to GlowScript and VPython [Електронний ресурс] /

https://www.compadre.org/PICUP/exercises/exercise.cfm?I=130&A=gsvpythonintro.

10. VPython Classic VPython 6.11 based on wxPython [Електронний

ресурс] / http://vpython.org/contents/docs/index.html

Иванов Сергей. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ПО ФИЗИКЕ МЕТОДАМИ

КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ (VPython, GlowScript, Trinket)

Основное внимание статьи уделяется познавательному потенциалу

компьютерного моделирования физических явлений и решения физических

задач в контексте внедрения STEM-образования. Показаны возможности

программной среды 3D-моделирования GlowScript в реализации платформы

Trinket.io. Приведенные примеры решения задач по различным разделам

школьного курса физики.

http://www.compadre.org/PICUP/exercises/exercise.cfm?I=130&A=gsvpythonintro

http://vpython.org/contents/docs/index.html

95


Ключевые слова: STEM-образование, компьютерное моделирование,

алгоритмическое мышление, программная среда, 3D-моделирование, VPython,

GlowScript.

Ivanov Sergey. SOLUTION OF PHYSICAL TASKS BY METHODS OF

COMPUTER MODELING (VPython, GlowScript, Trinket)

The main focus of the article is on the cognitive potential of computer modeling

of physical phenomena and solving physical problems with the context of STEM-

education implementation. The capabilities of the GlowScript 3D modeling software

in the implementation of the Trinket.io platform are shown. The examples of solving

problems in various sections of the school course of physics.

Keywords: STEM-education, computer modeling, algorithmic thinking

algorithmic thinking, software environment, 3D-modeling, VPython, GlowScript.

УДК 378.011.3–051

Клунко Р. Ю.

ПРОБЛЕМА ФОРМУВАННЯ ПРАВОВОЇ КОМПЕТЕНТНОСТІ

МАЙБУТНІХ ВЧИТЕЛІВ ЗАГАЛЬНООСВІТНІХ ШКІЛ УКРАЇНИ В

КОНТЕКСТІ STEM-ОСВІТИ

Стаття присвячена розгляду проблеми формування правової компетентності

майбутніх вчителів в умовах STEM-освіти. Обґрунтовано необхідність

компетентнісного підходу до підготовки сучасних педагогічних кадрів та важливіть

якісної правової підготовки вчителів будь-якого профілю у контексті STEM-освіти.

Автор висвітлює основні компоненти правової компетентності майбутніх вчителів.

А також розкриває основні напрями її реалізації в умовах вищого педагогічного

закладу. У статті досліджується ефективність формування правової

компетентності майбутніх учителів, що можлива при обов’язковому дотриманні

створених у процесі професійної підготовки студентів педагогічних умов.

Ключові слова: правова компетентність, правова компетенція.

96


Постановка проблеми. Входження України у європейський світовий

освітній простір вимагає проведення модернізації змісту освіти в контексті її

відповідності сучасним потребам. Передусім вагомого значення набуває

середня освіта – центральна ланка в освітній системі будь-якої країни та основа

для успішного здобуття освіти наступних рівнів й самоосвіти протягом усього

життя.

Україна тільки стає на шлях реформування середньої освіти,

орієнтований на те, щоб випустити зі школи всебічно розвинену, здатну до

критичного мислення цілісну особистість, патріота з активною позицією,

інноватора, здатного змінювати навколишній світ та вчитися впродовж життя.

Одним з актуальних напрямів модернізації освіти виступає STEM-

орієнтований підхід до навчання, який сприяє популяризації інженерно-

технологічних професій серед молоді, підвищенню поінформованості про

можливості їх кар’єри в інженерно-технічній сфері, формуванню стійкої

мотивації у вивченні дисциплін, на яких ґрунтується STEM-освіта.

Міністерством освіти та науки України розроблено «План заходів щодо

впровадження STEM-освіти в Україні на 2016-2018 роки», підписано наказ

«Про утворення робочої групи з питань впровадження STEM-освіти в Україні»,

Державна наукова установа «Інститут модернізації змісту освіти» розробила

«Методичні рекомендації щодо впровадження STEM-освіти у загальноосвітніх

та позашкільних навчальних закладах України на 2017/2018 навчальний рік».

Так, у методичних рекомендаціях зазначено, що STEM-освіта – це

категорія, яка визначає відповідний педагогічний процес формування і

розвитку розумово-пізнавальних і творчих якостей молоді, рівень яких визначає

конкурентну спроможність на сучасному ринку праці: здатність і готовність до

розв’язання комплексних проблем, критичного мислення, творчості,

когнітивної гнучкості, співпраці, управління, здійснення інноваційної

діяльності. STEM-освіта ґрунтується на між- трандисциплінарних підходах у

побудові навчальних програм різного рівня, окремих дидактичних елементів,

97


до дослідження явищ і процесів навколишнього світу, вирішення проблемно

орієнтованих завдань. Проте, на нашу думку, не варто розглядами STEM як

окремий елемент реформування сучасної освіти. Так, в умовах сучасного

розвитку держави актуальності набуває проблема формування особистості з

високим рівнем правової свідомості та правової культури.

Підтвердженням цього є регіональна комплексна Програма правової

освіти населення на 2016 – 2020 роки. Тому, на нашу думку, правова

компетентність учнів тісно пов’язана з основними поняттями STEM-освіти,

такими як: математична грамотність, компетентності в природничих науках і

технологіях, інформаційно-цифрова грамотність, уміння навчатися впродовж

життя, соціальні й громадянські компетентності, підприємливість,

загальнокультурна, екологічна грамотність і здорове життя. Вважаємо, вони

разом гармонійно входять в систему STEM-освіти, створюючи основу для

успішної самореалізації особистості і як фахівця, і як громадянина.

Продовжуючи вищесказане, можемо стверджувати, що формування

особистості сучасного школяра, що відповідає переліченим вимогам, можливе

лише за наявності висококваліфікованих спеціалістів. І, варто зазначити,

правова компетентність є однією з ключових, якими має володіти сучасний

вчитель.


STEM-освіти порівняно нова та майже не досліджена у вітчизняній

педагогічній літературі. Проте, з цієї теми є достатньо напрацювань у

дослідників зі США, Великої Британії та Австралії. Водночас, у ряді праць

українських дослідників розкриваються різні питання формування правової

компетентності вчителя. Наприклад, В. Владимирова, О.Іваній, В. Обухова,

М. Подберезський, М. Фіцула у своїх дослідженнях розкривають окремі

аспекти загальноправової підготовки майбутнього вчителя. Аналіз літератури

дозволяє зробити висновок, що дослідження та публікації з питань формування

правової компетентності вчителів у контексті STEM-освіти відсутні.

98


Мета статті – проаналізувати теоретичні засади формування правової

компетентності майбутніх вчителів в умовах STEM-освіти

Виклад основного матеріалу. Проблема освітніх інновацій у наш час

стає все більш актуальною. Це насамперед пов’язано з потребою суспільства в

підготовці гармонійної особистості, здатної ефективно функціонувати в

сучасних постійно змінюваних умовах. Знання, на які традиційно була

зорієнтована освіта, в наш час вже не вважаються головним критерієм

підготовки спеціаліста. Адже завдяки науковим дослідженням вони постійно

доповнюються або навіть кардинально змінюються. Тому в сучасному

суспільстві цінуються вже не самі знання, а вміння їх самостійно добути та

компетентно використати. З цієї причини виникає необхідність у переорієнтації

парадигми вищої освіти зі знаннєвої в компетентнісну [3, c. 63].

Традиційно цілі освіти визначалися набором знань, умінь, навичок, якими

повинен володіти випускник. Сьогодні такий підхід виявився недостатнім.

Соціуму (професійним навчальним закладам, виробництву, сім'ї) потрібні

випускники, готові до включення в подальшу життєдіяльність, здатні

практично вирішувати життєві і професійні проблеми. А це багато в чому

залежить не від отриманих знань, умінь, навичок, а від деяких додаткових

якостей, для позначення яких і вживаються поняття «компетенції» і

«компетентності», які більш відповідають розумінню сучасних цілей освіти.

Сутність компетентнісного підходу полягає в переорієнтації домінуючої

освітньої парадигми, заснованій на трансляції знань і формуванні навичок на

створення передумов для оволодіння комплексом певних компетенцій, які

надають випускнику можливість самостійної й успішної діяльності в умовах

сучасного багатовимірного соціально-політичного, ринково-економічного,

інформаційно і комунікативно насиченого простору [6, с. 8].

Таким чином, на сучасному етапі підготовку майбутніх учителів до

формування правової культури учнів розглядаємо крізь призму

конмпетентнісного підходу. У такому випадку, основоположними поняттями

99


зазначеної проблеми будуть «правова компетенція», «правова компетентність»

та «правова компетентність вчителя».

У першу чергу варто визначити, що таке правова компетенція. Правова

компетенція – це сукупність орієнтацій у сфері освітнього правового простору,

знань, умінь, навичок і досвіду діяльності щодо визначеного кола об'єктів

правової діяльності, необхідних для ефективного розв'язання завдань правової

освіти в процесі професійної діяльності. До кола об'єктів правової діяльності

вчителя ми відносимо громадсько-політичну, соціально-економічну,

управлінську, навчально-пізнавальну діяльність, які реалізуються ним у процесі

передачі учням правових знань, формування умінь і навичок з метою засвоєння

ними соціально-правового досвіду.

До правових компетенцій учителя належать:

– діагностико-прогностична – використання сукупності діагностичних

методик з урахуванням прав і особистісної гідності об'єкта педагогічної

діяльності для прогнозування: динаміки розвитку учнів; соціального

середовища їх правового виховання; педагогічних перспектив розвитку

особистості;

– організаційно-управлінська – організація, планування й здійснення

виховної і правової підготовки учасників навчально-виховного процесу,

здійснення управлінських рішень в освітній сфері на правовій основі;

– правовиховна – реалізація в практичній діяльності правового виховання

учасників навчально-виховного процесу, правове інформування суб'єктів і

об'єктів педагогічної діяльності в процесі вирішення виховних завдань;

– корекційно-розвивальна – здійснення педагогічної корекції особистості,

міжособистісних відносин, виховних впливів з відновлення психолого-

емоційного стану учнів на основі використання законів і підзаконних актів,

стимулювання самостійної навчально-пізнавальної діяльності, заснованої на

засвоєнні способів набуття правових знань із різних джерел інформації;

100


– правозахисна – реалізація і захист прав і свобод учасників навчально-

виховного процесу, легітимне оформлення вчителем цілей у професійній

діяльності і реалізація своїх прав [6, c. 11].

Розглянувши поняття «правова компетенція» та її складові, ми можемо

дати визначення поняттям «правова компетентність» та «правова

компетентність учителя». Тож, правова компетентність – це єдність правових

знань, що містять систему ціннісних орієнтацій в економічному, політичному,

соціальному напрямах громадського життя, які відображають правову

дійсність, глибокі теоретичні знання та практичні вміння, спрямовані на

створення стимулювальних умов з попередження та усунення протиправної

поведінки в суспільстві.

Правова компетентність учителя – це високий ступінь оволодіння

системою правових знань у професійно-педагогічній діяльності, сформовані

професійно-правові вміння та практичні навички їх застосування, спрямовані

на правове навчання й виховання учнів шляхом педагогічного впливу.

З точки зору системного підходу модель правової компетентності вчителя

уявляє собою сукупність структурних й функціональних компонентів, які

знаходяться у взаємозв’язку й взаємозалежності між собою. Використовуючи

його з урахуванням методологічного принципу концептуальної єдності та

наукового моделювання, дослідниця Олена Іваній розробила структурно-

функціональну модель формування правової компетентності майбутніх

педагогів у процесі професійної підготовки в університеті [4, c. 10].

Педагогічна модель формування правової компетентності містить чотири

блоки: цільовий, змістовий, технологічний і оцінно-результативний.

Одним із головних завдань правової підготовки майбутнього вчителя є

формування компетентнісного фахівця, який має не тільки високий ступінь

володіння правом у конкретній професійно-педагогічній діяльності, але й для

якого характерним є оцінно-емоційне ставлення до практичної діяльності, який

схильний до дій на благо учня й суспільства, має силу волі й бажання

101


реалізувати їх з певною соціальною метою. Такою метою визначається

комплекс завдань, спрямованих на формування правових компетенцій студентів

у процесі вивчення спеціальних (правових), гуманітарних і фахових дисциплін.

Формування правової компетентності передбачає засвоєння майбутнім

вчителем не окремих, відірваних один від одного елементів правових знань,

умінь та навичок професійних і особистісних якостей, а оволодіння

комплексною процедурою, в якій для кожного визначеного напряму присутня

відповідна сукупність освітніх компонентів, що мають особистісно-діяльнісний

характер. Це, зокрема, навчальний компонент, що передбачає три пріоритетних

завдання:

– розвиток теоретичного компоненту правової компетентності, який

забезпечує майбутнього вчителя загально правовими знаннями (фаховими,

політичними, управлінськими, виховними, психологічними тощо), що

сприяють успішній організації професійної діяльності та здійснення правового

виховання учнів; створюють основу для формування сучасного правового

мислення, генерують акти правосвідомості, тобто систему відносин до

морально-правових норм крізь призму пізнання права як соціального явища;

– розвиток практичного компоненту правової компетентності

майбутнього вчителя, який визначається, насамперед, сукупністю професійних

умінь і навичок, що зумовлюють функціональну готовність педагога

вирішувати завдання правової діяльності. Це інформаційно-інтелектуальні,

прогностично-проективні, організаційно-регулятивні, виховні, рефлексивні,

емоційно-вольові уміння і навички;

– розвиток особистісного компоненту правової компетентності, який

утворює такі професійні й особистісні якості, як: професійно-світоглядні

(зацікавленість і активність у професійно-правовій підготовці), професійно-

поведінкові (вимогливість щодо дотримання правових норм), особистісно-

значущі (гуманістична спрямованість особистості, адекватна самооцінка тощо).

Отже, основними засобами формування правової компетентності у майбутніх

102


учителів є правова освіта й правове виховання та соціалізація у правовому

середовищі вищого навчального закладу [5, c. 164].

Також, варто зазначити, що процес формування правової компетентності

у майбутніх учителів має два напрями її реалізації в умовах педагогічного

вищого закладу. Перший напрям пов’язаний зі спеціальними педагогічними

умовами, де вони є системою та утворюючими елементами не тільки загальної

професійної підготовки студентів, а й фахової підготовки майбутніх вчителів

правознавства чи права в загальноосвітніх установах. Формування їх правової

компетентності проходить найбільш ефективно з втіленням до навчально-

виховного процесу вищого навчального закладу методичної системи, що

містить етапи формування професійної правової свідомості, де накопичуються

знання про право, законодавство, державотворення тощо, і глибина юридичних

знань та формування педагогічної майстерності є запорукою виховання

правових переконань майбутнього фахівця. Ознайомчо-правова та педагогічна

практика майбутнього вчителя правознавства передбачає оволодіння

практичними уміннями та навичками знань з правових відносин, що дає

можливість формувати необхідні психолого-педагогічні якості майбутнього

вчителя, що зумовлюють розвиток стійких позитивних стереотипів і прогнозів

особистісної фахової, формування правової психології в структурі

правосвідомості.

Другий напрям формування правової компетентності є інформаційно-

орієнтаційний. Він реалізується на всіх інших факультетах педагогічного

вищого закладу. Останній напрям є пріоритетним для формування правової

компетентності у майбутніх вчителів, що передбачає наявність у вчителя

розвиненої правосвідомості, знання прав і свобод людини та громадянина,

основ національної правової системи й освітнього законодавства, уміння

орієнтуватися в потоці правової інформації, позитивного ставлення до

правового навчання й виховання учнів, здатність до застосування правових

знань у власній професійній діяльності. Оскільки підготовка майбутнього

103


вчителя до правової освіти і правового виховання учнів включає, окрім

правового, загальнокультурний, психолого-педагогічний, навчально-

методичний компоненти, то умовою ефективності цього процесу є врахування

принципів безперервності, міждисциплінарності та використання

інтегративного підходу до професійної підготовки майбутнього педагога [1,

c. 118].

Отже, правова компетентність у цьому випадку є одним із найважливіших

елементів професійної підготовки майбутнього вчителя будь-якої

спеціальності. Також варто зазначити, що ефективність формування правової

компетентності у майбутніх учителів можлива при обов’язковому дотриманні

створених у процесі професійної підготовки студентів наступних педагогічних

умов:

– наявність у вищому навчальному закладі освітнього (правового)

середовища, яке підтримує правові установки й соціально-правові цінності

(повага до права, повага до прав і свобод людини, законність та інше);

– реалізація правової освіти (правового навчання та правового

виховання) студентів протягом усього періоду їх навчання в межах навчально-

професійної, наукової, соціокультурної діяльності та діяльності в період

педагогічних практик;

– доповнення змісту навчальних дисциплін психолого-педагогічного та

соціально-гуманітарного циклів питаннями професійно-правового характеру;

– запровадження спецкурсу «Формування правової компетентності

майбутнього вчителя» як узагальнюючої ланки системи теоретичної та

практичної правової підготовки студентів [5, с. 164].

Висновки. На зламі ХХІ століття відбулася зміна поглядів на правову

освіту населення взагалі, і на підготовку майбутніх учителів до формування

правової культури учнів зокрема. З поширенням компетентнісного підходу у

педагогічній науці, було запропоновано новий понятійний апарат зазначеної

проблеми. Так, у період після здобуття Україною незалежності, на окремі

104


аспекти формування правової компетентності майбутнього вчителя звернули

увагу багато науковців, було сформовано концептуальні засади підготовки

майбутніх учителів до формування правової культури учнів загальноосвітніх

шкіл України. Проте, у сучасних умовах рівень правосвідомості та правової

культури вчителів і студентів ще не відповідає потребам гармонійного розвитку

особистості і вимогам суспільства. В умовах STEM-освіти майбутнім учителям

необхідні правові знання як складова їх педагогічного професіоналізму, що

ґрунтуються на єдності обов'язку та права і є таким утворенням, що, з одного

боку, відбиває необхідний рівень правосвідомості, а, з другого, відображає

повсякденну навчально-виховну діяльність.

Перспективи подальших досліджень полягають у розробці методів

використання правового виховання в умовах STEM-освіти.


1. Бакланова Н.М. Формування правової компетентності майбутніх

учителів // Освітній дискурс. – 2016. – №2(16). – С. 115–124.

2. Владимирова В. І. Теорія і практика формування правової культури

майбутнього вчителя (педагогічно-правовий аспект): монографія / Валентина

Владимирова. - Кіровоград : [б. в.], 2010. – 251 с.

3. Заблоцька О. С. Компетентнісний підхід як освітня інновація:

порівняльний аналіз // Вісник Житомирського державного університету.

Педагогічні науки. – 2008. – Випуск 40. – С. 63–68.

4. Іваній О. М. Інтегрований спецкурс з формування правової

компетентності у професійній підготовці майбутніх учителів // Електронне

наукове фахове видання «Науковий вісник Донбасу». – 2014. – № 1 (25). –

С. 1–12.

5. Іваній О. М. Формування правової компетентності майбутніх учителів

у процесі професійної підготовки // Проблеми підготовки сучасного вчителя. –

2013. – № 7. – С. 162–167.

105


6. Іваній О. М. Формування правової компетентності майбутнього

вчителя [Текст] : навч.-метод. посіб. / О. М. Іваній ; Сум. держ. пед. ун-т ім. А.

С. Макаренка. – Суми : Університетська книга, 2012. – 111 с.

Клунко Роксолана. ПРОБЛЕМА ФОРМИРОВАНИЯ ПРАВОВОЙ

КОМПЕТЕНТНОСТИ БУДУЩИХ УЧИТЕЛЕЙ ОБШЕОБРАЗОВАТЕЛЬНІХ

ШКОЛ УКРАИНЫ В КОНТЕКСТЕ STEM-ОБРАЗОВАНИЯ

Статья посвящена рассмотрению проблемы формирования правовой

компетентности будущих учителей в условиях STEM-образования. Обоснована

необходимость компетентностного подхода к подготовке современных

педагогических кадров и важность качественной правовой подготовки

учителей любого профиля в контексте STEM-образования. Автор освещает

основные компоненты правовой компетентности будущих учителей. А также

раскрывает основные направления ее реализации в условиях высшего

педагогического заведения. В статье исследуется эффективность

формирования правовой компетентности будущих учителей, которая

возможна при обязательном соблюдении созданных в процессе

профессиональной подготовки студентов педагогических условий.

Ключевые слова: правовая компетентность, правовая компетенция.

Klunko Roksolana. THE PROBLEM OF FORMATION OF THE LEGAL

COMPETENCE OF FUTURE TEACHERS OF THE EDUCATIONAL

EDUCATIONAL SCHOOLS OF UKRAINE IN THE CONTEXT OF STEM-

EDUCATION

The article is devoted to consideration of the problem of forming the legal

competence of future teachers in the conditions of STEM-education. The necessity of

a competent approach to the preparation of modern pedagogical staff and the

importance of qualitative legal training of teachers of any profile in the context of

STEM-education is substantiated. The author highlights the main components of the

106


legal competence of future teachers. It also reveals the main directions of its

implementation in the conditions of a higher pedagogical institution. The article

examines the effectiveness of forming the legal competence of future teachers, which

is possible with the obligatory observance of the pedagogical conditions created in

the process of professional training of students.

Keywords: legal competence, legal competence.

УДК 004.4:519.68(075)

Луценко В.Ю., Стецюк Л.І.

STEM-НАВЧАННЯ: ВИКОРИСТАННЯ ЗАСОБІВ РОБОТОТЕХНІКИ

ПРИ ВИВЧЕННІ ІНФОРМАТИКИ. ЗМІСТОВА ЛІНІЯ «ОСНОВИ

АЛГОРИТМІЗАЦІЇ ТА ПРОГРАМУВАННЯ»

В статті висвітлено сучасні підходи до вивчення інформатики змістової

лінії «Основи алгоритмізації та програмування». Описано методику

використання засобів робототехніки при вивченні даної змістової лінії у

сьомому класі і можливості використання програмного середовища Lego

Mindstorms HomeEdition при програмуванні роботів.

Ключові слова: STEM-освіта, змістова лінія, компетентність,

робототехніка, алгоритмізація, програмування, Lego Mindstorms, навчальне

середовище.

Актуальність дослідження. В основу побудови змісту навчання

інформатики й вимог до загальноосвітньої підготовки учнів покладено

компетентнісний підхід, відповідно до якого кінцевим результатом навчання

інформатики є сформовані на основі здобутих знань, вмінь і навичок, досвіду

навчальної та життєвої діяльності, вироблених ціннісних орієнтацій, позитивної

107


мотивації, інформаційно-цифрова грамотність та ключові компетентності,

зокрема інформаційно-комунікаційна, навчальна, комунікативна, математична,

соціальна, громадянська, здоров’язбережувальна [2].

STEM-освіта – це послідовність курсів або програм навчання, яка готує

учнів до успішного працевлаштування, до освіти після школи або для того й

іншого, вимагає різних і більш технічно складних навичок, зокрема із

застосуванням математичних знань і наукових понять.

Чому STEM-освіта так актуальна? Стрімка еволюція технологій веде до

того, що незабаром найбільш популярними та перспективними на планеті

фахівцями стануть програмісти, IT-фахівці, інженери, професіонали в галузі

високих технологій і т.д. У майбутньому з'являться професії, про які зараз

навіть уявити важко, всі вони будуть пов'язані з технологією і високо

технологічним виробництвом на стику з природничими науками.

STEM-освіта спрямована на розвиток глибоких математичних та

наукових знань, розробляє спосіб мислення, міркування. STEM-освіта сприяє

розвитку творчих навичок, критичного мислення, які учні можуть

використовувати у всіх сферах свого життя. З огляду на те, що STEM-навчання

має постати одним із актуальних напрямів реформування освіти України, варто

виокремити деякі аспекти його впровадження в навчальний процес.

STEM-навчання – це зосередження на реальних завданнях і проблемах.

На уроках STEM учні вирішують реальні соціальні, економічні і екологічні

проблеми і здійснюють пошук рішень. Уроки STEM орієнтуються на процес

інженерного проектування. STEM-навчання занурює учнів у відкрите

дослідження. Робота учнів є практичною і колективною, рішення теж є

спільним. Школярі спілкуються, обмінюються ідеями і при потребі

модернізують створені прототипи.

Отже, STEM-освіта створює умови для збалансованого гармонійного

формування науково-орієнтованої освіти на основі модернізації математично-

природничої та гуманітарних профілів освіти. Вивчення змістової лінії «Основи

108


алгоритмізації та програмування» є важливим в сучасному світі. Адже

комп’ютерні технології використовуються майже у всіх сферах життя та майже

у всіх професіях. Суспільству необхідні люди, які б модернізували та

спрощували б використання цих технологій людьми. Тому змістова лінія

«Основи алгоритмізації та програмування» є наскрізною для всього курсу

вивчення інформатики, починаючи з молодшої школи [7, c. 8].

Робототехніка є однією з найновіших сфер застосування основ

алгоритмізації та програмування, вона є популярним і ефективним методом для

вивчення важливих галузей науки, технології, конструювання. Роботів

використовують в основному в виробництві, також намагаються ввести їх в

повсякденне життя. Вчені всього світу працюють над створенням штучного

інтелекту, як частини пристрою, або як окремого пристрою. Але при вивченні

учнями змістової лінії «Основи алгоритмізації та програмування»

використовується засіб вивчення – комп’ютер, який є на даний час достатньо

розвиненим і наповненим [6].

STEM-підходи до вивчення інформатики за допомогою засобів

робототехніки досліджували Калашник Ю. О., Дзюба С.Д., Барна О. А. , Роман

О. А., проте ефективна методика інтеграції робототехніки в освітній процес

висвітлена недостатньо.

Метою статті є розробка концепції вивчення змістової лінії «Основи

алгоритмізації та програмування» з використанням засобів робототехніки у

сьомому класі.

Використовуючи засоби навчання та вивчаючи певні теми, які

вивчаються в курсі за вибором «Основи робототехніки», можна в повному

обсязі реалізувати засвоєння учнями даної теми.

Вивчення основ алгоритмізації та програмування в сьомому класі

продовжується вивченням теми «Алгоритми з повторенням і розгалуженням» і

на вивчення цієї теми виділяється 9 годин. При вивченні даної теми учень

повинен опанувати:

http://www.irbis-nbuv.gov.ua/cgi-bin/irbis_nbuv/cgiirbis_64.exe?Z21ID&I21DBN=UJRN&P21DBN=UJRN&S21STN=1&S21REF=10&S21FMT=fullwebr&C21COM=S&S21CNR=20&S21P01=0&S21P02=0&S21P03=A%3D&S21COLORTERMS=1&S21STR=%D0%A0%D0%BE%D0%BC%D0%B0%D0%BD%20%D0%9E%24

http://www.irbis-nbuv.gov.ua/cgi-bin/irbis_nbuv/cgiirbis_64.exe?Z21ID&I21DBN=UJRN&P21DBN=UJRN&S21STN=1&S21REF=10&S21FMT=fullwebr&C21COM=S&S21CNR=20&S21P01=0&S21P02=0&S21P03=A%3D&S21COLORTERMS=1&S21STR=%D0%A0%D0%BE%D0%BC%D0%B0%D0%BD%20%D0%9E%24

109


– базові алгоритмічні структури: структури повторення та розгалуження;

– алгоритми з повторенням. Складання та виконання алгоритмів з

повторенням у визначеному навчальному середовищі виконання алгоритмів;

– висловлювання. Істинні та хибні висловлювання. Умовне

висловлювання «Якщо – то». Алгоритми з розгалуженням;

– складання та виконання алгоритмів з повторенням і розгалуженням для

виконавців у визначеному навчальному середовищі виконання алгоритмів;

– Практична робота 1. Складання та виконання алгоритмів з

повторенням, у визначеному навчальному середовищі виконання алгоритмів.

– Практична робота 2. Складання та виконання алгоритмів з

розгалуженням у визначеному навчальному середовищі виконання алгоритмів.

– Практична робота 3. Складання та виконання алгоритмів з повторенням

і розгалуженням у визначеному навчальному середовищі виконання алгоритмів

[2].

Подавати матеріал можна за таким планом.

На першому уроці – Базові алгоритмічні структури: структури

повторення та розгалуження. Блоки сенсорів: датчик дотику, датчик

освітленості, датчик повороту, ультразвуковий датчик, принцип їх роботи. Збір

робота з датчиками.

Збір робота з датчиками виконується на основі того робота, який був

зібраний у шостому класі, але доповнюється датчиками: освітленості (рис.41),

дотику (рис. 42), повороту (Рис. 43) та ультразвуковим датчиком (рис.44).

Ультразвуковий датчик реагує на відстань до предметів, датчик дотику реагує

на натиснення кнопки на ньому, датчик кольору і освітленості реагує на певний

колір, або зміну освітленості та датчик повороту, який визначає поворот в

площині в якій він знаходиться.

Кожен з датчиків кріпиться до процесора робота за допомогою

спеціальних кабелів, за допомогою яких кріпились і основні двигуни в базовій

моделі робота зібраного в шостому класі. Ознайомлення учнів з принципом

110


роботи датчиків є обов’язковим, оскільки тоді учні будуть розуміти

необхідність встановлення датчиків саме в такому положенні, в якому вони

встановлюються в новій моделі робота [8, c. 15].

Рис.40. Датчик освітленості Рис.41. Датчик дотику

Рис. 42. Датчик повороту Рис.43. Ультразвуковий датчик

Для збору нової моделі, також є покрокова інструкція, яка була в

шостому класі, в якій збір нової моделі також відбувається на основі робота

який був зібраний тільки для руху. В результаті учні отримують нового робота

з більшими можливостями, які відповідають вимогам вивчення теми

«Алгоритми з повторенням і розгалуженням» (Рис. 44).

Рис. 44. Зібрана базова модель робота у сьомому класі

111


На другому уроці – Алгоритми з повторенням. Складання та виконання

алгоритмів з повторенням у визначеному навчальному середовищі виконання

алгоритмів. Ознайомлення учнів з блоками, які відповідають за програмування

датчиків в програмному середовищі Lego Mindstorms HomeEdition. Визначення

перешкод за допомогою датчику дотику.

На третьому уроці – Практична робота 1. Складання та виконання

алгоритмів з повторенням, у програмному середовищі Lego Mindstorms

HomeEdition. Визначення перешкод за допомогою ультразвукового датчика.

Визначення зміни поверхні за допомогою датчика освітленості. На даному

уроці учні програмують робота таким чином, щоб виконуючи хаотичний рух в

різні сторони, з різними типами поворотів по поверхні парти, робот зупинявся

на відстані 20 см від перешкоди які на парту будуть встановлені вчителем в

будь-якому місці, або якщо робот під’їжджає до краю парти.

На четвертому уроці – Висловлювання. Істинні та хибні

висловлювання. Умовне висловлювання «Якщо – то». Алгоритми з

розгалуженням. Особливості програмування датчика дотику, датчика кольору,

ультразвукового датчика.

На даному уроці з учнями обговорюються особливості налаштування

датчиків, можливі неточності, які можуть виникнути, похибки роботи самих

датчиків, фактори які впливають на гіршу чи кращу роботу датчиків.

На п’ятому уроці – Практична робота 2. Складання та виконання

алгоритмів з розгалуженням у програмному середовищі Lego Mindstorms

HomeEdition. Визначення перешкод та зміна дії робота за допомогою

ультразвукового датчика. Визначення зміни поверхні та зміна дії робота за

допомогою датчика освітленості. Використання датчика дотику з умовою.

На даному уроці учні програмують робота таким чином, щоб він

змінював напрямок руху, або що повертався на попереднє місце, якщо відстань

від перешкоди буде 15 см, якщо під’їжджає до краю парти та якщо виконується

112


дотик датчиком дотику. Реакція робота на кожне з реагувань датчика має бути

різне.

На шостому уроці – Складання та виконання алгоритмів з повторенням

і розгалуженням для виконавців у програмному середовищі Lego Mindstorms

HomeEdition. Датчик повороту та особливості його налаштування.

На даному уроці учні знайомляться з можливостями використання

алгоритмів з повтореннями і розгалуженнями при програмуванні. Опановують

принцип роботи датчику повороту, його область дії, особливості його

програмування, підключення, встановлення та налаштування, його похибки,

неточності та фактори які впливають на його роботу.

На сьомому уроці – Практична робота 3. Складання та виконання

алгоритмів з повторенням і розгалуженням у визначеному навчальному

середовищі виконання алгоритмів. Знаходження чорної лінії та рух вздовж неї з

змінами дії робота.

На даному уроці учні програмують робота з використанням алгоритмів з

повторенням і розгалуженням. За завданням робот повинен віднайти чорну

лінію, та рухатись вздовж неї, але якщо датчик дотику чи ультразвуковий

датчик відреагують на перешкоду, то робот повинен повернутися на 1800 і

рухатись назад.

На восьмому уроці – Черговість виконання підпрограм датчиків.

Практична робота № 4 Рух вздовж сторін багатокутника. Рух по спіралі.

На даному уроці учні ознайомлюються з порядком виконання підпрограм

датчиків залежно від положення їх в алгоритмі програми та виконують

практичну роботу, в якій робот має виконати рух вздовж сторін багатокутника

певного кольору з різними реакціями різних датчиків при виникненні

перешкод, та рух по спіралі з різним прискоренням.

На дев’ятому уроці – Доопрацювання програм. Тематичний контроль

знань учнів.

113


При вивченні теми за таким планом учні отримують знання в повній мірі,

необхідні при вивченні теми «Алгоритми з повторенням і розгалуженням», але

опановують їх з більшим інтересом та цікавістю, оскільки бачать результат

своєї роботи та програмування у виконанні власних програм роботом. Крім

того, учні опановують математичні знання, розвивають моторику рук,

знайомляться з новітніми технологіями та тенденціями розвитку інформаційно-

комунікаційних технологій. Для програмування робота використовують

спеціальну програму Lego Mindstorms HomeEdition, яка є безкоштовною для

завантаження з офіційного сайту компанії LEGO. При відкриванні програми,

з’являється спеціальне вікно в якому зображені деякі моделі роботів, які можна

зібрати з наборів Lego MindStorms EV3. Для отримання інструкції по збору

певного робота потрібно натиснути на модель робота, яку потрібно зібрати [6].

Для створення програми потрібно натиснути Файл → Новий проект, після

чого з’являється вікно, в якому програма збирається за допомогою блоків.

Перший блок не потрібно видаляти, він є початковим у будь-якій програмі, що

означає початок виконання програми (Рис. 45).

Рис.45. Перший блок програми

Знизу вікна програми відображаються блоки, які можна використати при

створенні програми. Всі блоки розділенні на 6 груп:

Дії

Керування операторами

Датчики

Операції з даними

Доповнення

Власні блоки

114


В групі «дії» знаходяться блоки програмування середнього двигуна,

великого двигуна, незалежного управляння двома великими двигунами,

екраном процесора, звуків що озвучуються процесором, та індикатором

процесора (Рис. 46).

Рис. 46. Блоки групи «дії»

Для того, щоб використати блок в програмі, на нього треба натиснути та

приєднати до першого блоку програми. Всі інші блоки приєднуються

поступово один до одного, якщо блок в програмі не використовується, то блок

стає не яскравим. Наприклад, розглянемо блок великого двигуна (Рис. 47).

Рис. 47. Блок основного двигуна

На процесорному блоці робота є 8 роз’ємів для кабелів, 4 для двигунів і 4

для датчиків, роз’єми призначені для двигунів позначаються літерами

латинського алфавіту: A, B, C, D. А роз’єми призначені для датчиків

арабськими цифрами: 1, 2, 3, 4. В правому верхньому куті блоку програми

певного двигуна чи датчика вибирається роз’єм до якого приєднано двигун чи

датчик натисненням на нього та вибором з списку, що з’явиться. В нашому

випадку це роз’єм D. В нижньому лівому куті вибирається тип обертання

двигуна, натисненням на нього, з списку, що з’явиться, можна вибрати тип

обертання, який нам підходить: вимкнення, увімкнення, увімкнення на

кількість секунд, обертання на кількість градусів, увімкнення на кількість

обертів (Рис. 49).

115


Рис. 49. Типи обертання двигуна

У наступному параметрі обирається потужність обертання двигуна, цей

параметр може набувати значення від -100 до 100. При виборі від 1 до 100

двигун обертається за годинниковою стрілкою, а при виборі параметру від -1 до

-100 проти годинникової стрілки. В наступному параметрі вибирається

кількість обертів, час роботи або градус повороту, в залежності від вибору типу

обертання двигуна. В останньому параметрі встановлюється тип зупинку

двигуна: різкий, або повільний (потужність двигуна повільно зменшується до

0). Налаштування екрану, індикатора та звуку відбувається встановленням

певних параметрів, можливістю завантаження стандартних файлів та власних,

вибір типу файлу здійснюється в правому верхньому куті блоку, де в двигунах

та датчиках вибирається роз’єм до якого вони приєднані (Мал. 10).

Рис. 50. Вибір типу файлу в звуковому блоці

В групі «Керування операторами» знаходяться блоки для програмування:

початку програми, очікування дії або даних з датчиків, блок циклу, що

використовується при програмуванні алгоритмів з повторенням, блок

116


перемикач, що використовується при програмуванні алгоритмів з

розгалуженням, блок припинення циклу (Рис.51).

Рис. 51. Блоки групи «Керування операторами»

В групі «датчики» знаходяться блоки для програмування: реакції при

натисненні кнопок на процесорі, датчика освітленості, датчика повороту,

інфрачервоного датчика, реакції на поворот двигуна, таймер (для відліку часу),

датчика дотику, ультразвукового датчика (Рис. 52).

Рис. 52. Блоки групи «Датчики»

Для завершення виконання роботом програми, в кінці потрібно приєднати

блок «зупинити програму» з групи «Доповнення» (Рис. 53).

Рис. 53. Блок «зупинити програму».

Дана програма повністю відповідає потребам учнів сьомих класів при

вивченні змістової лінії «Основи алгоритмізації та програмування» та є

зрозумілою і графічно наповненою, що полегшує роботу учнів при вивченні

даної змістової лінії.

117


Висновки. Робототехніка є однією з найновіших сфер застосування основ

алгоритмізації та програмування, вона є популярним і ефективним методом для

вивчення важливих галузей науки, технології, конструювання. При вивченні

учнями змістової лінії «Основи алгоритмізації та програмування» доцільно

використовувати засоби робототехніки, які розвивають математичні вміння,

моторику рук школярів, ознайомлюють учнів з практичним використанням

знань з математики, а впровадження провідного принципу STEM-освіти –

інтеграції – дозволяє здійснювати модернізацію навчального матеріалу,

технологізацію процесу навчання та формування навчальних компетентностей

нового рівня.


1. Інструкції по збору роботів Lego MindStorms EV3 [Електронний

ресурс] / LEGO Education/ – режим доступу: https://education.lego.com/ru-

ru/educationdownloads2

2. Інформатика програма для 5-9 класів загальноосвітніх навчальних

закладів [Електронний ресурс] / Міністерство освіти і науки України/ – режим

доступу: http://mon.gov.ua/activity/education/zagalna-serednya/navchalni-

programy.html

3. Методичні рекомендації щодо впровадження STEM-освіти / Лист

Міністерства освіти і науки України, Інституту модернізації змісту освіти –

№21.1/10-1470, 2017 р./

4. Опис деталей набору Lego MindStorms EV3 [Електронний ресурс] /

LEGO Education/ – режим доступу: https://education.lego.com/ru-

ru/educationdownloads

5. Програма курсу за вибором «Основи робототехніки» дл 5-9 класів

загально-освітніх навчальних закладів [Електронний ресурс] / Міністерство

освіти і науки України/ – режим доступу:

http://mon.gov.ua/activity/education/zagalna-serednya/navchalni-

118


http://mon.gov.ua/content/%D0%9E%D1%81%D0%B2%D1%96%D1%82%D0%B0

/kurs-za-viborom-3-.pdf

6. Робототехніка [Електронний ресурс] / Wikipedia / – режим доступу:

http://uk.wikipedia.org/wiki/Робототехніка

7. Технология и информатика: проекты и задания. ПервоРобот. Книга для

учителя. – М. : Институт Новых Технологий. 2001. – 80 с.

8. Чехлова А.В. Конструкторы LEGO DACTA в курсе информационных

технологий. Введение в робототехніку / А.В. Чехлова, П.А. Якушкин. – М. :

ОРТ, Институт Новых Технологий, 2001. – 76 с.

Луценко Виктор, Стецюк Людмила. STEM-ОБУЧЕНИЕ:

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СРЕДСТВ РОБОТОТЕХНИКИ ПРИ ИЗУЧЕНИИ

ИНФОРМАТИКИ. СОДЕРЖАТЕЛЬНАЯ ЛНИЯ «ОСНОВИ

АЛГОРИТМИЗАЦИИ И ПРОГРАММИРОВАНИЯ»

В статье освещены современные подходы к изучению информатики

содержательной линии «Основы алгоритмизации и программирования».

Описано методику использования средств робототехники при изучении данной

содержательной линии в седьмом классе и возможности использования

программной среды Lego Mindstorms HomeEdition при программировании

роботов.

Ключевые слова: STEM-образование, содержательная линия,

компетентность, робототехника, алгоритмизация, программирование, Lego

Mindstorms, учебная среда.

Lutsenko Victor, Stetsyuk Lyudmila. STEM-TRAINING: USING THE

MEANS OF ROBOTICS IN THE STUDY OF INFORMATICS A CONTENT

LNIY «BASIS ALGORITHMIZATION AND PROGRAMMING»

In this article modern approaches to the study of informatics of the content line

«Fundamentals of algorithmization and programming» are highlighted. The

http://mon.gov.ua/content/%D0%9E%D1%81%D0%B2%D1%96%D1%82%D0%B0

http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%BE%D0%B1%D0%BE%D1%82%D0%BE%D1%82%D0%B5%D1%85%D0%BD%D1%96%D0%BA%D0%B0

http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%BE%D0%B1%D0%BE%D1%82%D0%BE%D1%82%D0%B5%D1%85%D0%BD%D1%96%D0%BA%D0%B0

119


methodology of using robotics tools in the study of this content line in the seventh

class and the possibility of using Lego Mindstorms HomeEdition software

environment in robot programming is described.

Keywords: STEM-education, content line, competence, robotics,

algorithmization, programming, Lego Mindstorms, learning environment.

УДК 37.01-37.02

Славич А. П.

ЗАСТОСУВАННЯ STEM-ТЕХНОЛОГІЙ НА ЗАНЯТТЯХ ГУРТКА

ПОЧАТКОВОГО ТЕХНІЧНОГО МОДЕЛЮВАННЯ НА ПРИКЛАДІ

ВИГОТОВЛЕННЯ РУХОМОЇ ІГРАШКИ «СПІНЕР»

У статті запропоновано приклад застосування STEM-технологій на

заняттях гуртка початкового технічного моделювання. Продемонстровано

впровадження STEM-елементів та експериментально-дослідницької діяльності

у гурткову роботу на прикладі виготовлення рухомої іграшки „Спінер”.

Розроблено детальний ілюстрований майстер-клас з виготовлення рухомої

іграшки «Спінер». Реалізовано проведення чотирьох експериментів: визначення

центру ваги, дослідження сили тертя, інерції, оптичного і пігментного

змішування кольорів. Практична значимість полягає у можливості

застосування даної методичної розробки у загальноосвітніх і позашкільних

навчальних закладах у контексті реалізації інноваційних підходів Нової

української школи.

Ключові слова: STEM-технології, гурток початкового технічного

моделювання, STEM-елементи у гуртковій роботі.

120


Постановка проблеми. Одним з актуальних напрямів модернізації та

інноваційного розвитку освіти виступає STEM-орієнтований підхід до

навчання, який сприяє популяризації інженерно-технологічних професій серед

молоді, підвищенню поінформованості про можливості їх кар’єри в інженерно-

технічній сфері, формуванню стійкої мотивації у вивченні дисциплін, на яких

ґрунтується STEM-освіта [3, с. 1].

Акронім «STEM» (від англ. Science – природничі науки, Technology –

технології, Engineering – інженерія, проектування, дизайн, Mathematics –

математика) визначає характерні риси відповідної дидактики, сутність якої

виявляється у поєднанні міждисциплінарних практик орієнтованих підходів до

вивчення природничо-математичних дисциплін [3, с. 1].

Особливою формою наскрізного STEM-навчання є інтегровані заняття,

які спрямовані на встановлення міжпредметних зв’язків, що сприяють

формуванню в учнів цілісного, системного світогляду, актуалізації

особистісного ставлення до питань, що розглядаються [3, с. 3]. Міжпредметні

зв’язки – це вираження фактичних зв’язків, що встановлюються в процесі

навчання або в свідомості учня, між різними навчальними предметами [2].

У методичних рекомендаціях щодо впровадження STEM-освіти у


навчальний рік наголошено, що STEM-навчання будується на засадах

особистісно зорієнтованого, діяльнісного і компетентнісного підходів [3, с. 3].

Саме в гуртковій роботі гармонійно поєднується науковий і діяльнісний

підходи, теоретична і практична робота, групове та індивідуальне навчання,

міждисциплінарне, компетентнісне навчання. Тому можна зробити висновок,

що позашкільне навчання науково-технічного напряму якнайбільше підходить

для впровадження STEM-освіти.

Останні публікації, що стосуються впровадження STEM-освіти у

позашкільну діяльність, більшою мірою базуються на використанні засобів

робототехніки та інформаційно-комунікаційних технологій [7]. У такому

121


випадку модернізація освіти буде залежити від матеріально-технічної бази

навчального закладу і, виходячи з державного економічного становища

сьогодення, просуватися доволі повільно. До того ж недостатньо висвітлено

практичний зміст навчально-виховного процесу STEM-освіти у позашкіллі.

Для того, щоб зробити навчання дітей більш якісним та сучасним уже сьогодні,

бажано, але не обов’язково мати доступ до новітніх роботизованих

конструкторів або іншої коштовної техніки. На нашу думку, основоположним

принципом STEM-освіти в позашкільному навчанні є зацікавлення дітей до

наукової діяльності через практичну творчість, виходячи з індивідуальних

можливостей і нахилів вихованця.

Метою даної роботи є демонстрація впровадження STEM-елементів у

роботу гуртка початкового технічного моделювання на прикладі виготовлення

рухомої іграшки «Спінер» за умови використання доступних матеріалів та

інструментів.

Виклад основного матеріалу. Гурток початкового технічного

моделювання залучає дітей до пізнання і розуміння світу техніки, підтримує

спроби її власної творчої діяльності, направлений на опанування певної

системи початкових технічних та технологічних знань, вмінь і навичок [4].

Початкове технічне моделювання для дітей молодшого шкільного віку повинно

починатись з виготовлення різноманітних іграшок простої форми. Спінер – це

дуже простий оригінальний тренажер і одночасно антистресова іграшка, яку

можна крутити в руках і навіть виконувати з її допомогою різноманітні спритні

трюки. Цей пристрій швидко полюбився дітям.

Актуальність даної методичної роботи полягає у розробці майстер-класу

з виготовлення модної іграшки з підручних матеріалів. У майстер-класі

наведено велику кількість фотографій: кожен крок проілюстрований, що

полегшує навчання за ним. Тематика даної методичної розробки відповідає

навчальній програмі гуртка початкового технічного моделювання,

рекомендованої Міністерством освіти і науки України [4].

122


У розділі «Конструювання з плоских деталей» вивчаються види з’єднань

плоских деталей, види з’єднувального матеріалу, поняття про рівновагу. Даний

майстер-клас розкриває ці поняття, крім того розглядаються такі поняття, як

симетрія, сила ваги, центр ваги, інертність, інерція, оптика, основні або

первинні кольори, сила тертя. STEM-навчання – це в першу чергу

експериментально-дослідницька діяльність. У даній методичній розробці

продемонстровано як на прикладі виготовлення простої цікавої іграшки

провести 4 експерименти: визначення центру ваги, дослідження сили тертя,

інерції, оптичного і пігментного змішування кольорів. У статті наводиться

загальна послідовність виготовлення рухомої іграшки «Спінер» з паралельним

теоретичним супроводом у вигляді експериментів. Майстер клас передбачає

варіативність методів і форм викладу матеріалу. Доцільно використовувати в

роботі такі педагогічні методи і прийоми як постановка проблемних питань,

евристична бесіда, мозковий штурм, частково-пошукові, проектні (наприклад,

проектування дизайну іграшки на певну тематику). Можливе використання як

колективних (фронтальних) форм роботи, так і групових, індивідуальних та їх

комбінації. Як варіант, можна поділити колектив дітей на групи, що проведуть

один з описаних експериментів, а потім продемонструють свої висновки.

Опис майстер-класу з виготовлення рухомої іграшки «Спінер»

1. Підготувати необхідні матеріали: - картон;

- шаблон спінера; - копіювальний папір;

- кольоровий папір або картон;

- наклейки, кольорові малюнки; - олівець; ножиці;

- клей-олівець;

- шило; - дерев'яні, пластикові, металеві стержні для вісі (зубочистка, стрижень від кулькової ручки,

цвях завдовжки 10 мм);

- шаблони або трафарети кіл (можна

скористатись монетами);

- 1 намистина, що одягнеться на вісь;

- фарби акварельні, гуаш;

- швидкозастигаючий клей (термоклей. «505», «Секунда» і т.п.)

123


2. На картон перекопіювати обраний шаблон

спінера (Додаток 1) два рази. Якщо деталь не симетрична, перекопіювати один раз, вирізати,

обвести деталь у дзеркальному відображенні.

3. На картоні накреслити кола за допомогою

шаблонів, трафаретної лінійки або підручних матеріалів. Два кола діаметром приблизно 1 см,

4-6 кіл діаметром біля 2 см.

4. Вирізати деталі з картону.

5. Склеїти дві деталі основи спінера клеєм- олівцем. Знайти центр ваги і зробити шилом

отвір.

Експеримент №1

Визначення центру ваги

Сила ваги – сила, з якою тіло притягується до Землі. Центр ваги — це точка, через яку проходить рівнодійна сил тяжіння, тобто це та точка, на якій тіло

буде зберігати рівновагу.

Центр ваги твердого тіла можна визначити як експериментально, так і теоретично методом симетрії (якщо однорідне тіло має центр симетрії, то він збігається з центром ваги).

Експериментальний метод полягає у знаходженні центру ваги шляхом встановлення тіла на тонкий

стрижень. Точка, в якій тіло зберігатиме рівновагу, і буде центром ваги.

124


6. Приклеїти круги з картону на основу спінера

якомога ближче до краю


Дослідження інертності

Запустити спінер на будь-якій вісі (можна прямо на шилі). Спробувати як обертається основа

спінера без кругів-вантажиків. Приклеїти один круг: при обертанні спінер розхитується, завжди зупиняється вантажом знизу. Приклеїти три круги: обертається довше, рівномірно.

Приклеїти ще три круги з іншої сторони основи: обертається ще довше. Висновок: чим більша маса тіла, тим менше змінюється його швидкість. Тобто, тіло більшої маси

краще зберігає свою швидкість, воно більш інертне, ніж тіло порівняно меншої маси.

Інертність — це властивість тіл зберігати незмінною свою швидкість за умови відсутності

зовнішньої дії. Явище збереження тілом при цьому своєї швидкості називається інерцією.

7. Прикрасити іграшку аплікацією з кольорового паперу, картону. Можна використати наліпки

або будь-які малюнки.

З одної сторони приклеїти круги жовтого, синього і червоного кольорів.

Експеримент №3 Дослідження оптичного і пігментного змішування кольорів

Змішати акварельні фарби жовтого, синього і червоного кольорів. Це три основні первинні кольори,

з яких отримуються всі кольори веселки. Який колір отримався? Коричневий.

Запустити спінер стороною з жовто-синьо-червоними кружечками. Якого кольору іграшка під час

обертання? Білого, світло-сірого. Якщо спінер покрутити, то окремі кольори зникають — вони

125


зливаються в одну білувато-сіру пляму, тому що зорові враження від окремих різнобарвних швидкорухомих частин круга накладаються одне на одне і ніби змішуються між собою. Сірим, а не

зовсім білим круг здається тому, що дуже важко пофарбувати окремі його частинки так, щоб вони

точно відповідали спектральним основним кольорам.

Висновок: оптичне змішування протилежне пігментному. Біле світло складається з різноколірних променів.


Дослідження сили тертя різних матеріалів

Підібрати різні матеріали для вісі спінера: дерев'яні, пластикові металеві стержні (зубочистка, стрижень від кулькової ручки, цвях). Почергово запустити спінер на вісях з різних матеріалів. На

якому обертається довше? Чому? Сила тертя — це сила, яка виникає під час взаємодії дотичних тіл

і яка перешкоджає їх відносному переміщенню. Сила тертя залежить від матеріалів, з яких

виготовлені тіла і чистоти (гладкості) дотичних поверхонь Висновок: на гладкій металевій вісі сила тертя менша, спінер обертається довше.

8. В одному кружечку меншого діаметра

зробити отвір, вставити в нього цвях. Приклеїти

другий круг поверх першого. Отриману заготовку вставити в отвір основи спінера.

9. На гострий кінець цвяха одягти намистину,

зафіксувати термоклеєм або іншим швидковисихаючим клеєм.

126


Готово! Насолоджуємося результатом!

Висновки. У даному майстер-класі детально розроблено технологію

виготовлення сучасної іграшки «Спінер», покроково з фотоілюстрацією

продемонстровано етапи виготовлення. Упродовж майстер-класу проведено

чотири експерименти.

Саме завдяки одночасному застосуванню досліджуваного явища на

практиці у дітей формуються розуміння понять, явищ і стійкі знання з даної

теми. Під час технології виготовлення, дизайну іграшки встановлено

міжпредметні зв’язки з такими предметами як фізика, геометрія,

кольорознавство. Дана методична розробка демонструє доцільність

впровадження STEM-освіти в діяльності гуртка початкового технічного

моделювання.

127



1. Великий довідник школяра [Електронний ресурс] – режим доступу:

http://subject.com.ua/

2. Галуша А.В. Міжпредметні зв’язки як чинник оптимізації процесу

навчання [Електронний ресурс] / Режим доступу: http://intkonf.org/

3. Методичні рекомендації щодо впровадження SТЕМ-освіти у


навчальний рік / Лист ІМЗО № 21.1/10-1470 від 13.07.17 року [Електронний

ресурс] – режим доступу: www.imzo.gov.ua

4. Навчальні програми з позашкільної освіти науково-технічного

напряму / за ред. Биковського Т.В., Шкури Г. А. – К.: УДЦПО, 2014. – В. 1. –

263 с. (Рекомендовано Міністерством освіти і науки України лист № 1/11-17865

від 11.11.2014 р.).

5. Энциклопедия физики и техники [Електронний ресурс] – режим

доступу: http://femto.com.ua/

6. Paper fidget spinner (Popular shapes) [Електронний ресурс] – режим

доступу: http://www.drawsocute.com/draw_so_cute_crafts_and_activities/

7. SТЕМ-освіта: проблеми та перспективи: анотований каталог / упоряд.,

О.О. Патрикеєва, О.В. Лозова, С.Л. Горбенко, Н.С. Буркіна – Київ: ДНУ

«ІМЗО», 2017. – 26 с. [Електронний ресурс] – режим доступу:

https://imzo.gov.ua/stem-osvita/anotovanyj-kataloh/

Славич Анна. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ STEM-ТЕХНОЛОГИЙ НА УРОКАХ

КРУЖКА НАЧАЛЬНОГО ИЕХНИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ НА

ПРИМЕРЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОДВИЖНОЙ ИГРУШКИ «СПИНЕР»

В статье предложено пример применения STEM-технологий на занятиях

кружка начально-технического моделирования. Продемонстрировано

внедрение STEM-элементов и экспериментально-исследовательской



http://intkonf.org/

http://www.imzo.gov.ua/

http://femto.com.ua/

http://www.drawsocute.com/draw_so_cute_crafts_and_activities/

128


деятельности в кружковую работу на примере изготовления подвижной

игрушки «Спиннер». Разработан детальный иллюстрированный мастер-класс

по изготовлению подвижной игрушки «Спиннер». Реализовано проведения

четырех экспериментов: определение центра тяжести, исследования силы

трения, инерции, оптического и пигментного смешения цветов. Практическая

значимость заключается в возможности применения данной методической

разработки в общеобразовательных и внешкольных учебных заведениях в

контексте реализации инновационных подходов Новой украинской школы.

Ключевые слова: STEM-технологии, кружок начального технического

моделирования, STEM-элементы в кружковой работе.

Slavich Anna. USING STEM TECHNOLOGIES IN LESSONS OF THE

CIRCLE OF THE INITIAL ENGINEERING MODELING ON THE EXAMPLE

OF MANUFACTURING THE MOBILE TOY «SPINER»

The article propose an example of the use of STEM-technologies in the initial

technical modeling study group. It is demonstrated the introduction of STEM-

elements and experimental research activities in the club activity on the example of

the production of a moving toy «Spinner». A detailed illustrated master-class for the

production of a mobile toy "Spinner" was developed. Four experiments were carried

out: the determination of the center of gravity, the study of the friction force, inertia,

optical and pigment mixing of colors. The practical significance lies in the possibility

of using this methodical development in comprehensive schools and in out-of-school

education facilitiesin the context of implementing the innovative approaches of the

New Ukrainian School.

Keywords: STEM-technology, initial technical modeling circle, STEM-

elements in circle work.

129


УДК 3.37.09

Співак О. Л., Петрікін С. В.

STEM-ОСВІТА У КРАСНОГРАДСЬКОМУ НВК № 3 ЯК МЕХАНІЗМ

ФОРМУВАННЯ УСПІШНОЇ ОСОБИСТОСТІ В УМОВАХ

УПРОВАДЖЕННЯ НОВОЇ УКРАЇНСЬКОЇ ШКОЛИ

В статті описано впровадження STEM-орієнтованого навчання у

освітній процес Красноградського НВК № 3: методично-організаційні заходи,

проведення бінарних уроків, участь у інноваційному освітньому проекті LEGO,

– що являє собою процес формування і розвитку розумово-пізнавальних і

творчих якостей школярів, рівень яких визначає конкурентну спроможність на

сучасному ринку праці. Викладений у статті досвід може бути використаний

у ході ефективного формування раннього професійного самовизначення і

усвідомленого професійного вибору, популяризації інженерних професій,

підтримки обдарованих учнів, рівного доступу до всіх напрямків якісної освіти

дітей з особливими потребами, поширення інноваційного педагогічного досвіду

та освітніх технологій, широкої пропаганди результатів технічної творчості

учнів; розвитку навичок критичного мислення.

Ключові слова: STEM-освіта, бінарні уроки, LEGO-технології, технічні

дисципліни, ключові компетентності.

Постановка проблеми. Стрімкий розвиток IT-галузі, робототехніки,

нанотехнологій виявляє потребу в досвідчених фахівцях, а, значить, виникає

гостра освітня потреба у якісному навчанні сьогоднішніх учнів технічним

дисциплінам – математиці, фізиці, інженерії, програмуванню. Освіта повинна

бути випереджувальною, відповідати тенденціям розвитку суспільства в

майбутньому.

Актуальність STEM-освіти зумовило широке впровадження ІКТ у

освітній процес, що вимагає певного перегляду традиційних освітніх

130


концепцій. Прикладне програмне забезпечення загального призначення

змінюється настільки швидко, що не можливо в межах одного предмета

ознайомити учнів з роботою більшості програмних продуктів. Оскільки сучасні

професії висувають високі вимоги до інтелекту працівників, тому педагоги

повинні вчити дітей пристосовуватися в сучасному інформаційному

суспільстві, закладати основи сучасної інформаційної культури, яка має стати

невід’ємним складником загальної культури сучасного учня і сучасної дорослої

людини в майбутньому.

Формування мети, постановка завдань. Метою статті є опис досвіду

роботи Красноградського НВК № 3 зі створення умов для розвитку здібностей

учнів, критичного мислення, дослідницької, аналітичної діяльності,

експериментування шляхом упровадження STEM-освіти. Для вирішення

поставленої мети необхідно вирішити такі завдання:

– проведення організаційно-методичної роботи серед педагогів закладу

щодо впровадження STEM-орієнтованого навчання;

– проведення бінарних уроків з використанням онлайн-середовищ та

лабораторій;

– проведення моніторингу впливу STEM-орієнтованого підходу до

навчання на вибір майбутньої професії випускниками;

– впровадження ЛЕГО-технології у дошкільному підрозділі та початкових

класах.

Предметом опису досвіду є впровадження STEM-орієнтованого навчання

у освітній процес Красноградського НВК № 3. Перш за все, це проведення

бінарних уроків, що є практичним відображенням інтегральної технології

навчання і являє собою нестандартну форму реалізації міжпредметних зв’язків.

Об’єкт опису представляє собою педагогічний процес (технологію) формування

і розвитку розумово-пізнавальних і творчих якостей школярів, рівень яких

визначає конкурентну спроможність на сучасному ринку праці. Основним

методом впровадження STEM-орієнтованого навчання у освітній процес

131


Красноградського НВК № 3 є використання інтеграції, як провідного принципу

STEM-освіти, що дозволяє здійснювати модернізацію методологічних засад,

змісту, обсягу навчального матеріалу предметів природничо-математичного

циклу, технологізацію процесу навчання та формування навчальних

компетентностей якісно нового рівня. Це також сприяє більш якісній

підготовці молоді до успішного працевлаштування та подальшої освіти, яка

вимагає різних і більш технічно складних навичок, зокрема із застосуванням

математичних знань і наукових понять.

Аналіз основних досліджень. Теоретичну основу досвіду впровадження

STEM-освіти у закладі складають дослідження вітчизняних вчених щодо

впровадження ІКТ в шкільну освіту: М. Голованя, Ю. Горошко, А. Єршова, М.

Жалдака, Ю. Машбиця, В. Монахова, Т. Черкасова. Використаний досвід

зарубіжних та вітчизняних науковців щодо сутності та напрямків розвитку

STEM-освіти, зокрема: Хізера Гонсалеса, Джефрі Куензі, Девіда Лонгдона,

Кейт Ніколс, О. Кузьменко, І. Савченко.

Практична цінність досвіду полягає у підготовці учнів до життя, формує

компетентності, які дозволять розв’язувати реальні практичні потреби. Новизна

досвіду полягає у створенні основи для самореалізації успішної особистості і

як фахівця, і як громадянина шляхом формування основних ключових

компетентностей, окреслених у концепції «Нової української школи»,

засобами STEM-освіти.

Виклад основного матеріалу. Здійснення переходу до компетентнісної

моделі навчання та впровадження нових методичних підходів, перш за все,

передбачає принципово нове цілепокладання у педагогічному процесі,

зміщення акцентів у навчальній діяльності з вузькопредметних на загально

дидактичні, визначення та оцінювання результатів навчання через ключові та

предметні компетентності учня/учениці, запровадження наскрізного STEM-

навчання, компетентнісно, орієнтованих форм і методів навчання, системно-

діяльнісного підходу, запровадження інноваційних, ігрових технологій

132


навчання, технологій case-study, інтерактивних методів групового навчання,

проблемних методик з розвитку критичного і системного мислення тощо,

корегування змісту окремих тем навчальних предметів з акцентом на

особистісно-розвивальні, ігрові методики навчання, ціннісне ставлення до

досліджуваного питання, створення педагогічних умов для здобуття

результативного індивідуального досвіду проектної діяльності та розробки

стартапів.

Для запровадження STEM-навчання у закладі було здійснено такі кроки:

проведено інструктивно-методичні заходи з питання впровадження STEM-

освіти в освітній процес, створено творчу групу, проведено майстер-класи,

бінарні уроки з використанням онлайн-середовищ та лабораторій, впроваджено

LEGO-технології у дошкільному підрозділі та початкових класах.

Основним завданням STEM-освіти є поглиблення знань з інформатики,

хімії, біології, математики, фізики, англійської мови для професійного

самовизначення учнів, формування резерву для участі в предметних олімпіадах,

турнірах, творчих конкурсах. Тому поряд із традиційними методами та

засобами навчання ефективно використовуються інформаційно-комунікаційні

технології. Особливою формою наскрізного STEM-навчання в НВК є

інтегровані уроки/заняття, які спрямовані на встановлення міжпредметних

зв’язків, що сприяють формуванню в учнів цілісного, системного світогляду,

актуалізації особистісного ставлення до питань, що розглядаються на уроці [4,

c. 52]. Інтегровані уроки можуть проводяться шляхом об’єднання схожої

тематики кількох навчальних предметів – бінарні уроки. Під час проведення

бінарних уроків, зокрема з фізики та інформатики, інформатики та біології,

використовуються сервіси AllFizika.com та Virtulab.

Особлива увага приділяється розділам «Віртуальні лабораторії», де

представлено ряд віртуальних лабораторних робіт, під час виконання яких учні

набувають навички проведення експериментів, розуміння приладів, а також

з'являється можливість навчитися самостійно робити висновки з отриманих

133


дослідних даних і тим самим більш глибоко і повно засвоювати теоретичний

матеріал. Під час вивчення теми «Моделювання» у 7 класі використовуються

онлайн-сервіси Лабораторія електроніки, Grafikus, 3D-анатомія, середовище

яких дозволяє наочно побачити або створити те, що було вивчено теоретично.

Впровадження STEM-освіти, без вивчання учнями мов програмування не

можливе, оскільки вміння програмувати розвиває конструктивне мислення,

розширює кругозір, розвиває логічне мислення та допомагає краще розуміти

динамічний світ. Тому учні працюють у середовищах Scratch, Lazarus, Python, а

також в онлайн-додатках scratch.mit.edu та Code.org [4, c. 52].

Потужним засобом відбору молоді, яка згодом може реалізувати себе у

науково-технічній сфері, є участь у конкурсах, олімпіадах, тематичних тижнях,

фестивалях та інтелектуальних змаганнях. Учні НВК є постійними активними

учасниками та переможцями: Всеукраїнських учнівських олімпіад з інформатики

та інформаційно-комунікаційних технологій, ІТ-брейн рингу «SPALAH»,

Міжнародного конкурсу з інформатики та комп’ютерної грамотності «Бебрас»,

майстер-класу «Безпечний Інтернет (веб-квест)» та інших. Щорічно проводяться

заходи: «Година Коду» – це безкоштовна міжнародна освітня ініціатива, що

спрямована на популяризацію ІТ серед учнів шкіл за допомогою проведення

одного спеціально розробленого інтерактивного уроку, мета якого показати учням,

що інформатика може бути веселою та цікавою; День безпечного Інтернету під

гаслом «Будь зміною: об’єднаймося для кращого Інтернету» – це день

організовано мережами Insafe та INHOPE за підтримки Європейської комісії для

просування безпеки та позитивного використання цифрових технологій, особливо,

дітьми та молоддю, і відзначається на другий день другого тижня другого місяця

щорічно; Тиждень інформатики та інформаційно-комунікаційних технологій – це

комплексний ряд позакласних заходів, який спрямований на підвищення рівня

знань учнів з інформатики, розвиток творчих й інтелектуальних здібностей дітей,

інтересу до вивчення інформатики, самостійності та наполегливості, виховання

вміння працювати в групах, почуття відповідальності, та інші заходи.

134


Одним із ефективних засобів формування компетентностей є дослідно-

проектна діяльність. В першу чергу це участь учнів школи у Конкурсі-захисті

науково-дослідницьких робіт Малої академії наук. Учитель здійснює

управління такою діяльністю і спонукає до пошукової діяльності вихованців,

допомагає у визначенні мети, завдань навчального проекту, орієнтовних

методів/прийомів дослідницької діяльності та пошуку інформації для

розв’язання окремих навчально-пізнавальних завдань [2, c. 141].

Під час виконання навчальних проектів вирішується ціла низка

різнорівневих дидактичних, виховних і розвивальних завдань: набуваються нові

знання, уміння і навички, які знадобляться в житті; розвиваються мотивація,

пізнавальні навички; формується вміння самостійно орієнтуватися в

інформаційному просторі, висловлювати власні судження, виявляти

компетентність. Проектно-дослідна діяльність сприяє формуванню соціальних

компетенцій, дозволяє пройти технологічний алгоритм від зародження

інноваційної ідеї до створення комерційного продукту (стартапу), а також

навчитися презентувати його потенційним інвесторам. У перспективі це сприяє

зміні ціннісних пріоритетів та світоглядної позиції у молоді в бік формування

відповідальної, соціально-активної, громадсько-патріотичної врівноваженої

поведінки [Там само, c. 141].

З 2017 року заклад бере участь в інноваційному освітньому проекті

LEGO-конструювання і має на меті забезпечити наступність у розвивальному

просторі двох освітніх ланок нашого закладу: дошкільної та початкової.

Перспективність застосування LEGO-технології обумовлюється її високими

освітніми можливостями: багатофункціональністю, технічними та естетичними

характеристиками, використанням у різних ігрових і навчальних зонах.

Головним завданням LEGO є винахід не цілих іграшок, а тільки одиничних

елементів, які можна збирати і розбирати. Завдяки цьому дитина має повну

свободу дій. Діти вчаться складати моделі і з'єднувати ці іграшки з іншими

іграшками, перебудовувати їх і знову розкладати.

135


Використання LEGO на заняттях своїм змістом, формою організації та

результативністю сприяє формуванню вміння аналізувати, порівнювати,

зіставляти, виділяючи характерні особливості героїв, подій і тощо, що впливає

на розвиток уваги, спостережливості, пам'яті, просторових уявлень, фантазії.

Робота з конструктором LEGO має великий виховний та освітній

потенціал: допомагає виробляти певні якості особистості – посидючість,

терпіння, взаємоповагу, охайність, а також алгоритмічне та аналітичне

мислення, логіку та дидактичні навички. Завдяки використанню конструктора

LEGO на заняттях, діти стають активними учасниками пізнавального процесу,

усвідомленими стають знання учнів, більш надійними навички.

Кожного року у закладі практичний психолог проводить

профорієнтаційне дослідження з вивчення професійних інтересів та здібностей

дітей з використанням таких методик: «Карта інтересів» А.Є. Голомшток,

«Встановлення професійного типу особистості» за тестом Голанд.

У 2017 році дослідження проводилось у січні-лютому. Контингент – учні

8-х (42), 9-х (31), 10-х (16), 11-х (14) класів. Отримані дані дозволили зробити

висновок, що робота у впровадженні STEM-освіти, дає свої результати: 34%

учнів 8-х класів, 42% учнів 9-х класів, 47% учнів 10-го класу та 58% учнів 11-го

класу виявили інтерес до природничо-математичних та технологічних наук, що

вказує зацікавленість у кар’єрі в інженерно-технічній сфері, формуванні стійкої

мотивації у вивченні дисциплін, на яких грунтується STEM-освіта.

Ефективність STEM-навчання, запровадження інноваційних методик

Нової української школи, безпосередньо залежить від оновлення матеріально-

технічної бази як предметів природничо-математичного циклу, так і

навчального закладу в цілому. Розроблено план оновлення матеріально-

технічної бази кабінетів природничо-математичного циклу. Але, слід зазначити,

що в умовах реформи децентралізації оновлення матеріально-технічної бази

навчальних закладів створення належних умов навчання безпосередньо

залежить від ініціативності, професійної компетентності педагогів закладу. Для

136


здійснення STEM-навчання педагоги закладу використовують конструктори,

моделі, вимірювальні комплекси та датчики, лабораторні прилади, електронні

пристрої (принтери, комп'ютери, цифрові проектори, проекційні екрани

різноманітних моделей). Їх використання надає учням змогу здійснювати

проектну та дослідницьку діяльність, реалізувати завдання моделювання

різноманітних процесів і явищ та усвідомлено формувати якісно нові

трансдисциплінарні знання.

Висновки. У Красноградському НВК № 3 створено умови для розвитку

здібностей учнів, критичного мислення, дослідницької, аналітичної діяльності,

експериментування шляхом упровадження STEM-освіти. Для досягнення мети

було вирішено поставлені завдання:

– проведено організаційно-методичну роботу серед педагогів

Красноградського навчально-виховного комплексу №3 щодо впровадження

STEM-орієнтованого навчання та створенно інформаційно-методичну базу з

питань STEM-освіти, що забезпечило інформаційний супровід методичної

роботи педагогічних працівників НВК та сприяло підвищенню творчого

потенціалу і удосконаленню професійної майстерності педагогів;

– проведено бінарні уроки з використанням онлайн-середовищ та

лабораторій, що є практичним відображенням інтегральної технології навчання

і являє собою нестандартну форму реалізації міжпредметних зв’язків. Така

форма роботи дає змогу школярам оволодіти знаннями не тільки з

інформатики, а й поглибити знання з хімії, фізики, географії тощо, в

незвичайній та цікавій формі. Це творчість педагогів, яка переростає у творчий

процес учнів, та формує в останніх креативну компетентність і розширює

уміння та навички у практичному використанні можливостей комп’ютера та

мережі Інтернет, що є в пріоритетах STEM-освіти;

– проведено моніторинг впливу STEM-орієнтованого підходу до навчання

та вибір майбутньої професії випускниками, з якого можемо зробити висновок,

що робота з впровадження STEM-освіти сприяє підвищенню інтересу учнів

137


НВК до природничо-математичних та технологічних наук, що, в свою чергу,

сприяє зацікавленості у кар’єрі в інженерно-технічній сфері, формуванню

стійкої мотивації у вивченні дисциплін, на яких грунтується STEM-освіта;

– розпочато роботу з упровадження ЛЕГО-технології в початкових класах,

та планується упровадження цієї технології в дошкільному підрозділі, що

забезпечить наступність у розвивальному просторі двох освітніх ланок нашого

закладу.

Педагоги дошкільного підрозділу зацікавлені у використанні інноваційної

освітньої технології та прагнуть інтегрувати форми роботи з конструктором

LEGO в навчально-виховний процес з сенсорно-математичного розвитку,

проектної, ігрової діяльності (зокрема розвитку архітектурних вмінь).

Описано впровадження STEM-орієнтованого навчання у навчально-

виховний процес Красноградського НВК №3: методично-організаційні заходи,

проведення бінарних уроків, участь у інноваційному освітньому проекті LEGO,

- що являє собою педагогічний процес формування і розвитку розумово-

пізнавальних і творчих якостей школярів, рівень яких визначає конкурентну

спроможність на сучасному ринку праці.

Перспективи подальших досліджень. Ефективне формування раннього

професійного самовизначення і усвідомленого професійного вибору,

популяризація інженерних професій, підтримка обдарованих учнів, рівний

доступ до всіх напрямків якісної освіти дітей з особливими потребами,

поширення інноваційного педагогічного досвіду та освітніх технологій, широка

пропаганда результатів технічної творчості учнів; розвиток навичок критичного

мислення, залучення молоді до творчої науково-дослідної діяльності, зокрема

шляхом командної роботи.


1. Глосарій термінів STEM-освіти [Електронний ресурс] – Режим доступу

до ресурсу: http://ontology.inhost.com.ua/index.php?graph_uid=1347.

http://ontology.inhost.com.ua/index.php?graph_uid=1347

138


2. Гончарова Н. О. Професійна компетентність вчителя у системі

навчання STEM / Гончарова Н. О. // Наукові записки Малої академії наук

України. – №7. – 2015. – С.141–147.

3. Засоби та обладнання STEM [Електронний ресурс]. – Режим доступу:

https://imzo.gov.ua/stem-osvita/zasobi-ta-obladnannya-stem/

4. Кириленко С. Поліфункціональний урок у системі STEM-освіти:

теоретико-методологічні та методичні сегменти / Світлана Кириленко, Ольга

Кіян // Рідна школа. – 2016. – № 4. – С. 50–54.

5. Кузьменко О.С. Сутність та напрямки розвитку STEM-освіти [Текст] //

Наукові записки. Серія: Проблеми методики фізико-математичної і

технологічної освіти. Випуск 9(ІІІ). — К.: НПУ, 2016. – [Электронный ресурс].

– Режим доступа: http://btdc.org.ua/

6. Патрикєєва О.О. Актуальність запровадження STEM-навчання в

Україні / Патрикєєва О.О. // Інформаційний збірник для директорів школи та

завідуючого дитячим садочком. – 2016.

7. Савченко І. М. Реалізація ідей STEM-освіти Національним центром

«Мала академія наук України» / Савченко І. М. // Наукові записки Малої

академії наук України. – № 7. – 2015. – С. 148–157.

8. Шулікін Д. Всеукраїнський круглий стіл «STEM-освіта в Україні:

від дошкільника до компетентного випускника» / Д. Шулікін // Освіта України.

– 2015. – №. 26–29 червня.

Спивак Оксана, Петрикин Сергей. STEM-ОБРАЗОВАНИЕ В

КРАСНОГРАДСКОМ НПК № 3 КАК МЕХАНІЗМ ФОРМИРОВАНИЯ

УСПЕШНОЙ ЛИЧНОСТИ В УСЛОВИЯХ СТАНОВЛЕНИЯ НОВОЙ

УКРАИНСКОЙ ШКОЛЫ

В статье описано внедрение STEM-ориентированного обучения в

образовательный процесс Красноградского УВК №3: методико-

http://btdc.org.ua/

139


организационные мероприятия, проведение бинарных уроков, участие в

инновационном образовательном проекте LEGO, что представляет собой

процесс формирования и развития умственно-познавательных и творческих

качеств школьников, уровень которых определяет конкурентную способность

на современном рынке труда. Опыт, изложенный в статье, может быть

использован в ходе эффективного формирования раннего профессионального

самоопределения и осознанного профессионального выбора, популяризации

инженерных профессий, поддержки одаренных учащихся, равного доступа ко

всем направлениям качественного образования детей с особыми

потребностями, распространения инновационного педагогического опыта и

образовательных технологий, широкой пропаганды результатов технического

творчества учащихся; развития навыков критического мышления.

Ключевые слова: STEM-образование, бинарные уроки, LEGO-технологии,

технические дисциплины, ключевые компетентности.

Spivak Oksana, Petrikin Sergiy. STEM-EDUCATION IN

KRASNOGRADSKY TRAINING AND PRODUCTION COMPLEX № 3 AS A

MECHANISM OF FORMATION OF A SUCCESSFUL PERSONALITY IN THE

CONDITIONS OF FORMING A NEW UKRAINIAN SCHOOL

The article describes the introduction of STEM-oriented learning in the

educational process of Krasnohradskyi educational complex № 3: methodological

and organizational measures, binary lessons, participation in the innovative

educational LEGO project which means the process of formation and development of

the learners’ cognitive and creative qualities the level of which defines their

competitive abilities in the modern labor market. The experience described in the

article can be used for the effective formation of the first professional self-

determination and conscious professional choice, popularization of engineering

professions, supporting of the talented students, offering of all kinds of high-quality

education for children with special needs, widening of innovative pedagogical

140


experience and educational technologies, propagation of the students’ technical

creative results; developing of critical thinking skills.

Keywords: STEM-education, binary lessons, LEGO-technology, technical

disciplines, key competencies.

УДК 373.016:5(477)

Соколов В. А., Ревнюк О. М.,

Лучковський А .І., Новіцький А .В.

ПАРАДИГМА STEM-ОСВІТИ В КОНТЕКСТІ КУРСУ РОБОТОТЕХНІКИ

НОВОЇ УКРАЇНСЬКОЇ ШКОЛИ

В статті розглядається вплив парадигми STEM-освіти на формування

нової української школи, зокрема у галузі технічних дисциплін. Оглядово

розглянуто декілька навчальних програм позашкільної освіти з робототехніки

та визначено їх характерні риси і відповідність вимогам сучасності. У

авторській навчальній програмі «Навчальна програма з позашкільної освіти

дослідницько-експериментального напряму «Робототехніка» (авт.

Соколов В.А., Лучковський А.І.), яка проходить апробацію на базі секції

машинобудування та робототехніки Київської Малої академії наук учнівської

молоді, описано власну парадигму викладання курсу робототехніки.

Сформульовано ряд вимог, що накладаються концепцією STEM-освіти на

перебіг навчально-виховного процесу та його результати.

Ключові слова: STEM-освіта, робототехніка, позашкільна освіта,

навчальні програми, методика навчання, інженерія, лего-конструювання,

електротехніка, тривимірне моделювання, програмування.

Основною визначальною характеристикою сучасного світу без

перебільшення можна назвати його мінливість. За сучасними прогнозами до

2030 року з’являться близько двохсот нових професій. Біля шестидесяти

професій ризикують зникнути взагалі [1].

141


Серед прогнозованих до виникнення значний відсоток складають

професії, пов’язані з точними науками. Своїм походженням вони завдячують

таким сучасним галузям людської діяльності як ІТ-технології та інженерія.

Фактично всі без виключення професії вимагають від майбутніх фахівців

привнесення у виробничий процес значної долі власного творчого вкладу. Всі

«надсучасні» професії є міждисциплінарними і вимагають вільного володіння

навичками ХХІ століття [2]. Для прикладу, у галузі медицини будуть створенні

такі професії як клінічний біоінформатик1, архітектор медичного обладнання2,

ІТ-медик3, тканинний менеджер4 та ін. [1]. У інших галузях людської

діяльності фактично зберігатимуться такі самі тенденції.

На такі стрімкі зміни у сучасному світі наша країна відповіла концепцією

Нової української школи (НУШ) [3]. Перехід від старої моделі освітнього

простору до нової почався у 2016 році і має завершитися у 2029 році. Тому у

цей час як ніколи актуальними є матеріали, що конкретизують окреслені шляхи

впровадження НУШ в освітній процес. На даний момент значний відсоток

освітян є випускниками ще радянської педагогічної «школи» і, будучи гарними

спеціалістами у своїй галузі того часу, є мало пристосованими до сучасних

реалій. Особливо це стосується позашкільної освіти, в якій в першу чергу

знаходять відображення вимоги сучасного суспільства і є можливості до більш

варіативного, широкого і глибшого охоплення навчального матеріалу. Тому в

1 Спеціаліст, який у разі нестандартного перебігу хвороби будує комп'ютерну модель

біохімічних процесів хвороби, щоб зрозуміти першопричини захворювання (виявляє

порушення на клітинному і субклітинному рівнях). 2 Спеціаліст в галузі інженерної та комп'ютерної графіки, матеріалознавства, опору

матеріалів, деталей машин, електротехніки, володіє просторовим мисленням, розуміє

анатомію і фізіологію людини, розбирається в біосумісності матеріалів і приладів, є

експертом в галузі медичної та технічної безпеки. 3 Спеціаліст з гарним знанням ІТ-технологій, створює бази фізіологічних даних і управляє

ними, створює програмне забезпечення для лікувального і діагностичного обладнання. 4 Спеціаліст, який розробляє технологічний процес і підбирає матеріали і умови для

формування конкретної тканини або органу. Споживачем його праці є хірург-

трансплантолог.

142


першу чергу інновації у освіті втілюються саме у навчальних програмах з

позашкільної освіти дослідницько-експериментального напряму.

Наприклад, перспективною базою для впровадження новітніх освітніх

технологій є міжшкільні навчально-виробничі комбінати, що поєднують у собі

переваги шкільної та професійно-технічної освіти та володіють потужною

матеріально-технічною базою та викладацьким скадом.

Передовим напрямком для реалізації STEM5-освіти є робототехніка,

елементи якої у тій чи іншій мірі будуть присутні у більшості професій

майбутнього [1]. Враховуючи величезну кількість міжпредметних зв’язків

робототехніки [4] з певним допущенням стверджувати, що вона сама є і

джерелом і продовженням концепції STEM-освіти.

Питання розвитку навичок ХХІ століття не має сенсу розглядати в

контексті окремо взятої галузі знань, оскільки вони є загально затребуваними і

не мають специфіки застосування під час вивчення окремих дисциплін. Це

твердження однаково справедливе і для гуманітарних і для точних наук. У той

же час розглядати формування у учнів навичок ХХІ століття не розглядаючи

психологічних аспектів формування особистості та організації навчально-

виховного процесу, обмежуючись лише питаннями змістового наповнення

навчальних програм, не буде результативним. І, відповідно, потребує розгляду з

точки зору методики побудови структури занять та добору форм їх організації

та проведення. Оскільки ці питання вимагають ґрунтовного та великого за

обсягом дослідження, надалі обмежимося розглядом прикладу реалізації

парадигми STEM-освіти, вважаючи що регулятором формування у учнів

навичок ХХІ століття залишається компетентний керівник навчально-

виховного процесу.

5 Акронім Science, Technology, Engineering and Mathematics позначає композицію академічних

дисциплін: науки, техніки , інженерії та математики. Цей термін зазвичай використовується при

вирішенні питань освіти та вибору навчальних програм у школах для підвищення конкурентоспроможності в галузі розвитку науки та техніки з метою збільшення рівня розвитку

кваліфікованої робочої сили, проблем національної безпеки та імміграційної політики тощо.

143


Постановка проблеми. Впровадження сучасної парадигми STEM-освіти

в Україні вимагає удосконалення методики навчання базових дисциплін, яке

може бути реалізоване в рамках курсу робототехніки, як одного з основних

втілень STEM-освіти. Основною формою методичного забезпечення, яка

визначає зміст, форми та методи навчання є навчальні програми. В умовах

сьогодення на неї покладається ряд вимог, без дотримання яких неможливе

досягнення належної якості результатів.

Метою статті є розгляд деяких аспектів та сучасних вимог до навчальних

програм дослідницько-експериментального напрямку з робототехніки та огляд

можливостей побудови структури та змістовного наповнення цих програм.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Враховуючи сплеск

зацікавленості у вивченні робототехніки з боку широкого загалу, важко

виокремити декілька основних методичних розробок. Все далі сказане

базується на аналізі вибірки з восьми навчальних програм дисципліни

«робототехніка» (або споріднених до неї6):

– Основи робототехніки (авт. Кожем’яка Д.І.) [5];

– Технічне конструювання та робототехніка: робоча програма вибіркової

навчальної дисципліни підготовки спеціаліста (авт. Пахачук С.С.) [6];

– Основи робототехніки та комп’ютерного моделювання (науково-

технічного напряму, авт. Гезалова М.А.) [7];

– Робототехніка (авт. Пахачук С.С., Оніщук І.П.) [8];

– Проектування робототехнічних систем (авт. Кіт І.В., Кіт О.Г.) [9];

– Основи робототехніки (авт. Лисенко Т.І., Шевель Б.О.) [10];

– Програма технічного конструювання (авт. Биковський Т.В.,

Вихренко Т.О., Денисюк Д.В. та ін.) [11];

– Основи робототехніки та програмування з використанням конструктора

Lego Mindstorms (авт. Москаленко В.В.) [12].

6 Спорідненими до робототехніки можуть бути такі дисципліни як мехатроніка, технічне конструювання, програмування поведінки роботизованих систем тощо.

144


Переважна більшість з названих навчальних програм має рекомендації

вчених рад профільних установ, однак інформація про авторів та рецензентів

безпосередньо у текстах програм відсутня. Обсяг навчальних годин варіюється

в широкому діапазоні від однієї до шести годин на тиждень (від 35 до 216 годин

на рік відповідно). Змістовне наповнення навчального матеріалу базується на

основі застосування освітніх наборів серій Lego Mindstorm та Lego WeDo.

Перевагами такого підходу є низький поріг входження, абстрагування від

проблеми вибору матеріально-технічної бази, низькі затрати часу на

виготовлення однієї моделі та ін. Однак слід відзначити, що використання

конструктора Lego як модульної бази для вивчення робототехніки несе у собі і

ряд недоліків, які на думку авторського колективу обмежують можливості його

застосування молодшою віковою групою: учні швидко намагаються перейти від

процесу навчання до гри, обмежений набір готових вузлів та датчиків,

відсутність наукової складової у процесі конструювання, відсутність

формування навичок роботи з реальними матеріалами тощо. Виходячи з цього,

доцільніше принаймні для учнів старшої вікової групи використовувати набори

Lego в якості матеріалу для розробки корпусів або рушійних чи виконавчих

пристроїв роботизованої системи, виготовляючи електронну складову з

сторонньої елементарної бази.

Іще однією спільною рисою для всіх наведених програм (крім [6]) є

слідування концепції STEM-освіти у вузькому розумінні її значення, з

основним упором на інженерну (Engineering) складову і нехтуванням

міжпредметних зв’язків робототехніки та принципу зв’язку з життям (Science).

Аналітична складова (Mathematics) – відсутня, технологічна (Technology) –

переважно слабко виражена. Відповідно можна вцілому відзначити слабкий

вплив парадигми STEM-освіти на формування змістовного наповнення

існуючих навчальних програм і, відповідно, на формування молодих фахівців.

З точки зору виховного та розвивального аспектів існуючі навчальні

програми з робототехніки забезпечують розвиток таких навичок ХХІ століття

145


[2]: творчість й інноваційність, комунікативні навички та навички

співробітництва, IКT – грамотність, ініціатива та самоспрямованість,

продуктивність та вміння з’ясовувати та враховувати кількісні показники,

лідерство та відповідальність.

Виклад основного матеріалу. Розглядаючи питання підготовки та

впровадження нових освітніх програм необхідно визначити ключові

характеристики, що мають якісно відрізняти їх від вже існуючих. Оскільки сама

концепція STEM-освіти є абстрактною і потребує конкретної реалізації у формі

навчально-методичних матеріалів, вона не може накладати безпосередніх

обмежень чи висувати ряд конкретизованих вимог, що виходять за рамки

значення самого акроніму. Однак при цьому слід відзначити обмеження, що

накладаються нею на перебіг та результати навчального процесу.

До таких обмежень можна віднести необхідність залучення широкого

учнівського загалу до науково-технічної галузі. Сьогодні на українському

ринку праці виникла двояка ситуація: з одного боку, існує значна потреба у

кваліфікованих фахівцях не-гуманітарних напрямків, з іншого – їх нестача

сприяє зменшенню кількості високотехнологічних виробництв і, відповідно,

попиту на кваліфіковані кадри [13].

Зміст навчальних програм має не тільки формально відповідати сучасним

вимогам, а використовувати можливості всіх сучасних технологій даної галузі.

Ця вимога викликана високою динамічністю розвитку інформаційних та

прикладних технологій, які встигають застаріти протягом п’яти-десяти років і

на момент закінчення навчання знання студентів можуть виявитися не

актуальними та потребувати додаткового підвищення кваліфікації. У випадку

школярів часовий інтервал є ще ширшим і, як наслідок, фактор застарівання

інформації є ще впливовішим. Говорячи про навчальні програми з

робототехніки, слід пам’ятати про те, що розглядати дану дисципліну як

самостійну не є можливим, оскільки відокремлюючи лише складові, що

стосуються безпосередньо розробки та створення роботів втрачаються важливі

146


її складові, котрі впливають на формування цілісної моделі знань майбутнього

фахівця. Програма має бути побудована таким чином, щоб приділити увагу

таким аспектам як винахідництво та технічна творчість, основам електроніки та

мехатроніки, 3D-моделюванню та дизайну, основам програмування.

При недотриманні цієї вимоги навіть при підготовці

вузькоспеціалізованого фахівця необхідно буде залучати додаткові ресурси для

координації спільної роботи декількох працівників. Переважна більшість

навчальних програм технічного та ІКТ7 напрямів є синтетичними і фактично не

передбачають можливості одержання певного продукту як результату

діяльності учня. Зазвичай, принцип зв’язку з життям реалізується в межах

розгляду певної проблемної ситуації, побудови її математичної або

інформаційної моделі та подальшого розв’язання. Такий підхід є характерним

для навчання за ІКТ напрямами.

Відповідно навчальні програми, що реалізують парадигму STEM-освіти

зобов’язані строго дотримуватися принципу зв’язку навчання з життям та на

кожному етапі забезпечувати одержання учнем продукту його діяльності або

самостійної його частини.

У навчальній програмі має бути відображено той факт, що робототехніка,

як і інформатика та математика як самостійна дисципліна має набагато менше

значення, ніж як прикладна дисципліна, спрямована на розв’язання проблемних

ситуацій у інших галузях знань.

Також STEM-освіта передбачає чітку послідовність використання

розроблених програм навчання, що мають забезпечити учневі вибір майбутньої

професії та становлення в ній упродовж життя.

Парадигма STEM-освіти накладає ще одне – на думку авторів одне з

найважливіших – обмеження: враховуючи величезну кількість сильних8

7 Інформаційно-комунікаційні технології 8 Під «сильними» міжпредметними зв’язками розуміються такі, що є фактично невід’ємною її

частиною: фізика, математика, інформатика, програмування, інженерія, мехатроніка та ін.

147


міжпредметних зв’язків (та нехтуючи слабкими9 міжпредметними зв’язками) і

необхідність розгляду ряду громіздких аспектів предметної галузі, неможливо

якісно умістити викладення всього матеріалу в межах одного навчального року.

Також сама форма «однорічної» програми унеможливлює застосування ряду

сучасних методик навчання, зокрема методики «хвильового» залучення учнів

до самостійної наукової діяльності [14].

Нижче буде наведено приклад навчальної програми позашкільної освіти

дослідницько-експериментального напряму з робототехніки, розрахованої на

три роки навчання. В зв’язку з обмеженнями формату статті програму наведено

у дещо скороченій формі. Наразі ця програма проходить апробацію на базі

секції машинобудування та робототехніки Київської Малої академії наук

учнівської молоді і кінцева версія може відрізнятися від поточного варіанту.

Ваші зауваження можете надсилати на електронну адресу:

[email protected]

Переходячи до пояснювальної записки навчальної програми, вважаємо за

необхідне відзначити декілька аспектів, що вплинули на її методичний апарат.

По-перше, запропонована навчальна програма в першу чергу орієнтована

на застосування у позашкільній освіті Малої академії наук, відповідно виділена

кількість годин на тиждень є достатньо великою: половина повного

педагогічного навантаження (9 годин). Однак за необхідності вона може бути

адаптована до використання на заняттях гуртка робототехніки інших

навчальних закладів [15], в межах 4 або 2 години на тиждень за рахунок:

зменшення обсягу або глибини вивчення навчального матеріалу; вилучення

або зменшення часу, виділеного на проведення консультацій (входить до годин

практичних занять); внесення змін до календарного планування в межах 20%

обсягу навчальної програми; збільшення тривалості навчання з трьох років до

чотирьох/п’яти/шести.

9 Під «слабкми» міжпредметними зв’язками розуміються такі, що проявляють себе лише при вирішенні конкретних проблемних ситуацій: біологія, екологія, медицина, метеорологія та ін.

mailto:[email protected]


148


Відповідно з метою збереження варіативності профілів навчальних

закладів [15, с. 18], що можуть організовувати навчання за даною програмою, у

тексті пояснювальної записки для позначення суб’єкта навчально-виховного

процесу одночасно використовуються терміни «учень», «вихованець» та

«гуртківець».

Слід відзначити, що у педагогічній літературі чітко не відображено

значення цих понять, відповідно їх слід тлумачити, виходячи з результатів

лексичного аналізу:

– «учень» – учасник навчально-виховного процесу, діяльність якого

направлена на здобуття нових знань, умінь та навичок незалежно від виду та

форми навчального закладу або за умов здійснення самоосвіти (учіння – це

один з основних видів діяльності людини, спрямований на її саморозвиток

через опанування способами предметних і пізнавальних дій, узагальнених за

формою теоретичних знань);

– «вихованець» – учасник навчально-виховного процесу, основним

аспектом якого є процес виховання. Вихованець виступає у ролі об’єкта

діяльності, вихователь – у ролі суб’єкта (виховання – система виховних заходів,

спрямованих на формування всебічно і гармонійно розвиненої особистості);

– «гуртківець» – учасник навчально-виховного процесу в рамках

позашкільної освіти.

Відповідно, на думку авторського колективу, оптимальним є

використання понять «учень» та «гуртківець».

По-друге, запропонована навчальна програма позиціонується як програма

гуртка, а не секції. Обидва ці поняття (наукова секція та гурток) є допустимими

формами організації творчих об’єднань учнів [15, с. 9], однак між ними є певна

відмінність. Відповідно до постанови КМУ «Про затвердження переліку типів

позашкільних навчальних закладів» і «Положення про позашкільний

навчальний заклад» від 6 травня 2001 р. № 433 ці поняття визначено у

наступній формі:

149


Гурток – це об'єднання вихованців, учнів і слухачів відповідно до їх

нахилів, здібностей, інтересів до конкретного виду діяльності з урахуванням їх

віку, психофізичних особливостей, стану здоров'я.

Секція – це об'єднання вихованців, учнів і слухачів для проведення

дослідницької, пошукової та експериментальної роботи з різних проблем науки,

техніки, мистецтва, а також за спортивно-технічним, туристсько-краєзнавчим

або іншим напрямом діяльності.

Оскільки обидва визначення є досить спорідненими, для уточнення

змісту авторський колектив вважає за доцільне звернутися до закону України

Про наукову і науково технічну діяльність [15, с. 7]. У п.1 статті 1 визначено

наступне: науковий підрозділ – структурний підрозділ юридичної особи,

основним завданням якого є провадження наукової, науково-технічної або

науково-організаційної діяльності … Типами наукового підрозділу є інститут,

науково-дослідна частина … відділ, лабораторія, секція та ін. З врахуванням

цього уточнення можна конкретизувати відмінність між поняттями гуртка та

секції:

– Гурток – це форма об’єднання учнів відповідно до їх нахилів та інтересів,

що навчаються за одним навчальним планом.

– Секція – це форма об’єднання учнів та слухачів для проведення

дослідницької, пошукової та експериментальної роботи, що включає в себе

учнів різних навчальних закладів, які приймають участь у конкурсі-захисті

науково-дослідницьких робіт учнів членів Малої академії наук України та/або

навчаються у гуртках відділень МАН.

З приводу можливості визначення допустимого віку гуртківців слід

відзначити, що він не суперечить віку, визначеному статутом КПНЗ «Київська

Мала академія наук учнівської молоді» (пп. 4.20 визначає тривалість заняття

для вихованців, учнів та слухачів – 30 хв.) і не потребує наявності у них знань,

що перевищують за обсяг навчального матеріалу початкової школи.

150



1. Атлас новых профессий: [Електронний ресурс].– Режим доступу: [2018]. URL:

http://atlas100.ru/.

2. Trilling B., Fadel C. 21st Century Skills: Learning for Life in Our Times. San

Francisco: Jossey-Bass, 2009.

3. Нова українська школа | Веб-ресурс НУШ: [Електронний ресурс].– Режим

доступу: [2017]. URL: http://www.nus.org.ua.

4. Соколов В.А., Лучковський А.І. Технічні конкурси як форма реалізації STEM-

освіти та виявлення дітей з ознаками технічної обдарованості // Наукові записки

Малої академії наук України. Жовтень 2017. – № 9. –С. – 70–86.

5. Кожем’яка Д.І. Основи робототехніки // Сайт вчителя інформатики Леонтьєва

Д.О. 2015. [Електронний ресурс].– Режим доступу: URL: http://leontyev.net/

Programs/p_lego.pdf.

6. Пахачук С.С. Технічне конструювання та робототехніка: робоча програма

вибіркової навчальної дисципліни підготовки спеціаліста : eSNUIR //

Репозитарий Восточноевропейского национального университета имени Леси

Украинки. 2014. [Електронний ресурс].– Режим доступу: URL: http://

esnuir.eenu.edu.ua/handle/123456789/5224.

7.

Гезалова М.А. Навчальна програма з позашкільної освіти науково-технічного

напряму «Основи робототехніки та комп’ютерного моделювання» // КЗ

«Запорізький обласний центр науково-технічної твочрості учнівської молоді

«Грані» ЗОР. 2013. [Електронний ресурс].– Режим доступу: http://grani.net.ua/

program/2014-2015/Основи робототехніки та комп'ютерного моделювання.doc

8. Пахачук С.С., Оніщук І.П. Збірник навчальних програм з позашкільної освіти

дослідницько-експериментального напряму секції робототехніка // Волинська

http://atlas100.ru/

http://www.nus.org.ua/

http://leontyev.net/

http://grani.net.ua/

151


обласна Мала академія наук. 2016. [Електронний ресурс].– Режим доступу: http:/

/vvman.lutsk.ua/file/mm7.pdf.

9. Кіт І.В., Кіт О.Г. Програма курсу за вибором «Проектування робототехнічних

систем» // І.В. Кіт, О.Г. Кіт Миколаївська група вчителів користувачів Linux.

[Електронний ресурс].– Режим доступу: URL: http://

schoollinux.moodle.moippo.org.ua/pluginfile.php?file=/3046/mod_folder/content/0/

PRS.doc.

10. Лисенко Т.І., Шевель Б.О. Основи робототехніки 2015 [Електронний ресурс]. –

Режим доступу: http://vynahidnyk.org/files/Doc2.doc.

11. Биковський Т.В., Вихренко Т.О., Денисюк Д.В.т.і. Програма технічного

конструювання // Сновська (Щорська) станція юних техніків. 2012.

[Електронний ресурс].– Режим доступу: URL: http://snovsk-sut.edukit.cn.ua/Files/

downloads/.

12. Москаленко В.В. Основи робототехніки та програмування з використанням

конструкто-ра Lego Mindstorms [Електронний ресурс]. – Режим доступу:

http://www.ocpo.sumy.ua/informacijno-resursnij-centr/programne-

zabezpechennja.html?file=files/docs/Metodika/Naukovo-

metodichni%20materiali/1.doc

13. Державна служба зайнятості. Ситуація на ринку праці та діяльність державної

служби зайнятості. Статистичні таблиці та графічні матеріали // Державна

служба зайнятості. 2018. [Електронний ресурс]. – Режим доступу: URL: http://

www.dcz.gov.ua/statdatacatalog/document?id=350793.

14. Соколов В.А., Лучковський А.І. Основні вимоги до підготовки та супроводу

вихованців у технічних конкурсах та творчих проектах (відділення технічних

наук). Навчально-методичний посібник. Київ: КПНЗ «Київська Мала академія

наук учнівської молоді» / В.А. Соколов, А.І. Лучковський. – Київ: 2016. – 94 с.

15. Ковбасенко Л.І., Лихота С.О., Шевченко І.М. Концептуальні засади діяльності

http://vynahidnyk.org/files/Doc2.doc

http://snovsk-sut.edukit.cn.ua/Files/

http://www.ocpo.sumy.ua/informacijno-resursnij-centr/programne-

http://www.dcz.gov.ua/statdatacatalog/document?id=350793

152


та розвитку Малої академії наук України / Л.І. Ковбасенко, С.О.Лихота, І.М.

Шевченко. – Київ: ТОВ «Праймдрук», 2012. –84 с.

Соколов Виктор, Ревнюк Ольга, Лучковский Андрей, Новицкий Андрей.

ПАРАДИГМА STEM-ОБРАЗОВАНИЯ В КОНТЕКСТЕ КУРСА

РОБОТОТЕХНИКИ НОВОЙ УКРАИНСЬКОЙ ШКОЛЫ

В статье рассматривается влияние парадигмы STEM-образования на

формирование новой украинской школы, в частности в области технических

дисциплин. Обзорно рассмотрены несколько учебных программ

дополнительного образования по робототехнике и определены их характерные

черты и соответствие требованиям современности. В авторской учебной

программе «Учебная программа внешкольного образования исследовательско-

экспериментального направления «Робототехника» (авт. Соколов В.А.,

Лучковский А.И.), которая проходит апробацию на базе секции

машиностроения и робототехники Киевской Малой академии наук ученической

молодежи, описано собственную парадигму преподавания курса

робототехники. Сформулирован ряд требований, налагаемых концепцией

STEM-образования на ход учебно-воспитательного процесса и его результаты.

Ключевые слова: STEM-образование, робототехника, внешкольное

образование, учебные программы, методика обучения, инженерия, лего-

конструирование, электротехника, трехмерное моделирование,

программирование.

Sokolov Victor, Revnyuk Olga, Luchkovskiy Andrey , Novitsky Andrey. THE

PARADIGM OF STEM-EDUCATION IN THE CON-TEXT OF THE COURSE

OF ROBOTICS OF THE NEW UKRAINIAN SCHOOL

153


The article examines the influence of the STEM-education paradigm on the

formation of a new Ukrainian school, in particular in the field of technical

disciplines. Reviewed several curriculums of additional education on robototechniks

and defined their characteristic features and compliance with the requirements of

modernity. In the author's curriculum «The curriculum for extracurricular education

of the research and experimental direction «Robototechnics» (author Sokolov V.A.,

Luchkovsky A.I.), which is approved on the basis of the section of mechanical

engineering and robotics of the Kiev Minor Academy of Sciences student youth,

describes its own paradigm of teaching the course of robotics. A number of

requirements imposed by the concept of STEM-education on the course of the

educational process and its results are formulated.

Key words: STEM-formation, robotics, extracurricular education, training

programs, teaching methods, engineering, lego-engineering, electrical engineering,

3D modeling, programming.

УДК 377.031.4

Савченко І.М., Легун В.Т., Юрова О.Л.

ІННОВАЦІЙНІ ПОШУКИ: СТВОРЕННЯ STEАM-ЦЕНТРУ» НА БАЗІ

ДЕРЖАВНОГО ПРОФЕСІЙНО-ТЕХНІЧНОГО НАВЧАЛЬНОГО

ЗАКЛАДУ «КРИВОРІЗЬКИЙ НАВЧАЛЬНО-ВИРОБНИЧИЙ ЦЕНТР»

У статті презентовано ініціативу створення STEАM-центру на базі

державного професійно-технічного навчального закладу «Криворізький

навчально-виробничий центр». Обґрунтовано необхідність широкого

запровадження й корисності практичної реалізації принципів STEM- і STEАM-

освіти не тільки у загальноосвітніх навчальних закладах, але й в системі

підготовки майбутніх кваліфікованих робітників.

154


Ключові слова: STEАM-освіта, STEАM-центр, професійно-технічний

навчальний заклад.

Постановка проблеми. Перехід до інноваційної освіти європейського

рівня передбачає підготовку фахівців нової генерації, здатних до сучасних умов

соціальної мобільності, засвоєння передових технологій. За нинішніх умов в

Україні затребуваними стають: IT-фахівці, програмісти, інженери,

кваліфіковані робітники високо технологічних виробництв, фахівці біо- і

нанотехнологій. Здобуття сучасних професій, зокрема й робітничих, потребує

всебічної підготовки із різних освітніх областей природничих наук, інженерії,

технологій та програмування, напрямів, які охоплює STEM-освіта.

Українська професійно-технічна освіта крокує шляхом системних реформ,

в яких процеси вдосконалення її змісту мають пріоритетне значення. Тому нині

в Україні, орієнтованої на технологічний прогрес і зростання економіки в

умовах кризових потрясінь і геополітичних викликів, креативність є

характерною особливістю інноваційної діяльності, що формується системою

освіти за допомогою використання сучасних методів та технологій навчання,

спрямованих на безперервний розвиток та подальше вдосконалення творчого

мислення, вміння виявляти дослідницькі проблеми, створювати нове знання.

Генерація інноваційних ідей в сучасному світі стає найбільш

затребуваним видом людської діяльності, що обумовлено переходом на

інноваційний шлях розвитку – на п'ятий і шостий технологічні уклади, де

особливе значення має креативність особистості.

Тому сучасний тренд «STEM-освіта» (S – science, T – technology, E –

engineering, M – mathematics) – концепція інтегрованого навчання учнів за

профільними дисциплінами в міждисциплінарному та прикладному контексті є

надзвичайно актуальним феноменом в аспекті стратегічного розвитку

провідних країн світу щодо отримання ними конкурентних переваг у різних

сферах людської діяльності [2].

155


Вже сьогодні науковці і педагоги розширюють це поняття такими

напрямами як STEAM-освіта (Science, Technology, Engineering, Arts, and

Mathematics – акронім слів природничі науки, технологія, інжиніринг,

мистецтво, математика) та STREAM-освіта (Science, Technology,

Reading+WRiting Engineering, Arts, and Mathematics – акронім слів природничі

науки, технологія, читання + письмо, інжиніринг, мистецтво, математика).

Загальновизнано й доведено практикою високотехнологічних країн:

STEM- та STEАM-освіта сприяє підготовці компетентних фахівців для

високотехнологічних виробництв і забезпечує продуктивність знань

випускників та технологічний і науковий потенціал. Комплексний підхід,

гармонійний вплив ряду факторів (здібності учня; якість загальноосвітньої та

професійної підготовки; компетентність педагогів щодо розвитку креативних

здібностей вихованців; рівень методичного й матеріально-технічного,

інформаційного забезпечення навчального процесу; доступність навчальних

інформаційних ресурсів; наявність технопарків, просторів живої науки й

сучасних лабораторій) – основа якісної підготовки майбутніх дослідників,

інженерів, кваліфікованих робітників і фахівців нових технологічно-складних

професій, затребуваних на ринку праці [3].

Сьогодні вимогою часу постає підготовка фахівців нової якості для

інноваційної економіки – здатних творчо мислити, швидко орієнтуватися в

сучасному насиченому інформаційному просторі, приймати нестандартні

рішення, вчитися і розвиватися упродовж усього життя. Саме розвиток цих

інтегративних якостей забезпечує STEM-освіта, яка дозволяє розвивати

креативність, дослідницькі компетенції, творчість в учнівської молоді, зокрема

кваліфікованих робітників.


STEM-освіти ґрунтується на наукових дослідженнях, що присвячені

розробленню: теорії та методології педагогічної інноватики (І. Бех,

С. Гончаренко, В. Кремень, Н. Ничкало та інші); теорії та методики формування

156


інформаційного середовища в закладах освіти засобами інформаційно-

комунікаційних технологій (В. Биков, О. Стрижак, О. Спірін), Теоретичну

основу дослідження становлять положення та висновки, які стосуються:

організації та змісту професійного навчання (обґрунтовані і розкриті в наукових

працях Б. Васильєва, Р. Гуревича, В. Зайчука, І. Зязюна та ін.); теорії

управління і теорії моделювання (роботи Л. Даниленко, Г. Єльникової,

В. Маслова, В. Пікельної, А. Соколова та ін.); порівняльних досліджень щодо

прогресивних систем професійної освіти (Н. Абашкіна, Н. Авшенюк, Н. Бідюк

та ін.); методології STEM- та STEАM-освіти (О. Барна, І.Василашко,

О. Кузьменко, І Левін, О. Лісовий, О. Патрикеєва, І. Савченко).

Проте, в українській науково-педагогічній спільноті ця проблема на тлі

професійної освіти не екстраполюється майже зовсім. Отже, питання

впровадження STEАM-освіти в закладах професійної (професійно-технічної

освіти) залишається практично не вивченим, що й зумовлює актуальність

запланованого експерименту.

Мета статті полягає в обґрунтуванні необхідності й корисності

створення STEАM-центрів в системі професійної (професійно-технічної)

освіти, зокрема на базі Державного професійно-технічного навчального закладу

«Криворізький навчально-виробничий центр».

Виклад основного матеріалу. Нині STEАM-центри створюються на базі

вищих, загальноосвітніх та позашкільних навчальних закладів, наукових

лабораторій, які мають відповідну матеріально-технічну базу, кваліфікованих

фахівців, навчальні програми з природничо-математичних наук, технологій,

програмування, робототехніки для організації ефективної науково-проектної

роботи учнів.

Концепти STEM та STEАM-освіти останні роки, ураховуючи визнаний

світовий досвід, активно впроваджуються у вітчизняну освітню практику

загальноосвітніх, позашкільних, вищих навчальних закладів. Проте в системі

професійної світи цей феномен досліджено не достатньо.

157


Що може привнести цей тренд в систему підготовки кваліфікованих

робітників? На думку авторів ідеї експерименту, це створення більш

ефективного й функціонального освітнього навчального середовища (ART-

дизайн лабораторії для підготовки майбутніх кухарів, флористів, кравців;

наукові предметні студії, орігамі-центр); можливість учасникам освітнього

процесу долучитись до ресурсів Всеукраїнського науково-методичного

віртуального STEАM-центру та Всеукраїнської мережі STEАM-

центрів/STEАM-лабораторій; посилення інтеграції загальноосвітньої та

професійної підготовки (розроблення методичних розробок для розвитку

креативного мислення учнів); привнесення в навчальний процес авторських

методик щодо дослідницького пошуку щодо виконання творчих і дипломних

робіт майбутніх кваліфікованих робітників.

Цей напрям забезпечує можливості формування інноваційного

навчального середовища та інтерактивного спілкування науково-педагогічних

працівників, які надають оптимальний доступ до необхідних ресурсів щодо

запровадження STEАM-освіти; здійснення науково-дослідної роботи з учнями в

контексті майбутнього професійного поля; забезпечення умов для поглиблення

науково-технічної складової професійної підготовки кваліфікованих робітників;

формування науково-методичної бази підвищення кваліфікації педагогів

професійного навчання; обмін інформацією для розв’язання проблем

запровадження STEM освіти.

Тому планується, що дослідно-експериментальна робота ДНЗ «КВНЦ»

спрямовуватиметься на створення такого центру й експериментальну перевірку

його ефективності, яка забезпечуватиме підвищення якості та привабливості

професійної підготовки кваліфікованих робітників сфери послуг, зростання

мобільності й конкурентоспроможності випускників закладу на ринку праці,

високий рівень інформаційного забезпечення навчального процесу тощо.

Враховуючи значущість питань щодо підготовки майбутніх

кваліфікованих робітників з урахуванням сучасної ролі STEM-освіти в системі

158


інноваційної освіти України, тема дослідження була визначена у такому

формулюванні: «Організаційно-педагогічні умови створення і функціонування

STEАM-центру на базі Державного професійно-технічного навчального закладу

«Криворізький навчально-виробничий центр».

Гіпотеза дослідно-експериментальної роботи полягає в припущенні, що

підготовка кваліфікованих робітників сфери побутового обслуговування та

легкої промисловості буде здійснюватися більш ефективно за умов системної і

послідовної розбудови й організації застосування технології STEАM,

ефективність якої залежатиме від:

1) концептуалізації організаційно-педагогічних умов створення і

функціонування STEАM-центру, орієнтованого на підвищення якості

навчально-дослідницької діяльності, загальноосвітньої та професійної

підготовки майбутніх кваліфікованих робітників сфери побутового

обслуговування та легкої промисловості;

2) технологізації процесу створення і функціонування STEАM-центру на

базі ДПТНЗ «КНВЦ», що передбачає розроблення та впровадження у освітній

процес відповідного знаннєво-орієнтованого мережецентричного середовища

для забезпечення навчально-дослідницької діяльності учнів;

3) розвитку та самореалізації суб’єктів освітньої діяльності в умовах

функціонування STEАM-центру, що передбачає створення відповідних

лабораторій та електронних освітніх ресурсів, електронних площадок взаємодії

між ними.

Й відповідно до гіпотези, на думку авторів експерименту, підвищенню

якості підготовки кваліфікованих робітників сфери побутового обслуговування

та легкої промисловості буде сприяти створення (в рамках дослідження)

інтегрованих навчальних програм спецкурсів з технічного дизайну в професії;

інтерактивної ART-дизайн лабораторії інноваційних технологій сфери послуг

для підготовки майбутніх кухарів, флористів, кравців; наукових

предметнихстудій, орігамі-студій; інтегрованих посібників («Фізика і

159


професія», «Математика і професія», «Хімія і професія», «Історія і професія»;

словників сучасної професійної термінології; відповідних методик і елементів

технічного супроводу (створення презентацій, відеофрагментів, натурної

наочності, тощо); сучасних технологічних колекцій молодіжного арт-театру

«Театр мод»; віртуальних маршрутів «Козацькими шляхами України».

Заплановано провести роботу в контексті формування відкритого

освітнього навчального середовища та інтерактивного спілкування учнів і

науково-педагогічних працівників щодо запровадження STEАM-освіти з

використанням онтологічної призми знань (науково-дослідна розробка

Національного центру «Мала академія наук України»). Передбачається

підвищення кваліфікації педагогів професійного навчання і керівників творчих

лабораторій щодо користування інтерактивними онтологічними інструментами.

Візуалізацію об’єктної онтології можна буде використовувати як основу

інтерфейсу різноманітних об’єктів – електронних підручників, каталогів, Web-

ресурсів, довідників тощо.

В аспекті позиціонування даного напряму експериментальної роботи

буде розроблено новий розділ сайту закладу «STEАM-центр» і здійснено його

наповнення. Зокрема в розділі передбачається розміщення: інтегрованих

навчальних програм спецкурсів з технічного дизайну в професії; посібників

(«Фізика і професія», «Математика і професія», «Хімія і професія», «Історія і

професія»); словника термінів STEАM-освіти професійного спрямування;

розроблених віртуальних маршрутів «Козацькими шляхами України» тощо.

Під час завершення експерименту очікуються наступні результати:

підвищення привабливості підготовки кваліфікованих робітників сфери

послуг;

зростання мобільності й конкурентоспроможності випускників закладу на

ринку праці;

160


розроблені концепція створення та функціонування STEАM-центру та

понятійна система STEАM-освіти (словник термінів STEАM-освіти

професійного спрямування), спецкурси з технічного дизайну в професії;

визначенні критерії, показники ефективності підготовки майбутніх

кваліфікованих робітників, залучених до навчання в STEАM-центрі;

підготовлені навчальні посібники «Фізика і професія», «Математика і

професія», «Хімія і професія», «Історія і професія», віртуальні маршрути

«Козацькими шляхами України»;

створення консультаційного навчального центру з проблем STEM-освіти;

методичні рекомендації «Організаційно-педагогічні умови створення і

функціонування STEАM-центру» на базі Державного професійно-

технічного навчального закладу «Криворізький навчально-виробничий

центр», орієнтовані на формування здатності майбутнього кваліфікованого

робітника швидко орієнтуватися на ринку праці, розвиток інноваційних

виробничих технологій та їх доповнюваність знаннями з різних наук.

Висновки. Сподіваємось, що результати даного експерименту

сприятимуть формуванню здатності майбутнього кваліфікованого робітника

креативно мислити; бути мобільним; вміти самостійно знаходити необхідну

інформацію, генерувати знання та оперативно приймати рішення; вільно

орієнтуватися на ринку праці; володіти інноваційними виробничими

технологіями; постійно поповнювати знання з різних галузей знань.


1. Легун Віктор, Юрова Олена. Створення STEАM-центру» на базі

Державного професійно-технічного навчального закладу «Криворізький

навчально-виробничий центр»: концептуальні підходи / Легун Віктор, Юрова

Олена // STEM-освіта – проблеми та перспективи: збірник матеріалів ІІІ

Міжнародного науково-практичного семінару, м. Кропивницький, 24-25 жовтня

161


2018 р. / за заг. Ред.. О.С. Кузьменко та В.В. Фоменка. – Кропивницький : ЛА

НАУ, 2018. – 100 с.

2. Савченко Ірина, Савченко Ярослав. STEM-освіта як ключовий фактор

формування креативної особистості юного дослідника / Ірина Савченко,

Ярослав Савченко // Наукові записки Малої академії наук України. – Вип. 10. –

Серія : Педагогічні науки : зб. наук. пр. / [редкол. : С.О. Довгий (голова),

О.Є. Стрижак, І.М. Савченко (відп. ред.) та ін.]. – К. : Інститут обдарованої

дитини НАПН України, 2017. – 275 с.

3. Савченко Ірина. Створення інноваційних музейно-виставкових

навчально-наукових просторів для учнівської молоді в системі STEM-освіти.

STEM-освіта: стан впровадження та перспективи розвитку: матеріали ІV

Міжнародної науково-практичної конференції, 8-9 листопада 2018 року,

м. Київ. – К.: ДНУ «Інститут модернізації змісту освіти», 2018 – 95 с.

4. Савченко Ірина, Савченко Ярослав. Популяризація STEM-освіти і

наукових знань серед учнівської молоді засобами виставкової та музейної

діяльності: досвід Чеської Республіки / Ірина Савченко, Ярослав Савченко //

STEM-освіта – проблеми та перспективи: збірник матеріалів ІІІ Міжнародного

науково-практичного семінару, м. Кропивницький, 24-25 жовтня 2018 р. / за

заг. ред. О.С. Кузьменко та В.В. Фоменка. – Кропивницький : ЛА НАУ, 2018. –

100 с.

Ирина Савченко, Виктор Легун, Елена Юрова. ИННОВАЦИОННЫЕ

ПОИСКИ: СОЗДАНИЕ STEАM-ЦЕНТРА» НА БАЗЕ ГОСУДАРСТВЕННОГО

ПРОФЕССИОНАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО УЧЕБНОГО ЗАВЕДЕНИЯ

«КРИВОРОЖСКИЙ УЧЕБНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ЦЕНТР»

В статье представлена инициатива создания STEАM-центра на базе

государственного профессионально-технического учебного заведения

«Криворожский учебно-производственный центр». Обоснована необходимость

широкого внедрения и полезности практической реализации принципов STEM- и

162


STEАM-образования не только в общеобразовательных учебных заведениях, но и в

системе подготовки будущих квалифицированных рабочих.

Ключевые слова: STEАM-образование, STEАM-центр, профессионально-

техническое учебное заведение.

Irina Savchenko, Victor Legun, Elena Yurova. INNOVATIVE SEARCHES:

ESTABLISHMENT OF A STEAM CENTER ON THE BASED OF THE STATE

PROFESSIONAL AND TECHNICAL EDUCATIONAL INSTITUTION

«CRIVOROUGH EDUCATIONAL AND PRODUCTION CENTER»

The article presents the initiative to create a STEAM center on the basis of the

state vocational and technical educational institution «Krivoy Rog training and

production center». The necessity of widespread introduction and usefulness of the

practical implementation of the principles of STEM- and STEAM-education not only in

general educational institutions, but also in the system of training future qualified

workers has been substantiated.

Key words: STEAM-education, STEAM-center, vocational and technical educational

institution.

УДК 376.34

Туз І. А.

ДОСВІД СТВОРЕННЯ НАВЧАЛЬНО-РОЗВИВАЛЬНИХ ПРОГРАМ З

МАТЕМАТИКИ В СЕРЕДОВИЩІ SCRATCH

У статті висвітлено питання необхідності використання інформаційно-

комп’ютерних технологій при викладанні математики в умовах впровадження

STEM-освіти, важливості застосування комп'ютерного моделювання з метою

розвитку в учнів навичок алгоритмізації і програмування. На основі аналізу

літератури виділено основні чинники відбору програмного середовища для

середньої школи, дано перелік середовищ, які найбільш використовуються.

163


Проаналізовано діяльність шкільного гуртка інформаційно-комп’ютерних

технологій зі створення навчально-розвивальних програм з математики в

середовищі Scratch з точки зору відповідності категорії STEM-навчання.

Ключові слова: STEM-освіта, комп'ютерне моделювання, алгоритмізації

і програмування, середовище Scratch.

Постановка проблеми. Сьогодення об’єктивно стикається з дефіцитом

спеціалістів, здатних брати участь у інноваційних процесах і забезпечити

стабільний розвиток суспільства у майбутньому. В першу чергу це стосується

напрямків діяльності, пов’язаних з проникненням в суть явищ природи,

відображенням об’єктної моделі світу, що потребує наявності у майбутніх

спеціалістів системного мислення, креативності, когнітивної гнучкості. Ці та

інші необхідні здібності повинні набуватися під час вивчання, в першу чергу,

дисциплін природничо-математичного циклу в середньому навчальному

закладі. Одним із напрямів розвитку сучасної освіти, який дозволяє реалізувати

цю мету, є STEM – орієнтований підхід до навчання. Акронім «STEM»

(природничі науки, технології, інженерія, математика) визначає характерні риси

відповідної дидактики, сутність якої виявляється у поєднанні

міждисциплінарних практико-орієнтованих підходів до вивчення природничо-

математичних дисциплін [1].

У вітчизняній математичній освіті головна увага традиційно приділялась

формуванню в учнів фундаментальних знань, що необхідні для пояснення

закономірностей оточуючого світу, для знаходження зв’язків та пояснення

різних феноменів. Одним з основних завдань сучасної освіти України є надання

ґрунтовних знань та вмінь з математики і цей напрямок має бути пріоритетним.

При цьому, сьогодні у викладанні предмета, повинні, як, посилитися

прикладна спрямованість, зорієнтована на застосування знань у життєвих,

повсякденних ситуаціях, так і урізноманітнитися засоби навчання, з метою

формування інтелектуальної, дослідницької культури учнів, їх здатності

самостійно мислити, самостійно будувати траєкторію отримання знань.

164


STEM-підхід в освіті ґрунтується на міждисциплінарних засадах у

побудові навчальних дисциплін і окремих дидактичних елементів (інтегроване

навчання відповідно до певних тем або реально існуючих проблем). Прикладом

такого підходу є використання інформаційно-комп’ютерних технологій (ІКТ)

при викладанні математики.

Широке застосування комп'ютерів на уроках математики пов’язане, в

першу чергу, з можливостями візуалізації навчальної інформації та

використанням прикладних програм (демонстраційних, контролюючих,

обчислювальних, тренуючих та ін.). Але для посилення експериментальної

складової навчання математики, реалізації практичної спрямованості, потрібно

якомога більше застосовувати можливості комп'ютерного моделювання

(програмування) різноманітних математичних об'єктів. При цьому, на думку

деяких авторів [2, с. 30] слід враховувати те, що захоплення використанням

готових моделей погрожує передчасним розривом зв’язку явища, що

вивчається, з дійсністю. Для уникнення формалізму в знаннях учнів потрібно

віддати перевагу створенню моделі перед використанням розробленої іншими.

Моделювання математичних об’єктів із залученням ІКТ потребує від

учня знання основ алгоритмізації та програмування, які є предметом вивчання в

шкільному курсі інформатики. І якщо питання алгоритмізації математичних

об’єктів, які вивчаються в середній школі (видів рівнянь, класів задач,

досліджень функцій та ін.) стоїть не дуже гостро, оскільки перелік операцій з

дослідження (розв’язування) цих об’єктів є складовою частиною навчального

матеріалу, то питання створення програм за побудованим алгоритмом набагато

складніше.

Навчальні програми не прив’язують учбовий процес до конкретної мови

програмування і це потребує від учителя самостійно вибирати мову, яку

вивчатимуть учні, з декількох альтернатив. Дискусія в педагогічних колах на

тему «Яку мову програмування вивчати у школі?» [3] лише частково

відображає гостроту цього питання.

165


Для забезпечення впровадження STEM-освіти особливе значення має

впровадження в навчальних закладах своєрідних міждисциплінарних

інкубаторів – спецкурсів, факультативів, в яких реалізуються інноваційні

методики та методи навчання з окремих дисциплін, створення такого

навчального середовища, яке сприяє активізації розвитку інтелектуальних

можливостей та особистісних потреб учнів. Впровадження таких центрів може

відбуватися на основі реанімації шкільних гуртків, при умові наповнення мети

їх існування новим змістом. Особливе значення гурткова робота має в сільських

школах, коли останні є єдиним осередком культурної цивілізації населеного

пункту.

Аналіз досліджень і публікацій. Останніми роками в Україні та за її

межами інтенсивно ведуться дослідження з питань упровадження

інформаційних технологій навчання. Наукові пошуки започаткували А. Єршов,

М. Жалдак, С. Кузнецова, Ю. Рамський, В. Розумовський [4; 7]. Проблеми

використання комп’ютера як засобу навчання у вищій школі розглядають у

своїх працях А. Гуржій, М. Львов, С. Раков, Ю. Сінько, Ю. Триус та ін. [8].

Широкого використання у навчальному процесі вже набули розробки

вітчизняних дослідників, такі як Gran, DG, СЛА, ТерМ та ін. На думку

В. Дьяконова та Ю. Триуса, комп’ютерна математика може бути визначена як

сукупність теоретичних, методичних, алгоритмічних, апаратних і програмних

засобів, які призначені для ефективного розв’язування за допомогою

комп’ютерів широкого кола математичних задач з високим ступенем

візуалізації всіх етапів обчислень. На даний час вони стають потужними

засобами діяльності як професійних математиків, так і тих, хто використовує

математику для побудови й дослідження математичних моделей в різних

предметних галузях, зокрема, й в системі освіти [7, с. 12].

Застосування комп’ютерної прикладної математики розглядається,

головним чином, у довідниковій літературі (О. Матросов, О. Лобанова,

Д. Поттер, Г. Прохоров), у якій описуються переважно інтерфейси програмних

166


продуктів, а також наводяться приклади розв’язування задач для ілюстрації

застосування базових інструментальних засобів [4].

Нововведення у технологіях і методах сучасного навчання стали об’єктом

дослідження як зарубіжних, так і українських учених. Наукові розвідки

Т. Волоковської, І. Доброскок, Т. Коляди, С. Нікітчиної, Л. Овчаренко та ін.

присвячені науково-практичним проблемам інноваційної парадигми, окремим

прогресивним формам і технологіям навчання, досвіду та перспективам їх

використання в освітній практиці. Проблематиці STEM-освіти присвячені

роботи таких науковців, як С. Бревус, Л. Глоба, Л. Ніколенко, М. Рибалко, І.

Савченко, І. Чернецький та інших. Зокрема автори пов’язують інновації у

навчанні з необхідністю трансформації існуючого традиційного освітнього

процесу, для чого потрібні радикальні перетворення та комплексні видозміни.

Мета статті – проаналізувати досвід створення навчально-розвивальних

програм з математики в середовищі Scratch в Богданівській філії І-ІІ ступенів

опорного закладу Васильківський НВК №1 Васильківського району

Дніпропетровської області, з точки зору відповідності категорії STEM-

навчання.

Методи дослідження, що використовувались автором під час підготовки

матеріалу: аналіз сучасних науково-педагогічних досліджень та публікацій за

вказаними вище напрямками, синтез провідних ідей та формулювання власних

цілей, узагальнення досвіду вчителів математики та методистів, а також

власного досвіду викладання математики та інформатики в основній школі,

здійснення постійного спостереження за особливостями навчального процесу

в основній школі та експеримент зі створення та застосування навчально-

розвивальних програм з математики в середовищі Scratch.

Виклад основного матеріалу. Головним питанням сьогодення в системі

нової освіти є опанування учнями вмінь і навичок саморозвитку особистості,

що значною мірою досягається шляхом впровадження інноваційних технологій

організації процесу навчання.

167


Саме розкриття свого потенціалу учнями через набуття навичок

використання можливостей комп’ютера і новітніх технологій стало основною

метою створеного чотири роки назад в Богданівській НСЗШ гуртка ІКТ

«Windows» під керівництвом автора. Закономірно, що алгоритмізація і

програмування були одним з основних напрямків в роботі гуртка, оскільки

предметна змістовна лінія «Моделювання, алгоритмізація й програмування» є

наскрізною для всього курсу «Інформатика» в основній школі (розділи

«Алгоритми та програми» згідно останньої редакції навчальної програми

складають до 12 годин для 5-7 класів і до 16 годин для 8-9) і базові знання,

набуті учнями на уроках інформатики, повинні були закріплюватися і

примножуватися на гурткових заняттях.

Ефективність засвоєння учнями знань з різних предметів (в першу чергу

природничо-математичного циклу), за умов широкого використання

комп’ютерних технологій, значною мірою залежить від програмних засобів,

що дають змогу поєднати високі моделюючі та обчислювальні можливості

комп’ютера при дослідженні різноманітних об'єктів з унаочненням результатів

на всіх етапах процесу навчання.

Оскільки керівник гуртка був вчителем математики (по основній

спеціальності) в цьому ж навчальному закладі, то цілком природньо, що

предметом застосування ІКТ було обрано саме математику, а дослідження

проводилися над математичними об'єктами. Крім того, такий вибір

забезпечував надійну оцінку впливу навичок алгоритмізації і програмування на

рівень набутих учнями знань з предмету.

В перелік середовищ програмування, які найбільш використовуються в

основній школі, можуть бути включені:

1. LightBot – середовище програмування для школярів початкових класів

(можна використовувати з 5–6 років), в якому необхідно запрограмувати рух

«віртуального» робота;

2. LittleWizzard – середовище програмування для дітей, призначене для

168


вивчення основних елементів програмування в початковій школі.

Використовуючи тільки мишку, учні отримують можливість складати програми

і вивчати такі поняття, як «змінні», «вирази», «розгалуження», «умови» і

«логічні блоки»;

3. Logo – мова, яка була спеціально розроблена з метою навчання дітей

програмування. У сучасних реалізаціях Logo для побудови зображень

використовується віртуальний агент під назвою «черепашка», переміщенням

якого можна програмно керувати;

4. Scratch – візуальна мова програмування, яка була розроблена

спеціалістами з Mассачусетського технологічного інституту. Основна мета

цього проекту – навчити основним поняттям програмування шляхом створення

програм-проектів, що містять програмовані об’єкти;

5. Pascal – одна з найвідоміших мов програмування, яка була розроблена

саме з навчальною метою. Починаючи від кінця сімдесятих до дев’яностих

років, Pascal був основною мовою програмування, яку використовували учителі

в процесі вивчення інформатики (програмування) як у США, так і в Європі.

На думку С. Петровича [3, с.11], з якою ми повністю погоджуємося,

визначальними для вибору мови і середовища програмування як засобів

навчання є наявність, кількість, якість і доступність:

– підручників і збірників задач;

– методик використання і методичної літератури;

– компетентних педагогів та методистів;

– навчального програмного забезпечення;

– представлення в глобальній мережі Інтернет (як загально

інформаційне, так і в інтерактивних сервісах і службах);

– прикладів і позитивних результатів упровадження.

Виходячи з вищеназваних умов, а також специфіки Богданівської школи

(відсутність старшої школи, малокомплектність, поява дошкільної групи дитячого

садка) середовищем програмування як для навчального курсу інформатики, так і

169


для реалізації проектів ІКТ в гуртковій роботі було обрано Scratch (правильність

цього вибору засвідчили підручники з нової програми, що надходили до школи, в

яких розділи з алгоритмізації написані для цього середовища).

Scratch є середовищем об’єктно-орієнтованого візуального

програмування, яке надає можливості створювати комп’ютерні анімації,

мультимедійні презентації, інтерактивні матеріали у вигляді історій та ігор,

моделі та ін. Scratch є вільно розповсюджуваною в навчальних цілях

програмою, яку можна завантажити з офіційного сайту розробника.

Програмування відбувається наступним чином: користувачі «збирають»

програму із блоків, виконавцями яких є об’єкт (-и) і сцена. Об’єкт, який

пов’язують із певним зображенням, набором змінних та командних блоків для

визначення його поведінки, називають спрайтом. Спрайт можна змінювати,

імпортувавши його образ із вбудованої бібліотеки (передбачені категорії:

тварини, фантастика, літери, люди, речі, транспорт), або створювати,

використовуючи вбудований графічний редактор чи інші програми. Команди -

блоки об’єднані в певні групи: «Рух» (здійснення переміщення спрайтів),

«Вигляд» (зміна образів спрайта, його текстові діалоги), «Звук» (звукові

команди, гучність, темп), «Олівець» (побудова графічних зображень),

«Керувати» (організація циклів, розгалужень), «Датчики» (інформація про

дотикання об’єктів та визначення відстані між ними), «Оператори» (здійснення

математичних та логічних операцій, вибір випадкового числа), «Змінні»

(створення змінних, присвоєння їм певних значень). В цілому середовище

Scratch можна охарактеризувати як просте в користуванні і досить потужне по

можливостям, що цілком задовольняє завдання створити власні розробки

початківцями в програмуванні.

Першими програмними продуктами діяльності гуртка стали:

– навчально-розвивальна програма для 4-го класу «Арифметичні дії», в

якій учень, попередньо вибравши дію, разом з одним з чотирьох об’єктів-

спрайтів повторює основні правила арифметичних дій (дії в дужках, переставна

170


властивість множення та ін.), виконує приклади разом зі спрайтами і

самостійно, після чого спрайт підбиває підсумки і дає учню загальні

рекомендації (повторити правило, звернути увагу і т.і.). Всі етапи розробки

програми (крім постановки задачі): створення загального (словесний опис) і

детального (графічна схема) алгоритмів, відбір правил, використаних в

програмі, відбір вправ для прикладів, створення програм для спрайтів,

тестування, налагодження програми та її оформлення виконані учнем 5-го

класу. Програма брала участь в обласному конкурсі комп’ютерної графіки та

анімації;

– навчально-розвивальна програма з курсу математики 6-го класу

«Відношення і пропорції», в якій об’єкти-спрайти або перевіряють, як були

розв’язані, або розв’язують задачі і рівняння на пропорційний поділ, які

вводить учень, коментуючи кожний з етапів згідно існуючого алгоритма. Всі

етапи розробки програми (крім постановки задачі і загального керівництва):

створення загального і детального алгоритмів, створення програм для спрайтів,

тестування, налагодження і оформлення програми виконані учнем 6-го класу.

Найголовнішим результатом цього етапу стало набуття вихованцями

гуртка умінь та навичок написання алгоритмів і створення програм, які мали

прикладну спрямованість, тобто створення фундаменту формування учнями

компетенцій в галузі інформаційних технологій.

Самостійна робота над математичними (характеристики математичних

об’єктів – арифметичних дій, задач на пропорційний поділ та на знаходження

невідомих членів пропорції) й інформатичними (створення програмних об’єктів

та алгоритмічних структур повторення та розгалуження та ін.) складовими

програм започаткували в учнів уміння розуміти логічні зв’язки між різними

об’єктами, визначати, будувати й оцінювати (тобто аналізувати) факти.

Керівник гуртка виступав при цьому в ролі інструктора, наголошував на

завданнях роботи, скеровував та певною мірою контролював хід її виконання.

Ще на один отриманий результат хотілося б звернути увагу – створивши

171


закінчений програмний продукт, учні усвідомлюють свої можливості і це стає

значним стимулом для подальшого навчання й самовдосконалення. Одним з

вагомих завдань, яке стоїть перед вчителем навчального закладу, – навчити

учня працювати у великому чи малому колективі, спільно вирішувати

поставлені задачі, брати відповідальність за створюваний результат спільної

діяльності. Тому наступна розробка гуртка, навчально-розвивальна програма з

курсу алгебри 7-го класу «Лінійні рівняння» (розв’язування об’єктами-

спрайтами лінійного рівняння 1-го степеню, яке вводить учень, коментуючи

кожний з етапів згідно існуючого алгоритму), була побудована на принципово

інших засадах. На відміну від індивідуальних розробок в попередніх проектах,

вихованцям гуртка було запропоновано колективну роботу над програмою. При

цьому, оскільки середовище Scratch було вже непогано опановане учнями

загальної школи, гуртківці повинні були «віддати» нескладні блоки програми

(періодично повторювані рухи об’єктів-спрайтів, музичний супровід та ін.) для

виконання на уроках інформатики, як практичні завдання по темі «Алгоритми

та програми», залишивши за собою складання алгоритма і всієї програми в

цілому. Програма була успішно завершена і брала участь в обласному конкурсі

комп’ютерної графіки та анімації.

На цьому етапі існування гуртка відбулося:

– по-перше, закріплення результатів особистісного росту вихованців

гуртка, отриманих на попередньому етапі. Створення програмного

забезпечення, його налагодження, тестування, критичне ставлення до

отриманих результатів своєї діяльності формують особистісно-рефлексивний

компонент компетентностей програмування [6], а багаторазові навички цієї

діяльності тільки посилюють їх;

– по-друге, закладено основи уміння учнів працювати над проектом в

команді, навичок членів гуртка до організації взаємодії та координації

діяльності членів групи для вирішення поставлених задач, створення

позитивної мотивації;

172


– по-третє, отримання вихованцями гуртка досвіду оцінювання проблеми

і прийняття рішення, тобто оцінювання витрат, «плюсів» і «мінусів»,

пов’язаних з кожним варіантом, добір, реалізація обраного варіанта, оцінка

впливу вирішення і зміни, при необхідності дій.

Роль керівника гуртка в цьому проекті, в цілому, зводилася до функції

наставництва, але була і безпосередня участь в розробці алгоритма та програми.

На даний час гурток ІКТ «Windows» працює над створенням програм з

курсу алгебри 9-го класу «Перетворення графіків функцій» (демонстрація

об’єктами-спрайтами основних перетворень 4-х видів функцій з повторенням

правил, поетапне перетворення графіка функції, яку вводить учень, з

коментарями на кожному з етапів) і «Квадратична функція» (демонстрація

об’єктами-спрайтами побудови графіка квадратичної функції з повторенням

основних властивостей і етапів, знаходження основних властивостей функції,

яку вводить учень з коментарями та побудова графіка, виходячи з цих

властивостей). Вихованці гуртка виконують складання алгоритма і програми в

цілому, окремі блоки програми роблять учні у вигляді практичних завдань на

уроках інформатики. Про остаточні висновки цього проекту ще казати рано, але

один загальний, усієї недовгої діяльності гуртка, результат вже є – це

формування стійкої зацікавленості до процесу програмування, принаймі, у

одного учня. В планах діяльності гуртка – створення моделей і програм з

інших предметів, а саме – з фізики та іноземної мови.

Висновки. Головна мета STEM-освіти полягає у формуванні і розвитку

розумово-пізнавальних і творчих якостей молоді, рівень яких визначає конкурентну

спроможність на ринку праці [5]. Аналіз роботи гуртка ІКТ «Windows» Богданівської

філії І-ІІ ступенів опорного закладу Васильківський НВК № 1 імені М. М.

Коцюбинського Васильківського району Дніпропетровської області та результати цієї

роботи, опрацювання низки джерел педагогічної та методичної літератури дає

можливість дійти висновку, що діяльність гуртка по створенню навчально-

розвивальних програм з математики має ознаки STEM-навчання.

173


Перспективи подальших наукових розвідок. Перспективу мають

дослідження з впровадження дидактичних елементів STEM-освіти в діяльність

гуртків творчих, мистецьких дисциплін.


1. Методичні рекомендації щодо впровадження STEM-освіти у

загальноосвітніх та позашкільних навчальних закладах України на

2017/2018 навчальний рік. Додаток до листа ДНУ «Інститут модернізації

змісту освіти» від13.07.17 № 21.1/10-1470. Режим доступу:

https://drive.google.com/file/d/0B3m2TqBM0APKekwtZFdhWXJuODg/view

2. Інноваційні інформаційно-комунікаційні технології навчання

математики : навчальний посібник / В. В. Корольський, Т. Г. Крамаренко, С. О.

Семеріков, С. В. Шокалюк ; науковий редактор академік АПН України,

д.пед.н., проф. М. І. Жалдак. – Кривий Ріг : Книжкове видавництво

Кирєєвського, 2009. – 324 с.

3. Яку мову програмування вивчати у школі // Комп’ютер у школі та сім’ї.

– 2013. – №8. – С.11–13.

4. Жалдак М. І. Комп’ютер на уроках математики : посібник для

вчителів / М. І. Жалдак. – К. : РННЦ «Дініт», 2003. – 324 с.

5. Проект концепції STEM-освіти в Україні. Режим доступу:

http://www.drive.google.com/file/d/0B3m2TqBM0APKT0d3R29PbWZwUnM/view

6. Ящик О.Б. Методика навчання алгоритмізації та програмування

старшокласників на рівні поглибленого вивчення інформатики. – Автореф. дис.

... канд. пед. наук. – Київ, 2016. – 23 с.

7. Рамський Ю. С. Про роль математики і деякі тенденції розвитку

математичної освіти в інформаційному суспільстві / Ю. С. Рамський,

К. І. Рамська // Науковий часопис НПУімені М. П. Драгоманова. Серія №2.

Комп’ютерно-орієнтовані системи навчання :зб. наукових праць.– К.: НПУ ім.

М. П. Драгоманова, 2008. – № 6(13). – С. 12–16.

8. Сінько Ю. І. Системи комп’ютерної математики та їх роль



174


у математичній освіті / Ю. І. Сінько // Інформаційні технології в освіті. –

2009. – № 3. – С. 274–278.

Туз Илья. ОПЫТ СОЗДАНИЯ УЧЕБНО-РАЗВИВАЮЩИХ ПРОГРАМ

ПО МАТЕМАТИКЕ В СРЕДЕ SCRATCH

В статье освещены вопросы необходимости использования информационно-

компьютерных технологий при обучении математики в условиях внедрения STEM-

образования, важности применения компьютерного моделирования з целью развития

у учеников навыков алгоритмизации и программирования. На основе анализа

литературы выделены основные факторы отбора программной платформы для

средней школы, дан перечень широко распространённых платформ.

Проанализирована деятельность школьного кружка информационно - компьютерных

технологий по созданию учебно – развивающих программ по математике на

платформе Scratch с точки зрения соответствия категории STEM-обучения.

Ключевые слова: STEM-образование, компьютерное моделирование,

алгоритмизация і программирование, платформа Scratch.

Tuz Ilya. EXPERIENCE OF CREATING EDUCATIONAL-DEVELOPING

PROGRAMS IN MATHEMATICS IN SCRATCH ENVIRONMENT

The article highlights the need to use information and computer technologies in

teaching mathematics in the context of the introduction of STEM-education, the importance of

using computer modeling to develop students' skills in algorithmization and programming.

Based on the analysis of the literature, the main factors for selecting a software platform for

secondary schools are identified, and a list of widely used platforms is given. The activity of

the school circle of information and computer technologies on the creation of educational and

developing programs in mathematics on the Scratch platform from the point of view of

belonging to the STEM - training category is analyzed.

Keywords: STEM-education, computer modeling, algorithmization and programming,

Scratch platform.

175


УДК 373. 5.091.33: 004

Шибка О. С.

АСТРОНОМІЯ ДЛЯ МАЛЮКІВ: ПРАКТИЧНИЙ ДОСВІД

ВПРОВАДЖЕННЯ STEM-КУРСУ ДЛЯ ДІТЕЙ МОЛОДШОГО ВІКУ

В усі віки астрономія виконувала дві основні функції – практичну та

світоглядну, тобто була пов’язана з практичними та духовними потребами

людства. Теоретичні та практичні заняття з астрономії виконували й дуже

важливу виховну функцію, яка є найважливішою функцією суспільства.

Астрономія також є важливим чинником STEM-освіти. Задачі STEM-освіти в

закладах дошкільної освіти та в молодшій школі полягають у створенні

попередніх умови для розвитку у дітей інтересу до природничих і технічних

дисциплін. Астрономічна освіта як складова частина природничої та STEM-

освіти знов має отримати переважний вплив на формування у дітей активної

життєвої позиції, розвиток творчого мислення та пробудження імунітету

проти антинаукових поглядів. В цьому плані заняття із дошкільниками та

учнями молодших класів мають неабияке виховне та просвітницьке значення.

Але проблема в тому, що знання самих вихователів в закладах дошкільної

освіти та вчителів молодших класів, як правило, обмежуються методичними

посібниками.

Ключові слова: астрономічна культура, астрономічна освіта,

позашкільна освіта, дошкільна освіта, аерокосмічне моделювання, STEM.

Для виховання потрібно не багато часу, а

розумне використання незначного часу.

А.С. Макаренко

Постановка проблеми. Астрономія є важливою складовою STEM-освіти,

оскільки поєднує в собі як навчальна дисципліна всі знання природничого

шкільного циклу. Але це твердження вірно для уроків астрономії в старшій

176


школі. Задачі астрономії як складової STEM-освіти в закладах дошкільної

освіти та в молодшій школі полягають у створенні попередніх умов для

розвитку у дітей інтересу до природничих і технічних дисциплін.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Сучасні дослідження

проблеми рівня та якості викладання астрономії в навчальних закладах

стосуються головним чином старшої школи. Наслідком зневажливого

відношення до астрономії як до навчального предмета, наприклад, Шут М.І. та

Благодаренко Л.Ю. в своїй роботі [8] вважають низьку якість знань випускників

навчальних закладів середньої освіти з астрономії, а, отже – звуження і

збіднення наукового світогляду майбутніх фахівців і членів суспільства.

Досліджень із зазначеної проблеми для закладів дошкільної освіти або

молодшої школи в україномовному педагогічному середовищі немає взагалі.

Метою статті є дослідження проблеми практичного застосування нових

наочних посібників аерокосмічної тематики на заняттях із молодшими

школярами та вихованцями закладів дошкільної освіти в умовах обмеженої

астрономічної культури педагогічних працівників.

В закладах дошкільної освіти спостерігається дефіцит спеціалістів із

природничою освітою, зокрема – астрономічною. Однією з причин можна

вважати знецінення в суспільстві самого поняття «науковий світогляд». Слово

«астрономія» вже сприймають як евфемізм «атеїзму», а «духовно багатою»

вважають тільки ту людину, яка цитує біблію. В усі віки астрономія

виконувала дві основні функції – практичну та світоглядну, тобто була

пов’язана з практичними та духовними потребами людства.

Уроки астрономії виконували дуже важливу виховну функцію, яка є

найважливішою функцією суспільства. Адже людина, яка не дивиться в небо,

яка не мріє і не роздумує про устрій Всесвіту, навряд чи замислюватиметься

про устрій миру земного, вона рано чи пізно перетворюється на елемент стада.

А значить, покірливо терпітиме все, що б з нею не робили. Астрономія, яка має

розкривати перед дітьми діалектику Всесвіту, показувати силу людського

177


розуму, формувати світогляд, принижується як другорядна навчальна

дисципліна. Проблема перетворення світоглядних знань на власні переконання

вирішується тепер на заняттях християнської етики. Впровадження STEM-

освіти має докорінно змінити цю практику.

Астрономічна освіта знов має отримати переважний вплив на формування

у школярів активної життєвої позиції, розвиток творчого мислення та

пробудження імунітету проти антинаукових поглядів. А інтерес та любов до

астрономії, до уважного ставлення до природи та оточуючого світу треба

закладати в дитячі душі ще в молодшій школі.

Метою дослідження було звдання розробити наочний посібник, який

можна запропонувати викладачам для використання на інтегрованих

тематичних занять із дітьми молодшого віку аби дати їм змогу навчитися

творчо та критично мислити, оволодіти технологічними операціями з

конструювання та навичками співпраці. Досліджувався результат використання

запропонованих наочностей і вплив таких занять на зростання у дітей інтересу

до аерокосмічних знань, цікавості до природничо-наукових предметів, поваги

до власної історії та науково-технічної спадщини.

Цю роботу призначено для керівників гуртків технічної творчості,

педагогічних працівників закладів дошкільної освіти, батьків та їхніх дітей.

Було використано матеріал книги «Занимательная астрономия для детей» та

«Астрономія для допитливих малюків» Ольги Шибки, які викладені в мережі

Інтернет для вільного доступу.

Виклад основного матеріалу статті. Під час проведення занять із дітьми

молодшого віку, зокрема вихованцями старшої групи закладу дошкільної

освіти, треба зважати на те, що в дітей ще не має свого власного

астрономічного досвіду. Мається на увазі той інформаційний та емоційний

досвід, що накопичується людиною під час самих різних життєвих подій:

нічних прогулянок, перегляду науково-популярних передач чи кінострічок,

читання книг з фантастичними сюжетами і таке інше.

178


У дитини в такому віці є можливість спостерігати тільки ті астрономічні

явища, що «самі спадають на око». Тим не менш, не треба вважати, що молодші

діти зовсім не мають ніякого інтересу до космічних явищ чи аерокосмічної

техніки. От тільки правильно поставити запитання, а тим більше – почути

правильну відповідь, є для них справжньою проблемою.

Для більшості вихователів в закладах дошкільної освіти астрономія є terra

incognita: в школі вони її не вивчали, бо пішли до педагогічних коледжів ще до

появи астрономії як предмета в їхній шкільній програмі. А потім, в закладах

вищої освіти, астрономія теж не входила в коло їхніх навчальних предметів.

Таким чином, як правило, все, що викладачі закладів дошкільної освіти та

вчителі молодших класів закладів загальної освіти знають про Всесвіт, це

декілька рядків з методичних пояснень до відповідних навчальних програм і

інформація з ранкових астрологічних прогнозів.

Діти ставлять питання дорослим та очікують від них відповіді, і при

цьому, якщо питання виникло під впливом якогось емоційного враження від

побаченого небесного явища, то і відповідь стає таким собі інформаційно-

емоційним забарвленням цього явища. І саме таким чином в дитини

закріплюється неправильне знання щодо самих розповсюджених явищ та речей.

Наприклад. Зразок аплікації «Ракета» (Рис. 54).

Рис. 51 Шаблон аплікації «Ракета»

179


Більшість викладачів і не зрозуміють, в чому проблема. Адже саме так

прийнято зображати «ракету» у всіх посібниках з дитячої творчості. Але, якби

вони хоч раз уважно переглянули записи старту справжньої ракети, то не

побачили б жодного «віконця» на ній. Адже перша і друга ступінь ракети – це

паливні баки, в яких не має і не може бути «віконець». А тим більше – облич

космонавтів, що радісно виглядають в ці віконця.

Тобто, замість пояснити дітям будову справжньої ракети, педагог

закріплює хибну інформацію. Можна заперечити, що то така дрібниця, адже і

сонечко малюють із усмішкою та очима. Але ж машину дитина малює із

чотирма круглими колесами! Як бачить, так і малює. Чи інший приклад (Рис.

52).

Рис.52. Типове зображення «вечірнього пейзажу».

Саме такі малюнки автор бачила в підручнику до курсу «Довкілля».

Автор такого малюнку навіть не подивився в шкільний підручник з астрономії

чи на небо! Адже Місяць в такій фазі може спостерігатися на небі тальки

вранці. Ввечері ж Місяць видно тільки в фазі росту. Тобто малюнок має бути

таким (Рис. 53.):

180


Рис. 53. Правильне зображення вечірнього пейзажу

І такі помилки зустрічаються постійно. Але ж астрономія – це,

насамперед, спостереження. А аерокосмічне моделювання – це робота за

кресленнями! Тобто дітям мають бути надані правдиві та правильні відповіді

на їхні питання як за змістом, так і за формою. Тому автор постійно наголошує

на тому, аби до викладання хоча б астрономічних тем на заняття запрошувалися

саме викладачі астрономії. А для тих, хто переймається власним рівнем

астрономічної культури, автор рекомендує свою книгу «Цікава астрономія для

малюків».

ГРА ІЗ СОНЯЧНОЮ СИСТЕМОЮ. Для проведення занять із

молодшими дітьми автор використовує багато різних педагогічних технологій

та методик: ігри, спостереження, лекційні заняття тощо. Найбільш дієвою, як на

думку автора, в такому віці є саме гра. При цьому підготовка до гри,

виготовлення реквізиту для гри, вивчення правил гри є не менш захопливими

для дітей, ніж сама гра. Однією з тем для проведення навчальних ігор є будова

Сонячної системи із використанням іграшки, що виготовляється з паперу. Це є

авторська іграшка, права на яку захищенні. Запропонована нижче об’ємна

181


іграшка може бути задіяна під час проведення занять із моделювання, занять із

вивчення будови Сонячної системи, законів руху планет. Зокрема, для

пояснення того факту, що Місяць завжди обернений до Землі одним й тим же

боком. Чи візуалізації траєкторій польоту космічних кораблів до інших планет.

Ця іграшка поєднує в собі незвичну форму подачі інформації з

можливостями швидкого самостійного виготовлення в домашніх чи шкільних

умовах, її можна використовувати при проведенні будь-яких групових занять,

вікторин тощо. В готовому вигляді іграшка включає до свого складу об'ємні

макети Сонця, всіх планет, Місяця. Цей набір може бути доповнений макетами

комети, астероїдів тощо. Для виготовлення іграшки вам буде потрібний цупкий

картон та «авіаційна» резинка. Креслення половини об'ємної іграшки-

«планети» дано на рис. 54.

Макет Сонця зробимо більшим за інші макети, та ще він доповнюється

промінцями (довільної форми), які можуть бути уклеївані у шви макету.

Макет Сатурна доповнюється кільцем, виготовленим по кресленню на

рис.5. Для того, щоб прикріпити кільце Сатурна до макету, треба вирізати дві

смуги шириною 0.5 см. і довжиною, яка дорівнюється розміру внутрішнього

діаметра кільця. На кільці усередині є «вушка», які треба обережно надрізати до

середини (по лінії відрізу) та відігнути по лінії згину. Потім обидві смуги треба

вставити по осях у вже проклеїний макет планети перпендикулярно її

«екватору» і приклеїти до «вушок» кільця.

Макет Місяця робиться за розміром меншим, ніж інші. Після склеювання

макети розфарбовуються (одна їх частина), а друга частина заповнюється

довідковою інформацією: назва планети, її астрономічні параметри, відстань до

Землі, тощо.

Радимо вам складати макети в плоску коробку, з якої вони зможуть

«вискакувати» при відкриванні. Це зробить іграшку ще привабливішою для

дітей (Рис. 54).

182


Рис. 54. Креслення половини об'ємної іграшки – «планети»

Рис. 55 Кільце Сатурна

Після закінчення виготовлення всіх планет та інших тіл Сонячної

системи, їх можна використовувати як окремі предмети, так і весь набір для

пояснення розташування планет навколо Сонця. Для цього можна виготовити

окремі кільця – орбіти, але треба враховувати їхній розмір в масштабі. Чи

просто малювати орбіти на підлозі крейдою.

Рис. 56. Готова модель планети

183


Кожна дитина може виготовити із батьками вдома свій набір планет,

можна роздати кожному свою а планету. Головне, щоб під час виготовлення

кожного об’єкта дитині докладно розповідалося про її будову, особливості і

таке інще. Також можна додати зображення зодіакальних сузір’їв і розташувати

їх по периметру, аби пояснити закономірності спостереження Сонця чим

планет на тлі того чи іншого зодіакального зузір’я.

До цілей представленої статті не входить створення готового посібника із

змістом кожного окремого заняття. Важливим є те, що STEM-освіта передбачає

інтегроване навчання по «темам», а не з предметів, тобто поєднує в собі

міждисциплінарний і проектний підхід, основою для якого стає інтеграція

природничих наук в технології, інженерну творчість і технічне моделювання. А

отже, запропонована іграшка дає багато ідей саме такого інтегрованого

навчання з багатьох тем. Покажемо лише окремі можливі теми (додаток 1). Для

занять кожен педагог може обрати для себе своє джерело інформації. Важливо

лише, аби воно було достовірним і зрозумілим, як викладачу, так і вихованцям.

Тему про затемнення дуже зручно пояснювати із ліхтариком в руках. Цим

ліхтариком можна освітлювати по черзі макети Місяця та Землі, пояснюючи, як

саме тінь від них створює ефект затемнення.

Для демонстрації можливостей для подорожей Сонячною системою

рекомендуємо виготовити модель пілотованого космічного корабля типу Спейс

Шаттл.

Рис. 57. Космічний корабель

184


Висновки. Свого часу видатний популяризатор науки Яків Ісидорович

Перельман ввів нове поняття «трогательная» наука (рос.). В його Будинку

цікавих наук до всього можна було доторкнутися, все помацати, взяти участь в

проведенні цікавих фізичних дослідів. Ми вважаємо, що цей принцип, який

українською можна перекласти як «зворушлива наука», треба поширювати

серед батьків та педагогів. Наука та науково-технічна творчість повинні

ворушити душі наших вихованців. Потреба в діяльності – вельми помітна

особливість будь-якої дитини. Заняття з предметів, що входять до STEM-

навчання, зокрема, аерокосмічного моделювання, не тільки озброюють дітей

уміннями і навиками, але і допомагають усвідомити свою силу творця, дають

можливість поглянути на навколишній світ очима творця, а не споживача.

В перспективі автор планує запровадження в закладах дошкільної освіти

більш активного використання на заняттях запропонованого посібника. Автор

планує дослідити вплив на рівень загального інтересу до викладання астрономії

молодшим дітям серед педагогічних працівників закладів дошкільної та

середньої освіти із використанням даного посібника. Астрономія як наука має

багато можливостей для вирішення низки задач всебічного виховання та

розвитку учнів: наукового та екологічного виховання, розумового виховання і

розвитку пізнавальних здібностей та інтересів, морального виховання,

формування активної життєвої позиції, трудового виховання, естетичного

виховання, фізичного виховання.

Саме астрономія має величезні можливості для формування у дітей

системи поглядів на об’єктивний світ і місце в ньому людини, на відношення

людини до навколишньої дійсності та до самої себе. З цієї причини вона є

важливим складником STEAM-освіти, яка спрямована на розвиток логіки,

мислення та одночасного пізнання світу, використання інтерактивних методик,

які роблять заняття максимально цікавими та ненав’язливими.

185



1. Конституція України, прийнята Верховною Радою України

28.06.1996 р. [Електронний ресурс]. – Режим доступу:

http://zakon.rada.gov.ua/laws/show/254%D0%BA/96-%D0%B2%D1%80

2. Закон України «Про освіту» від 23.03.1996 р. № 100/96 – ВР.

[Електронний ресурс]. – Режим доступу:

http://zakon.rada.gov.ua/laws/show/2145-19

3. Закон України «Про загальну середню освіту» від 13.05.1999 р. № 651-

ХІУ. [Електронний ресурс]. – Режим доступу:

http://zakon.rada.gov.ua/laws/show/651-14.

4. Закон України «Про позашкільну освіту» від 22.06.2000 р. № 1841-Ш.

[Електронний ресурс]. – Режим доступу:


5. Про впровадження напрямків STEM-освіти, лист ДНУ ІМЗО від

31.08.2015 №2.1/10-14.

6. Концепція позашкільної освіти та виховання, затверджена колегією

Міністерства освіти України 25.12.1996 р. [Електронний ресурс]. – Режим

доступу: http://krliman-cvr.dn.sch.in.ua/Files/downloads/%D0%9A%D0%BE%D0%

7. Могілевська В. М. Інтеграція шкільної та позашкільної освіти як один

із кроків модернізації освітнього середовища / В. М. Могілевська. Запорізький

обласний інститут післядипломної педагогічної освіти [Електронний ресурс]. –

Режим доступу: http://virtkafedra.ucoz.ua/el_gurnal/pages/vyp14/Mogilevska.pdf

8. Шут М. І. Значення астрономії у формуванні системи

природничонаукових знань та підвищенні рівня їх узагальнення / М. І. Шут,

Л. Ю. Благодаренко // Вісник Чернігівського національного педагогічного

університету. Серія : Педагогічні науки. – 2017. – Вип. 146. – С. 203-206. –

Режим доступу: http://nbuv.gov.ua/UJRN/VchdpuP_2017_146_47STEM-освіта.

Центр Розвитку Бізнес Технологій. [Електронний ресурс]. – Режим доступу:










http://krliman-cvr.dn.sch.in.ua/Files/downloads/%D0%9A%D0%BE%D0%25

http://virtkafedra.ucoz.ua/el_gurnal/pages/vyp14/Mogilevska.pdf

http://www.irbis-nbuv.gov.ua/cgi-bin/irbis_nbuv/cgiirbis_64.exe?Z21ID&I21DBN=UJRN&P21DBN=UJRN&S21STN=1&S21REF=10&S21FMT=fullwebr&C21COM=S&S21CNR=20&S21P01=0&S21P02=0&S21P03=A%3D&S21COLORTERMS=1&S21STR=%D0%A8%D1%83%D1%82%20%D0%9C%24

http://www.irbis-nbuv.gov.ua/cgi-bin/irbis_nbuv/cgiirbis_64.exe?Z21ID&I21DBN=UJRN&P21DBN=UJRN&S21STN=1&S21REF=10&S21FMT=JUU_all&C21COM=S&S21CNR=20&S21P01=0&S21P02=0&S21P03=IJ%3D&S21COLORTERMS=1&S21STR=%D0%9671858%3A%D0%9F%D0%B5%D0%B4



http://www.irbis-nbuv.gov.ua/cgi-bin/irbis_nbuv/cgiirbis_64.exe?I21DBN=LINK&P21DBN=UJRN&Z21ID&S21REF=10&S21CNR=20&S21STN=1&S21FMT=ASP_meta&C21COM=S&2_S21P03=FILA%3D&2_S21STR=VchdpuP_2017_146_47



186


9. «Цікава астрономія для малюків» О.С.Шибка, Збірка робіт обласного

конкурсу методичних розробок з позашкільної освіти науково-технічного

напряму, Дніпро, 2015.

10. Климишин І. А., Климишин O. І., Семак О. І. Відкриття нашого

Всесвіту / І. А. Климишин, O. І. Климишин, О. І. Семак. – Тернопіль: Навчальна

книга – Богдан, 2012. – 112 с.

Додаток 1.

(З КНИГИ О.С.ШИБКИ «ЦІКАВА АСТРОНОМІЯ ДЛЯ МАЛЮКІВ») ЗАТЕМНЕННЯ

Затемнення – це дуже красиве і рідкісне небесне явище. Словом «затемнення»

називають подію, за якої Місяць закриває від нас Сонце або Земля закриває Місяць від

сонячних променів. Сонячне затемнення можна спостерігати тільки в ясний сонячний день.

Іноді, рухаючись навколо Землі, Місяць опиняється в космосі між Землею і Сонцем. Тоді

Місяць загороджує від нас Сонце і на небі серед яскравого сонячного дня настає ніч,

спалахують зірки.

Бачити сонячне затемнення можна тільки на дуже маленькій ділянці Землі, тому що

місячна тінь дуже маленька. Повне сонячне затемнення триває дуже недовго, всього кілька

секунд. Потім Місяць, який весь цей час продовжує свій рух по небу, відкриває Сонце.

Чорний круг, який ми бачимо на небі під час повного сонячного затемнення - це

Місяць. А яскравий сяючий обідок навколо - це сонячна корона. Набагато частіше

трапляється так, що Місяць тільки краєчком закриває від нас Сонце. Таке затемнення

називають частковим сонячним затемненням. Під час часткового сонячного затемнення

видно частину Сонця, а сонячну корону і зірки не видно.

Яскравий Місяць і планети видно на нічному небі тільки тому, що їх освітлює Сонце.

Як і всі предмети на Землі, планети в космосі відкидають тінь. Коли Місяць опиняється в тіні

Землі, настає місячне затемнення. Таке затемнення теж буває повним або частковим і триває

декілька годин. Місячне затемнення можна побачити тільки ясної ночі. Місячне затемнення

видно на всій половині земної кулі, де в цей час настала ніч. Під час місячного затемнення

Місяць не стає повністю чорним, а набуває темно-червоного кольору і добре видний на тлі

нічного неба. Ніяких неприємностей ні сонячне, ні місячне затемнення людям не несе.

Дай відповіді на запитання і виконай завдання:

1. Ніколи не дивися на Сонце без темних окулярів. Ніколи не розглядай Сонце в

бінокль, телескоп або підзорну трубу без спеціальних темних захисних фільтрів! Яскраві

сонячні промені легко можуть спалити твої очі! (Навчи цим правилам своїх товаришів і

батьків)

2. Під час повного сонячного затемнення стає темно і прохолодно. Згадай казку

Корнія Чуковського «Крадене Сонце». У ній дуже вірно описано поведінку тварин під час

затемнення: піднімається виття, гавкіт, крики, тварини хвилюються і нервують.

3. В одному і тому ж місці на Землі повне сонячне затемнення трапляється дуже рідко.

Попроси батьків відвести тебе на екскурсію в Планетарій і показати там сонячне затемнення.

Відгадай загадку:

Рідкісна цікава річ –

Серед дня – раптова ніч! (Повне сонячне затемнення)

187


СОНЯЧНА СИСТЕМА

Планети, супутники планет, комети, астероїди - все, що обертається навколо Сонця, і

навіть саме Сонце, входять в Сонячну систему. Всі тіла Сонячної системи рухаються навколо

Сонця по своїх орбітах, підкоряючись строгим законам руху, а не кружляють, як мухи

навколо лампочки. Простір навколо Сонця і навколо планет не містить повітря або дрібних

частинок. Таку порожнечу називають вакуум. Ніде в Сонячній системі, крім Землі, немає

умов для життя людей. Ніде, крім Землі, не знайшли поки розумних істот.

Всього навколо Сонця обертається 8 великих планет і безліч дрібних, які називають

планетоїдами. Вся Сонячна система пронизана частинками Сонця - сонячним

випромінюванням. Його називають сонячним вітром. Цей вітер завжди дме від Сонця.

Щоб уявити собі Сонячну систему в мільярди разів менше, то потрібно покласти на

підлогу м'яч для великого тенісу - він буде зображувати Сонце. В 10 метрах від нього

потрібно покласти зерно гречки - воно буде зображувати Землю. Для зображення астероїдів

доведеться взяти предмети розміром з бактерію.

На відстані 52 метри від м'яча-Сонця потрібно покласти горіх, він буде зображувати

планету Юпітер. Маленький горішок, покладений в 100 метрах (ціле футбольне поле!) Від

м'яча-Сонця, буде зображувати Сатурн. Горошина на відстані 300 метрів від м'яча-Сонця

дасть уявлення про те, де знаходиться планета Нептун.

Ніякий малюнок не може зобразити нашу планетну систему з правильним

співвідношенням відстаней і розмірів. Тому всі малюнки в книжках дають тільки умовне

зображення планет і відстаней, які їх відділяють від Сонця. У Сонячній системі немає

жодного нерухомого небесного тіла. Вся Сонячна система теж рухається зі швидкістю 250

кілометрів за одну секунду навколо центру нашої Галактики.

Дай відповіді на запитання і виконай завдання:

1. Чому наша планетна система називається Сонячною? (У центрі розташована зірка

на ім'я Сонце).

2. Чому з планети на планету не можна подорожувати пішки або на машині? (Простір

між планетами нічим не заповнений, там вакуум. Вакуум - це порожнеча. У вакуумі немає

нічого, на що може спертися нога людини або колесо машини.)

3. Як відрізнити на небі планету від зірки? (Зірки мерехтять, а світло планет рівне і

спокійне. В телескоп можна побачити диски планет, а зірки завжди будуть виглядати

світними крапками).


Вісім сестер гуляють по дорозі,

Ні додому повернути, ні звернути не в змозі. (Планети)

КОСМІЧНИЙ КОРАБЕЛЬ

Для подорожей по водних просторах морів і океанів Землі люди здавна будували морські

кораблі. Для подорожей з навколоземних просторів люди навчилися будувати космічні кораблі.

Космічні кораблі літають там, де немає повітря. Тому їм не потрібні для польоту крила, як,

наприклад, птаху чи літаку.

Космічні кораблі інакше називають ракета. Це слово в німецькій мові означає

маленьке веретено - пристосування для протягування нитки під час виготовлення тканини.

Космічний корабель, який несе в космос людину, називають пілотованим. Космічний

корабель – автомат, польотом якого керують з Землі з центру управління польотами,

називають автоматичним або непілотованим.

Перший космічний корабель побудували і запустили в Радянському Союзі більше

п'ятдесяти років потому.

Для старту космічних кораблів потрібна спеціальна площадка з дуже складним

обладнанням. Це місце називається космодром.

188


Ракета, всередині якої сидить космонавт, може злетіти тільки з твердої земної

поверхні. Ракету, яка підніме в космос супутники або вантаж для космічної станції, можна

запустити з водної поверхні або навіть з борту спеціального літака під час польоту.

Зараз люди навчилися будувати два види космічних кораблів. Перший вид схожий на

величезний олівець, який поставили на стіл вістрям вгору. Після польоту такої ракети, на

Землю повертається лише невелика її частина - спускова капсула.

Інший вид космічних кораблів назвали космічними човниками, тому що як човники в

ткацькому верстаті, ці космічні кораблі багато разів рухаються туди-сюди між небом і

землею. Так звані літаючі тарілки – космічні кораблі круглої плоскої форми – люди ще не

навчилися будувати. Вважається, що над Землею в таких космічних кораблях подорожують

інопланетяни.

Дай відповіді на запитання і виконай завдання: 1. Щоб зрозуміти, що саме змушує ракету так швидко летіти, треба виконати

невеликий досвід. Візьми повітряну гумову кульку і сильно надуй її. Тепер відпусти кульку і

прослідкуй за її польотом. Повітря з отвору вилітає назад і штовхає кульку вперед. Звичайно,

космічні кораблі не надувають повітрям. Вгору їх штовхає струмінь дуже гарячого газу.

2. Послухай, який галас видає повітря, коли виривається з кульки. Ракета в кілька

тисяч разів більше і важче твоєї кульки. Уяви собі шум, який видають гарячі гази під час

старту ракети!

3. Намалюй ракету, яка злітає з космодрому. Не помилися і не намалюй у такої ракети

віконця! (Майже весь корпус ракети зайнятий баками з пальним і ніякі віконця там не

потрібні. Інша справа - кабіна пілотів космічного корабля типу човник).


Щоб злетіти як надалі

Не підійдуть вам педалі.

Швидко й гучно по світах

Вас помчить сріблястий птах. (Ракета)

Шибка Ольга. АСТРОНОМИЯ ДЛЯ МАЛЫШЕЙ: ПРАКТИЧЕСКИЙ

ОПЫТ ВНЕДРЕНИЯ STEM-КУРСА ДЛЯ ДЕТЕЙ МЛАДШЕГО ВОЗРАСТА

Во все века астрономия выполняла две основные функции - практическую

и мировоззренческую, то есть была связана с практическими и духовными

потребностями человечества. Теоретические и практические занятия по

астрономии выполняли и очень важную воспитательную функцию, которая

является важнейшей функцией общества. Астрономия также является

важным фактором STEM-образования. Задачи STEM-образования в

учреждениях дошкольного образования и в младшей школе заключаются в

создании предпосылок к развитию у детей интереса к естественным и

техническим дисциплинам. Астрономическое образование как составная часть

189


естественно-научного и STEM-образования вновь должно стать

определяющим в формировании у детей активной жизненной позиции,

развитии творческого мышления и пробуждении иммунитета против

антинаучных взглядов. В этом плане занятия с дошкольниками и учениками

младших классов имеют большое воспитательное и просветительское

значение. Но проблема в том, что знания самих воспитателей в учреждениях

дошкольного образования и учителей младших классов, как правило,

ограничиваются методическими пособиями.

Ключевые слова: астрономическая культура, астрономическое

образование, дошкольное образование, аэрокосмос, STEM.

Shibka Olga. ASTRONOMY FOR KIDS: PRACTICAL EXPERIENCE

OF IMPLEMENTING STEM-COURSE FOR CHILDREN OF JUNIOR AGE

The article provides specific recommendations on how to solve the problems

of STEAM - education by the methods of astronomical education. The tasks of

STEM-education in pre-school institutions and in primary schools are to create

prerequisites for the development of children's interest in natural and technical

disciplines. Astronomical education as an integral part of natural science and

STEM education should once again be decisive in shaping an active life position in

children, developing creative thinking and awakening immunity against anti-

scientific views. In this regard, classes with preschoolers and pupils of lower

grades are of great educational and educational value. But the problem is that the

knowledge of the educators themselves in preschool education institutions and

teachers of lower grades, as a rule, is limited to teaching aids. STEM.

Key words: аstronomical culture, astronomical education, extracurricular

education, pre-school education, aerospace modeling, STEM.

190


УДК 37.047

Шубіна О. П.

ФАКТОРИ, ЯКІ ВПЛИВАЮТЬ НА ВИБІР УЧНЯМИ МАЙБУТНЬОЇ

ПРОФЕСІЇ У СФЕРІ STEM

Сьогодні різко зростає потреба в досвідчених фахівцях технічних та

природничо-математичних дисциплін, але учні загальноосвітніх навчальних

закладів неохоче обирають ці предмети, як базові. В даній роботі на основі

теоретичного аналізу стану впровадження STEM-освіти в різних країнах

зроблена спроба оцінити фактори які впливають на формування професійної

орієнтації випускників та побудову кар’єри у сфері STEM в Україні. Адже

зацікавлення учнів у вивченні таких предметів сьогодні – одна з цілей для

підняття конкурентоспроможності нашої держави на світовому ринку.

Розпочинати цей процес необхідно вже сьогодні, проводячи роботу з

педагогами, учнями та батьками.

Ключові слова: STEM-освіта, кар’єра у сфері STEM, зацікавлення учнів у

технічних та природничо-математичних дисциплінах, впровадження STEM-

освіти в ЗНЗ, навчання в гуртках науково-технічного напрямку.

Постановка проблеми. Стрімкий розвиток нанотехнологій зумовлює

виникнення нових професій і, як наслідок, зростає потреба в досвідчених

фахівцях технічних та природничо-математичних дисциплін. Для того, щоб

стимулювати процес навчання, необхідне більш ефективне освітнє середовище:

освіта зараз стає ключовим чинником розвитку інноваційної економіки України

[1, с. 48]. В недалекому майбутньому з'являться професії, які навіть складно

уявити, всі вони будуть пов'язані з технологіями та високотехнологічним

виробництвом на стику з природничими науками. Особливо будуть мати попит

спеціалісти біо- та нано-технологій. У цей час STEM-освіта є одним з головних

191


трендів інноваційної освіти [8, с. 2]. Впровадження системи освіти STEM

продиктовано вимогою «нової економіки» – бути конкурентоноспроможною як

всередині країни, так і на міжнародній арені, що й зумовило вибір теми нашого

дослідження.

Об’єкт дослідження – вибір випускниками кар’єри у галузі STEM.

Предмет дослідження – фактори, які впливають на побудову

випускниками кар’єри у галузі STEM.

Мета дослідження – проаналізувати фактори, які впливають на

професійну орієнтацію учнів щодо вибору майбутньої професії зі сфери STEM

та побудову успішної кар’єри в ній.

Практичне значення. Отримані дані можуть бути використані як

матеріал для проведення педрад, в роботі методоб'єднань, для виступів на

батьківських зборах та виховних годинах в школах.

Упровадження STEM-освіти закордоном. Цей напрямок в освіті

успішно розвивається з середини ХХ століття, з’явився він в Америці після

запуску Радянського супутника у 1957 році. І подальша історія розвитку

відображає цикли розвитку американської прикладної та фундаментальної

науки. проте науково-технічний прогрес зумовив новий рівень в розвитку

STEM [10, с. 2].

Сьогодні в світі відбувається четверта технологічна революція. Стрімкі

потоки інформації, високотехнологічні інновації та розробки змінюють всі

сфери нашого життя. Робототехніка, конструювання, програмування,

моделювання, 3-Д принтеринг – ось, що цікавить сучасних школярів у всьому

світі. Для задоволення цих інтересів потрібні більш складні навики та

компетенції. Важливо не лише знати, а й вміти проводити власні дослідження,

робити винаходи [12, с. 2].

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Питаннями впровадження

інноваційних технологій в сучасну освіту займалися такі вітчизняні вчені як

М. Головань, Ю.Горошко, А. Єршов, В. Монахов, Т. Чепрасова та інші.

192


Проблемам STEM-освіти присвячено наукові праці зарубіжних вчених: Хізера

Гонсалеса, Джеффрі Куензі, Девіда Ленгдона, Кейта Ніколса та інших. На

думку багатьох дослідників, STEM-освіта сьогодні – важливий і перспективний

напрямок інноваційної освіти в усьому світі, мета якої – підготувати учнів до

більш ефективного застосування отриманих знань для рішення професійних

завдань і проблем (у тому числі через удосконалення навичок

високоорганізованого мислення) і розвиток компетенції в STEM [9, с. 2].

Виклад основного матеріалу. Проблеми з погіршенням якості освіти в

галузі точних наук, мотивацією учнів, кількістю педагогів та якістю надання

освітніх послуг наразі досить актуальні [5, с. 54]. Це є глобальною проблемою

для ринку, тому що наразі є досить великий попит на спеціалістів саме такого

профілю. Працедавці погоджуються платити високі заробітні плати, проте

школярі та студенти не охоче обирають такі дисципліни як базові. Саме тому

STEM-освіта набуває статусу пріоритетного напрямку в освіті в країнах, які

налагоджують і розвивають високотехнологічне виробництво [12, с. 1]. Гостру

необхідність в науково-інженерних кадрах відчуває як держава, орієнтована на

технологічний прогрес та зріст інноваційної економіки, так і ІТ-компанії, які

теж відчувають «кадровий голод» [13, с. 2].

У 2016 році в Ізраїлі був розпочатий «пілотний проект», відповідно до

якого, кожен випускник разом з випускними екзаменами, які складають по

завершенню навчання в школі, має обов’язково захистити дослідницьку

роботу. Таку роботу школярі виконують під керівництвом тьютора - тобто

наукового керівника (аспіранта або кандидата наук) із вищого навчального

закладу. Також внесені і корективи в навчальну програму: 70% часу школярі

навчаються традиційно, а 30 % часу відводиться для досліджень [9, с. 48].

У Казахстані з 2017 року заплановано введення в навчальні плани для

другокласників дисципліну «Вступ до науки», з 2018 року – для 2-3 класу

дисципліну «Інформаційно-комунікаційні технології», де школярі шляхом

задоволення своєї природної цікавості сприятимуть розвитку дослідницьких

193


навичок, які в подальшому знадобляться при опануванні будь-якою

спеціальністю. Австралія, Китай, Англія, Корея, Тайвань, США працюють над

розробкою навчальної програми К – 12 STEM, яка спроектована як набір

інтеграційних міждисціплінарних підходів в кожній з STEM-дисциплін.

Велика увага в цих навчальних програмах приділена тому, щоб учні

усвідомили, яким чином навчання STEM вплине на кар`єру в професії [3; 4; 6].

У Франції, Японії, Південній Африці загальноосвітні навчальні заклади і

позашкільні професійні організації займаються розробкою неформальних

програм STEM-освіти (наприклад, літні табори, позашкільні заходи, конкурси),

які привертають увагу школярів до STEM-професій і дають можливість для

навчання за різними напрямками STEM-освіти [2, с. 1]. За даними досліджень,

залучення 1 % населення до STEM-професій, приносить економіці держави ріст

ВВП на 50 млрд. доларів США. Україні варто взяти на озброєння цю

інформацію та реформувати систему освіти саме у векторі STEM. Адже

дивлячись на досвід таких країн як Японія, Сінгапур, Малайзія – саме

впровадження такої системи освіти стало однією з передумов економічного

зростання. Така освіта – це засіб, інструмент для досягнення мети, а не тренд,

який повинен бути скрізь і всюди [9, с. 3].

Упровадження STEM-освіти в Україні. Упровадження STEM-освіти

окреслене у Плані заходів МОН України на 2016-2018 роки (затв. 05.05.2016).

Виконання цих норм закону є надзвичайно важливою державною

справою, оскільки за роки незалежності України між вітчизняним ринком праці

і системою підготовки кадрів для нього суттєво поглибився розрив, що

призвело до наростаючих диспропорцій між системою освіти України з одного

боку, та потребами економіки і суспільства, з іншого [11, с. 2-3].

Наукоємні сектори вітчизняної економіки суттєво деградували. Попит на

ринку праці в основному залишився на представників сфери послуг, де

практично не потрібні науково-орієнтовані знання для створення нового, а

вимагаються лише обізнаність з предметною галуззю, певні навички і

194


практичний досвід [4, с. 9-11]. Процеси деіндустріалізації економіки країни

суттєво прискорилися в останні роки, всупереч абсолютно протилежним

тенденціям в розвинутих країнах світу. За таких умов здобуття складної,

наукоємної освіти в Україні, насамперед в фундаментально-природничій та

інженерній сферах, почало втрачати сенс [5, с. 54].

Безальтернативним для національної економіки є переорієнтація на

високотехнологічний шлях подальшого розвитку. При цьому держава має

зробити ставку виключно на якісний людський капітал, включити

конкурентоспроможну науку, передову освіту та високотехнологічний бізнес у

число основних драйверів свого соціо-економічного розвитку. Втілення

вказаних перетворень буде можливо за умови підготовки якісно нового

людського капіталу як за знаннями і компетенціями, так і за сучасними

напрямами науки і техніки і за структурою економіки [8, с. 2-3].

Для вирішення даних задач в Україні в 2015 році був підписаний

Меморандум про створення Коаліції STEM-освіти, до якої в якості партнерів

вже приєдналися компанії Київстар, Syngenta, United Minerals Group, ДП НАЕК

Енергоатом, Samsung, Українське ядерне товариство, Microsoft Україна,

Креативна Міжнародна Дитяча Школа, Київський університет культури і

мистецтв та інші – всього 16 учасників [7, с. 1-3].

Сьогодні в Україні напрямок STEM-освіти набуває все більшої

популярності, STEM-підходи реалізуються в багатьох загальноосвітніх

навчальних закладах і позашкіллі (діяльність Малої академії наук, різноманітні

програми, конкурси і олімпіади: Intel Techno Ukraine; Intel Eco Ukraine;

Фестиваль науки Sikorsky Challenge; наукові пікніки, хакатони й інше). Фахівці

майбутнього мають розв’язувати задачі з використанням наукових підходів і

сучасних інформаційно-комунікаційних технологій. Для цього потрібно

приділяти увагу науковій та дослідницькій діяльності учнів. На початковому

етапі необхідно сформувати у дітей поняття про те, які професії будуть

конкурентоздатними в найближчому майбутньому. Разом з тим дуже важливо,

195


щоб учень усвідомлював, що для опанування цієї професії потрібні знання з

декількох дисциплін одночасно. Тобто, важливий міждисциплінарний підхід.

Фактори, які мають безпосередній вплив на формування професійної

орієнтації випускників та побудову кар’єри у сфері STEM в Україні.

Для з’ясування стану речей ми провели невелике дослідження шляхом

опитування – універсального методу, який дає змогу дослідникові за короткий

проміжок часу одержати велику кількість інформації. Наше дослідження

професійної орієнтації учнів на вибір майбутньої професії у сфері STEM

проводилося на базах Житомирської ЗОШ № 6, та Житомирського міського

центру науково-технічної творчості учнівської молоді. Участь у дослідженні

взяли дві групи учнів. До першої групи увійшли вихованці гуртків науково-

технічних напрямків, а саме: «Технічний дизайн» та «Основи науково-

дослідницької діяльності» (учні 9-10 класів) в кількості – 30 осіб чоловічої та

жіночої статі з різним рівнем успішності у навчанні.

До другої групи ввійшли увійшли учні 9 та 10 класів в кількості – 26 осіб

чоловічої та жіночої статі з різним рівнем успішності у навчанні, які

навчаються в ЗОШ № 6 і не займаються в гуртках науково-технічного

напрямку.

Для проведення нашого дослідження ми підготували анкету, основними

питаннями в якій було вибір майбутньої професії. Крім цього серед питань ми

попросили опитуваних вказувати, які дисципліни зі шкільної програми стануть

у нагоді при опановуванні даною професією.

За результатами опитування, учні, які відвідують гуртки науково-

технічного напрямку більш орієнтовані на вибір професії у сфері STEM (до цієї

категорії ми віднесли професії природничо-наукового та технічного напрямків).

З опитаних хлопців, які відвідують гуртки науково-технічного напрямку 74%

обрали майбутні професії з галузі точних наук і 13% з галузі природничо-

наукового напрямку. З хлопців, які не відвідують вищезгадані гуртки лише 23%

відсотки опитаних обрали майбутні професії з галузі точних наук і жоден

196


респондент не обрав професії природничо-наукового напрямку (додаток 2).

Щодо дівчат результат дещо інший. 27% опитаних учениць, які задіяні в

гуртковій роботі науково-технічного напрямку обрали професії в природничо-

науковій галузі і 20% – в галузі точних наук. З учениць, які не задіяні у

гуртковій діяльності вищевказаного напрямку 23% обрали професії

природничо-наукової галузі і 19% – із галузі точних наук. Крім цього, відповіді

учнів, задіяних у позашкільній діяльності більш чітко окреслюють зв'язок

предметів шкільної програми, необхідних для майбутньої професії. Крім цього,

більшість з них підкріплені практичними навичками.

Проаналізувавши в цілому відповіді учнів на всі питання анкети, ми

приходимо до таких висновків:

– учні, які займаються в гуртках-науково-технічного напрямку вибирають

сферу своїх інтересів відповідно до обраної професії. Наприклад, учні, які

вибрали майбутньою професією: ІТ- медик, розробник проектів, та ін. написали

в анкеті, що планують навчатись інформатиці, програмуванню, робототехніці в

позаурочний час. В цілому вихованці гуртків вищезгаданого напряму є більш

орієнтовані на STEM-професії, порівняно з учнями школи, які не відвідують

такі гуртки (додаток 3);

– за результатами анкетування серед учнів, які не займаються в гуртках

науково-технічного напрямку дівчата є більш орієнтовані на вибір майбутньої

професії у сфері STEM, ніж хлопці.

Другим етапом орієнтації на майбутню професію у сфері STEM виступає

наявність практичних навичок з обраного напрямку діяльності. Причому досить

важливим моментом виступає те, що формування вказаних навичок має

відбуватись з використанням сучасного обладнання, матеріалів, програм в

сфері ІТ. Отже, необхідно вчасно звернути увагу на практичне використання

знань, отриманих на уроках фізики, хімії, математики, інформатики. Вивчаючи

певні явища на уроках, школярі можуть експериментуючи на практиці вдома чи

в гуртках позашкільних закладів відповідного напрямку перевірити їх і легко

197


зрозуміти. Тобто практичне застосування отриманих знань дає можливість

учню правильно оцінити свої власні навички, поглибити знання в науково-

технічному напрямку і у підсумку обрати конкурентоспроможну та

перспективну професію в майбутньому.

Критичне, аналітичне, творче, інноваційне мислення, вміння працювати

над проектами в команді, інформаційна грамотність і навички ефективного

використання ІКТ – неповний перелік характеристик сучасної успішної людини

[8, с. 2]. Залучення учнів до STEM-освіти може впливати на розвиток

наступних навичок:

– співробітництво (для досягнення інноваційних результатів і

розв’язування складних завдань в команді потрібно працювати особистостям з

різним науковим і технічним досвідом);

– комунікативність (навчання в галузі STEM надає широкі можливості

для спілкування «один на один» й «один до багатьох»);

– творчість (із використанням креативних вмінь можна покращити

науковий і технологічний проект, показати його потенційні можливості);

– критичне мислення (здатність осмислити, вдумливо й обґрунтовано

проаналізувати факти та застосовувати знання для вирішення проблеми).

При цьому обираючи певний напрямок прикладної роботи, учень

орієнтується на знання в тих галузях, які пов’язані із даною спеціальністю. Так

виготовлення певного виробу, наприклад автомобіля, включає в себе

необхідність знання математики для побудови креслення виробу, аналіз

технічних характеристик виробу, врахування цього в дизайні, знання з фізики

для правильності підбору сировини та матеріалів, перевірки кількості затрат

матеріалів, наявність навичок користування інструментами та обладнанням для

виготовлення даного виробу. STEM-освіта передбачає створення умов для

збалансованої гармонійної науково-орієнтованої освіти на основі модернізації

математично-природничого та гуманітарного профілів навчання. Об’єднання

зусиль освітніх закладів, наукових установ і державних органів у поширенні

198


здобутків у галузі STEM-освіти сприяє впровадженню елементів STEM у

навчальних закладах України, пошуку шляхів для інновацій, виявленню

проблем і прогнозуванню тенденцій STEM-навчання, вивченню особливостей

розвитку STEM-освіти в різних країнах світу та використанню їхнього досвіду

[3, с. 110; 6, с. 1-3].

1. На основі теоретичного аналізу та проведеного дослідження, ми

можемо зробити висновки, що враховуючи швидкі темпи зростання науково-

технічного прогресу у світі для того, щоб зайняти гідне місце серед інших країн

світу Україні потрібно готувати висококваліфіковані кадри вже зараз. В

найближчому майбутньому стануть актуальні професії, які поєднують знання з

декількох предметів, але обов’язково пов’язані з вмінням користуватись

сучасними технологіями. Саме на таке навчання орієнтована STEM-освіта.

2. Враховуючи те, що сьогодні наша країна знаходиться на початковому

етапі впровадження такої навчальної технології, а науково-технічний прогрес

постійно рухається вперед є необхідність шукати альтернативні шляхи

залучення учнів до вибору професій у сфері STEM.

3. За результатами опитування, проведеного серед учнів 9-10 класів,

діти, які відвідують гуртки науково-технічного напрямку більш орієнтовані на

вибір професії у сфері STEM. Хлопці на 64%, дівчата на 5%.

4. На нашу думку, першочерговим фактором, який впливає на вибір

професії у сфері STEM є поінформованість населення, учнів та їх батьків

стосовно перспективних напрямків роботи в майбутньому. Другим, не менш

важливим фактором є демонстрація отриманих теоретичних знань під час

уроку, а саме, їх практичне застосування. Діти можуть експериментувати як

вдома з батьками, так і під час занять в позашкільних навчальних закладах.

Участь в різних тематичних конкурсах, турнірах, роботі Малої академії наук

України розширює інформацію про спектр застосування знань з дисциплін,

отриманих в школі. Цікаво, що відбувається і зворотній «ефект бумерангу».

Чим більше дитина цікавиться певною сферою практичної діяльності, тим

199


більше вона шукає відповідей на необхідні для роботи питання в шкільних

предметах. Тобто, в майбутньому такі діти зможуть краще реалізувати себе на

ринку праці і підібрати для себе більш перспективну професію.

Практичні рекомендації по впровадженню STEM-освіти в

загальноосвітньому навчальному закладі:

1. Сформувати робочу групу з даного питання, вивчити стан питання в

Україні, законодавчу базу, досвід впровадження в інших ЗНЗ.

2. Провести опитування серед педагогічного складу щодо обізнаності

про STEM-освіту.

3. Розробити та провести семінар для доведення до педагогічних

працівників цілісного уявлення про даний напрямок освіти.

4. Розробити план заходів для поінформування учнів та батьків про

перспективні спеціальності, які будуть мати попит в майбутньому, а також про

роль STEM-освіти в цьому.

5. Розробити планування по зацікавленню учнів до поглиблення знань у

даній сфері (це можуть бути екскурсії до наукових лабораторій ВНЗ,

започаткування різних конкурсів в даному напрямку, поширення дослідницької

діяльності під час уроків та ін.)

6. Розглянути можливість підготовки майбутніх вчителів (або курсової

перепідготовки працюючих) у педагогічних закладах вищої освіти в напрямку

STEM-освіти.


1. Вяткіна Н. Б. STEM-освіта: етапи становлення в Україні / Н. Б. Вяткіна //

Інформаційний збірник для директора школи та завідуючого дитячим садочком. – К.:

Освіта України. – 2015. – № 17–18 (41). – С. 48.

2. Гульбаршин Н. Розвиток STEM – освіти у світі та Казахстані. [Електронний

ресурс].– Режим доступу: http://iac.kz/ru/publishing/razvitie-stem-obrazovaniya-v-mire-i-

kazahstane

http://iac.kz/ru/publishing/razvitie-stem-obrazovaniya-v-mire-i-kazahstane



200


3. Кузьменко О. С. Формування фізичних компетентностей студентів у процесі

навчання фізики у вищих навчальних закладах / О. С. Кузьменко // Науковий часопис

Національного педагогічного університету імені М. П. Драгоманова. Серія 5.

Педагогічні науки: реалії та перспективи. – 2016. – Вип. 53. – С. 109–113.

4. Песін О. Підвищення кваліфікації вчителів: навчальний фізичний

експеримент / О. Песін, С. Каплун, О. Свистунов // Фізика та астрономія в сучасній

школі. – 2013. – № 7. – С. 9–11.

5. Патрикеєва О. О. Актуальність запровадження STEM-навчання в Україні / О.

О. Патрикеєва // Інформаційний збірник для директора школи та завідуючого дитячим

садочком. – К.: Освіта України. – 2015. – № 17–18(41). – С. 53–57.

6. План заходів щодо впровадження STEM-освіти в Україні на 2016-2018 роки,

затверджений Міністерством освіти і науки України 05.05.2016 року

7. Проект концепції STEM-освіти в Україні. [ Електронний ресурс].– Режим

доступу https:g1.5136.in.ua/50_318b7b6cd0bbb4169b5bf365fa62e26e.

8. Рішення Колегії Міністерства освіти і науки України від 21.01.2016 року

(протокол № 1/1-4) «Про форсайт соціо-економічного розвитку України на

середньострокову (до 2020 року) і довгострокову (до 2030 року) часових горизонтах (в

контексті підготовки людського капіталу)». [Електронний ресурс].– Режим доступу:

zakon.rada.gov.ua/rada/show/v1470777-17/sp:max15

9. Розвиток STEM-освіти у світі. [Електронний ресурс].– Режим доступу: http:

iас.kz.

10. Роль STEM-освіти в «новій економіці США». [Електронний ресурс].–

Режим доступу: http://www.nitpa.org/rol-stem-obrazovaniya-v-novoj-ekonomike-ssha-3/2/.

11. Указ Президента України «Про Національну стратегію розвитку освіти в

Україні на період до 2021 року» (№ 344/2013 від 25.06.2013 р.).

12. Що таке STEM-освіта в навчальному закладі. [ Електронний ресурс].–

Режим доступу: https://www.pedrada.com.ua/article/1401-shcho-take-stem-osvta-u-navch.

13. STEM-образование в Украине: Перспективы развития. [Електронний

ресурс].– Режим доступу: http: iас.kz.

http://www.nitpa.org/rol-stem-obrazovaniya-v-novoj-ekonomike-ssha-3/2/

http://www.pedrada.com.ua/article/1401-shcho-take-stem-osvta-u-navch

201


14. Савченко Ірина. Зарубіжний вимір феномену «STEM-освіта» / Ірина

Савченко / STEM-освіта: стан впровадження та перспективи розвитку:

матеріали ІІІ Міжнародної науково-практичної конференції, 9–10 листопада

2017 року, м. Київ. – К.: ДНУ «Інститут модернізації змісту освіти», 2017. – С.

117–120.

Додаток 2 Результати вибору майбутніх професій опитуваних відповідно до області діяльності

Рис. 58. Порівняння вибору професій груп дівчат

Рис. 58.Порівняння вибору професій груп хлопців

навчаються в гуртках

не навчаються в гуртках

0

9,5

19 14 19 13 14

20 20 20 23

30

25

20

15

10

5

0

27

навчаються в гуртках

не навчаються в гуртках

0 0

0 11 0 0

33 23 13 13

33

74 80

70

60

50

40

30

20 10

0

202


Додаток 3

Узагальнені результати опитування учнів

стосовно вибору майбутньої професії у сфері STEM

Рис.60. Узагальнені результати опитування учнів

стосовно вибору майбутньої професії у сфері STEM

Шубина Елена. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ВЫБОР УЧЕНИКАМИ

БУДУЩЕЙ ПРОФЕССИИ В СФЕРЕ STEM

Сегодня резко возрастает необходимость в опытных сотрудниках

технических и естесствено-математических дисциплін, но ученики

общеобразовательных школ не предпочитают эти предметы как базове. В

даной работе проведен теоретический анализ внедрения STEM-образования в

разных странах, а также сделана попытка оценить факторы, которые

влияют на формирование профориентации выпускников и возможность

выбора будущей карьеры в сфере STEM в Украине. Ведь заинтересованность

учеников к изучению таких предметов сегодня – одна из целей для роста

0

Група № 2 -

учні, які

навчаються в

гуртках

науково-

технічного

напрямку

40

30

20

10

32,5 % 50

Група № 1 -

учні, які не

навчаються в

гуртках

науково-

технічного

напрямку

70

60

67 %

203


конкурентноспособности нашого государства на мировом рынке. Запускать

этот процесс необходимо уже сегодня, проводя работу с педагогами,

учениками и их родителями.

Ключевые слова: STEM-образование, карьера в сфере STEM,

заинтересованность учеников техническими и естесственно-

математическими науками, внедрение STEM-образования в

общеобразовательных школах, обучение в кружках научно-технического

профиля.

Shubinа Elena. FACTORS AFFECTING THE CHOICE OF STUDIES

OF THE FUTURE PROFESSION IN STEM

Today is grown sharply a requirement in experimental specialists of technical

and nature-mathematical disciplines but only some from students of high school

choose this disciplines as base for future profession. This article is based on

theoretical analysis state of introduction STEM-education in different countries. At

the beginning of this work the author wants to estimate which factors influence on

forming professional orientation young graduating pupils and their future profession

in the area of STEM-education in Ukraine. We must interest pupils in such

disciplines today, because it is on of possibilities our country on world market of

profession. The author thinks we may begin this proses now conducting work with

teachers, pupils and their parents.

Keywords: STEM-education, carrier in STEM-field, interest pupils in

technical and nature-mathematical disciplines, introduction STEM-education in

general education school, studing in centres of scientific and technical specialities.

204


ПЕРСОНАЛІЇ АВТОРІВ

Бирка

Маріан

Філаретович

доктор педагогічних наук, доцент кафедри педагогіки,

психології та теорії управління освітою Інституту

післядипломної педагогічної освіти Чернівецької області, м. Чернівці, [email protected]

Безродна

Тетяна

Миколаївна

вчитель КЗ «Шевченківська ЗОШ І-ІІІ ступенів»

Дніпровської районної ради Дніпропетровської області»,

Дніпропетровська область, Дніпровький район, село Шевченко (звання – старший вчитель), [email protected]

Воронкін

Олексій

Сергійович

кандидат педагогічних наук, спеціаліст вищої кваліфікаційної

категорії, член Українського Фізичного Товариства, викладач

предметно-циклової комісії загальноосвітніх та соціально-

гуманітарних дисциплін КЗ «Сєвєродонецьке обласне музичне

училище ім. С. С. Прокоф’єва», Луганська область, м. Сєвєродонецьк, [email protected]

Гордієнко

Надія

Володимирівна

заступник директора КЗ «Шевченківська ЗОШ І-ІІІ

ступенів»Дніпровської районної ради Дніпропетровської

області», Дніпропетровська область, Дніпровький район, село

Шевченко, [email protected]

Дячок

Світлана

Олександрівна

учитель-методист зарубіжної літератури Колиндянської

загальноосвітньої школи І-ІІІ ступенів Чортківського району

Тернопільської області, аспірантка Інституту філології

Київського університету імені Бориса Грінченка; с. Колиндяни

Чортківського району Тернопільської області, [email protected]

Іваненко

Світлана

Степанівна

вчитель хімії та біології Оситнязька загальноосвітня школа І-ІІ

ступенів - філія комунального закладу «Великосеверинівська

загальноосвітня школа І-ІІІ ступенів» Кіровоградської районної

ради, Кіровоградської обл., с. Созонівка, Кіровоградського ра- ну Кіровоградської обл., [email protected]

Іванов

Сергій

Аркадійович

кандидат технічних наук, доцент кафедри інформатики та

інформаційних технологій в освіті Запорізького обласного

інституту післядипломної педагогічної освіти

Клунко

Роксолана

Юріївна

аспірантка кафедри педагогіки Ніжинського державного

університету імені Миколи Гоголя, вчитель історії Ніжинського

ліцею Ніжинської міської ради при НДУ ім.М.Гоголя, м.Ніжин, Чернігівська область, [email protected]

Легун

Віктор

Трохимович

директор Державного професійно-технічного навчального

закладу «Криворізький центр професійно-технічної освіти»,

м.Кривий Ріг, [email protected]









205


Луценко

Віктор

Юрійович

вчитель інформатики комунального закладу «Загальноосвітня

школа І-ІІІ ступенів №35 Вінницької міської ради», м. Вінниця,

[email protected]

Патрикеєва

Олена

Олександрівна

начальник відділу STEM-освіти Державної наукової установи

«Інститут модернізації змісту освіти», м. Київ,

[email protected]

Петрікін

Сергій

Вікторович

вчитель інформатики Красноградського навчально-виховного

комплексу №3, місто Красноград, Харківська область,

[email protected]

Савченко

Ірина

Миколаївна

учений секретар Національного центру «Мала академія наук

України», кандидат педагогічних наук, старший науковий

співробітник, м. Київ, [email protected]

Славич

Анна

Павлівна

методист, керівник гуртка початкового технічного моделювання

Херсонського міського центру науково-технічної творчості

учнівської молоді Херсонської міської ради, м. Херсон,

[email protected]

Співак

Оксана

Леонідівна

заступник директора з навчально-виховної роботи

Красноградського навчально-виховного комплексу № 3, місто

Красноград, Харківська область, [email protected]

Стецюк

Людмила

Іванівна

заступник директора комунального закладу «Загальноосвітня

школа І-ІІІ ступенів № 35 Вінницької міської ради», заслужений

вчитель України, м. Вінниця, [email protected]

Стрижак

Олександр

Євгенійович

заступник директора з наукової роботи Національного центру

«Мала академія наук України», доктор технічних наук,

старший науковий співробітник, м. Київ

Туз

Ілля

Арнольдович

вчитель математики та інформатики Богданівської філії І-ІІ

ступенів опорного закладу Васильківського НВК №1 імені М.М.

Коцюбинського Васильківського району Дніпропетровської

області; с. Богданівка Васильківського району

Дніпропетровської області, [email protected]

Шибка

Ольга

Сергіївна

методист комунального позашкільного навчального закладу

«Міська станція юних техніків» Дніпровської міської ради,

керівник гуртка астрономії та ІТ, м.Дніпро, [email protected]

Шубіна

Олена

Павлівна

завідувач відділу Житомирського міського центру науково-

технічної творчості учнівської молоді, місто Житомир,

[email protected],

Юрова

Олена

Леонідівна

методист Державного професійно-технічного навчального

закладу «Криворізький центр професійно-технічної освіти»,

м.Кривий Ріг, [email protected]
















206


CONTENT

Stryzhak Alexander,

Patrickeyeva Elena.

INTRODUCTION

5

Marian Byrka.

BARRIERS, CHALLENGES AND PRINCIPLES OF EFFECTIVE

IMPLEMENTATION OF STEM-EDUCATION IN UKRAINE

6

Tetyana Bezrodna,

Nadiya Gordієnko.

INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES OF

STEM-EDUCATION IN RURAL SCHOOL

24

Voronkin Alexey.

VIRTUAL LABORATORY WORKSHOP «ELECTRICAL CURRENT»

38

Dyachok Svetlana.

INTRODUCTION OF ELEMENTS OF STEM- (STEAM- and

STREAM-EDUCATION IN THE COURSES OF FOREIGN

LITERATURE THROUGH DESIGN-RESEARCH ACTIVITIES

59

Ivanenko Svitlana.

ENVIRONMENTAL EDUCATION AS A MEANS OF FORMING

SCHOOL EDUCATIONAL VITAL COMPETENCE WITH

ELEMENTS OF STEAM EDUCATION INTRODUCTION

70

Ivanov Sergey.

SOLUTION OF PHYSICAL TASKS BY METHODS OF COMPUTER

MODELING (VPython, GlowScript, Trinket)

83

Klunko Roksolana.

THE PROBLEM OF FORMATION OF THE LEGAL COMPETENCE

OF FUTURE TEACHERS OF THE EDUCATIONAL EDUCATIONAL

SCHOOLS OF UKRAINE IN THE CONTEXT OF STEM-

EDUCATION

95

Lutsenko Victor,

Stetsyuk Lyudmila.

STEM-TRAINING: USING THE MEANS OF ROBOTICS IN THE

STUDY OF INFORMATICS A CONTENT LNIY «BASIS ALGORITHMIZATION AND PROGRAMMING»

106

207


Slavich Anna.

USING STEM TECHNOLOGIES IN LESSONS OF THE CIRCLE OF

THE INITIAL ENGINEERING MODELING ON THE EXAMPLE OF

MANUFACTURING THE MOBILE TOY «SPINER»

119

Spivak Oksana,

Petrikin Sergiy.

STEM-EDUCATION IN KRASNOGRADSKY TRAINING AND

PRODUCTION COMPLEX No. 3 AS A MECHANISM OF

FORMATION OF A SUCCESSFUL PERSONALITY IN THE

CONDITIONS OF FORMING A NEW UKRAINIAN SCHOOL

129

Sokolov Victor,

Revnyuk Olga,

Luchkovskiy Andrei ,

Novitsky Andrey. THE PARADIGM OF STEM-EDUCATION IN THE

CON-TEXT OF THE COURSE OF ROBOTICS OF THE NEW

UKRAINIAN SCHOOL

140

Irina Savchenko,

Victor Legun,

Elena Yurova. INNOVATIVE SEARCHES: ESTABLISHMENT OF A

STEAM CENTER ON THE BASED OF THE STATE PROFESSIONAL

AND TECHNICAL EDUCATIONAL INSTITUTION «CRIVOROUGH

EDUCATIONAL AND PRODUCTION CENTER»

153

Tuz Ilya.

EXPERIENCE OF CREATING EDUCATIONAL-DEVELOPING

PROGRAMS IN MATHEMATICS IN SCRATCH ENVIRONMENT

162

Shibka Olga.

ASTRONOMY FOR KIDS: PRACTICAL EXPERIENCE OF

IMPLEMENTING STEM-COURSE FOR CHILDREN OF JUNIOR

AGE

175

Shubinа Elena.

AFFECTING THE CHOICE OF STUDIES OF THE FUTURE

PROFESSION IN STEM

191

PERSONNEL OF AUTHORS 204

CONTENT 206

208


Літературний редактор: Барвицька Галина Кирилівна, старший науковий співробітник відділу інформаційно-дидактичного моделювання

Національного центру «Мала академія наук України»

ЗБІРНИК НАУКОВИХ ПРАЦЬ

НАУКОВІ ЗАПИСКИ

МАЛОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ

СЕРІЯ: ПЕДАГОГІЧНІ НАУКИ

Формат 60×84 1/8. Папір офс. 80 г/м2.

Друк цифровий. Умов. друк. арк. 10,3.

Наклад 300 прим. Видавництво: Інститут обдарованої дитини НАПН України 04053,

Україна, м. Київ, вул. Січових Стрільців, 52-Д

Свідоцтво про внесення до Державного реєстру суб’єктів видавничої справи: серія ДК № 3366 від 13.01.2009 р

Documents

НАУКОВІ ЗАПИСКИ МАЛОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИman.gov.ua/upload/activities/Scientifik_note/Scientifik_note_JASU_13.pdfНАУКОВІ ЗАПИСКИ