Ключевое слово: «stem education»

Статья посвящена вопросу реализации ранней профессиональной ориентации на инженерные направления и представляет характеристики первого констатирующего этапа педагогического эксперимента по осуществлению ранней профессиональной ориентации на инженерные профессии детей в возрасте от 5 до 11 лет в условиях STEM-центра. Обоснована актуальность ранней профессиональной ориентации на инженерные профессии детей в возрасте от 5 до 11 лет в настоящий период интенсивного развития технологий и цифровизации, кратко охарактеризована экспериментальная база, методы и методики исследования, полученные результаты, их сравнительный анализ, определены перспективы работы на последующих этапах эксперимента.

В статье рассматриваются взгляды современных зарубежных педагогов на роль и место образовательной робототехники в учебном процессе. Образовательная робототехника рассматривается в рамках следующих подходов: как часть информатики, посвященная изучению основ автоматизированного управления устройствами; как элемент STEM-образования; как способ обучения программированию; как элемент игровой / спортивной / соревновательной сферы; как инструмент организации проектной деятельности учащихся. Делается вывод о значимости образовательной робототехники для современной зарубежной педагогики и повышенном внимании, которое уделяется исследователями проблеме включения образовательной робототехники в целостную педагогическую систему.

Актуальность исследования обусловлена тем, что среди навыков, необходимых для индустрии 4.0, особое место занимает система образования STEM, которая формирует инженерное и математическое мышление у обучающихся. Следовательно, создание среды, поддерживающей интегрированный STEM-подход к преподаванию и обучению, приобретает особую значимость в контексте современного цифрового общества. Целью исследования является разработка цифровой экосистемы STEM-образования, позволяющая формировать интеллектуальные компетенции обучающихся. Исследовательские задачи были решены на основе применения совокупности научных методов. Теоретической и методической базой изучения явлений и процессов выступили системный теоретический анализ и синтез нормативно-правовой, научно-методической и педагогической литературы. Эмпирические методы, использованные в исследовании, представлены анкетированием и методом экспертных оценок. Реализация комплекса методов позволила выявить наиболее функциональные информационные ресурсы, необходимые для данного исследования. Основным результатом исследования является то, что в статье обосновано понятие и необходимость формирования экосистемы STEM-образования в условиях изменения рынка труда, рисков, которые несет миру четвертая индустриальная революция, определено ее влияние на образовательный процесс в реалиях сегодняшнего дня. Авторами исследованы теоретические основы понятия «экосистема», междисциплинарные подходы и особенности внедрения интегрированного STEM-образования в учебный процесс, проанализированы составляющие образовательной экосистемы, доказано, что все они непосредственно влияют на формирование интеллектуальных качеств обучающихся. Проведен опрос для определения путей развития, составляющих экосистемы STEM-образования, к участию в котором были привлечены 105 респондентов – педагогов Самарского государственного социально-педагогического университета и преподавателей средних профессиональных учебных заведений Самарского региона. Анализ показал, что успешное внедрение STEM образования, с привлечением всех составляющих экосистемы, предусматривает развитие научного образования, в частности внедрение исследовательско-познавательного обучения, метода учебных проектов в образовательный процесс и использование цифровых технологий в нем. Описаны интегрированные навыки организации научного процесса, которые формируются при применении исследовательско-познавательного обучения, направленные на развитие интеллектуальных качеств обучающихся. На основе исследования выделены группы цифровых инструментов, которые необходимы для развития экосистемы и будут способствовать повышению эффективности образовательного процесса, помогут сделать обучение STEM интересным и результативным. Сформированные выводы по имплементации результатов исследования будут способствовать научным разработкам, направленным на реализацию программ структурных преобразований в российском образовательном процессе.

Перспективными направлениями развития современного российского общества являются информационные технологии и цифровизация, решения на базе искусственного интеллекта, исследования и разработки новых материалов и нанотехнологий, биотехнологий в медицине и сельском хозяйстве, развитие возобновляемых источников энергии и повышение энергоэффективности в промышленности и строительстве, развитие космической отрасли и др. Несомненно, для работы в указанных сферах человеку необходимы глубокие фундаментальные знания и практические компетенции, высокий уровень развития психических познавательных процессов, интерес и мотивация к занятиям в области естественных наук, стремление к саморазвитию и самореализации в условиях техносферы, что обеспечивается созданием системы непрерывного STEM-образования, начиная с дошкольного детства. Данное направление обозначает подход к обучению, который интегрирует четыре области: науку, технологии, инженерию и математику. В этой связи многокомпонентность и интегрированный характер STEM-образования создает базовую основу для использования модульного подхода при ознакомлении обучающихся с различными сферами науки и техники, математики, инженерного дела, физики и других наук, имеющих выход на широкий спектр профессий. Цель представленной статьи – характеристика и описание эффективных образовательных практик использования возможностей модульного подхода в STEM-образовании детей в возрасте 5–7 лет. При проведении исследования был применен комплекс методов теоретического и эмпирического характера. Теоретические методы использовались в целях проведения анализа исследовательских работ, посвященных естественно-научному образованию в России и в зарубежных странах, организации STEM-образования в дошкольных образовательных организациях, использования модульных технологий, что позволило выявить актуальность и необходимость поиска оптимальных решений в данном аспекте и более детального изучения условий реализации модульного подхода в STEM-образовании дошкольников. Использование эмпирических методов обеспечило получение материала для анализа эффективных практик STEM-образования детей дошкольного возраста с использованием новейших достижений науки. Предложенная в статье структурно-функциональная модель STEM-образования прошла апробацию на площадках комплексного образовательно-воспитательного кластера по подготовке педагогов дошкольного и начального образования, созданного при поддержке Министерства просвещения РФ, и образовательного центра «Пеликан» МГПУ им. М. Е. Евсевьева. Теоретическая значимость состоит в уточнении понимания модульного подхода и специфики его реализации в STEM-образовании дошкольников. Практическая значимость полученных результатов состоит в возможности их использования при проектировании и организации дополнительного образования детей дошкольного возраста в области STEM.

Цифровая трансформация образовательной системы актуализирует необходимость формирования у обучающихся компетенций XXI века посредством инновационных педагогических технологий, среди которых особое место занимает STEM-образование. В то же время сравнительная эффективность урочной и внеурочной форм реализации STEM-проектов в развитии ключевых компетенций школьников остается недостаточно обоснованной, что определяет актуальность настоящего исследования. Цель статьи заключается в сравнительном анализе эффективности урочной и внеурочной форм реализации STEM-проектов в процессе формирования ключевых компетенций обучающихся основной школы. Ведущим методом исследования выступает педагогический эксперимент, проведенный на выборке из 65 учащихся восьмых классов, разделенных на три группы: две экспериментальные и одну контрольную. Первая экспериментальная группа осваивала STEM-технологии в урочной форме на занятиях по географии. Вторая включалась во внеурочную проектно-исследовательскую деятельность. Контрольная группа обучалась по традиционной методике. Диагностика сформированности компетенций осуществлялась по методике А. В. Пашкевича, опирающейся на классификацию семи групп ключевых компетенций, выделенных А. В. Хуторским. Статистическая обработка данных выполнялась с использованием непараметрического U-критерия Манна – Уитни при уровне значимости p < 0,05. Полученные результаты продемонстрировали статистически значимое превосходство STEM-подхода над традиционными методами обучения: в первой экспериментальной группе интегральный показатель компетентности увеличился с 0,42 до 0,51, во второй – с 0,44 до 0,67, что отражает переход на продвинутый уровень, тогда как в контрольной группе зафиксированы минимальные значения. В экспериментальной группе (внеурочная деятельность) были реализованы инновационные STEM-проекты практической направленности (PharmaHops, Radiance, разработка мультимодального транспортного хаба и др.). Показано, что внеурочная форма реализации STEM-проектов обеспечивает более выраженную динамику развития ключевых компетенций по сравнению с урочной за счет большей свободы в выборе содержания и методов, отсутствия жестких временных рамок и возможностей полноценного междисциплинарного взаимодействия. Теоретическая значимость работы состоит в развитии компетентностного подхода и уточнении научных представлений об эффективности различных форм STEM-образования. Практическая значимость определяется разработкой научно обоснованных рекомендаций по оптимизации образовательного процесса через приоритетное развитие внеурочной STEM-деятельности, создание соответствующей материально-технической базы и повышение квалификации педагогов в области междисциплинарного обучения.