Модернізація системи освіти, підвищення конкурентоспроможності економіки, інформатизація суспільства та розвиток науково-технічного прогресу визначають якісно нові STEM - підходи до організації освітнього процесу в умовах провадження Концепції Нової української школи. Це пов’язано з підвищенням мотивації учнівської молоді до вивчення предметів природничо-математичного циклу й водночас з високим запитом виробничої сфери на працівників, що володіють компетентностями для постановки і виконання завдань у сферах: інженерії, медицини, екології, IT, фармацевтики, нанотехнологіях, авіабудуванні та інших.

Актуальність теми. Стрімка еволюція технологій веде до того, що незабаром найбільш популярними та перспективними на планеті фахівцями стануть програмісти, ІТ – фахівці, інженери, професіонали в галузі високих технологій. У віддаленому майбутньому з’являться професії, про які зараз навіть уявити важко, всі вони будуть пов’язані з  високотехнологічним виробництвом на стику з природничими науками. Значно виросте  потреба у фахівцях біо- та нано- технологій. Одним із актуальних напрямів модернізації та інноваційного розвитку природничо-математичного профілю освіти є STEM – орієнтований підхід до навчання.

Майбутнє за технологіями, а майбутнє технологій – за вчителем нового формату. Тільки творець може виховати творця. У системі STEM –освіти  радикально змінюється роль учителя та здобувача освіти. Вчитель виступає менеджером і консультантом. А здобувач освіти – дослідником.

Упровадження STEM-орієнтованого процесу навчання сприяє розвитку здібностей здобувачів освіти до  дослідницької, аналітичної роботи, експериментування та критичного мислення. Таким чином, упровадження STEM-освіти змінить економіку нашої країни, зробить її більш інноваційною та конкурентноспроможною.

Запровадження нових підходів вимагає від педагогів працювати  на майбутнє, випереджати свій час, що передбачає удосконалення фахової майстерності, постійного аналізу, педагогічної діяльності  та внесення коректив відповідно до соціальних запитів протягом усієї професійної діяльності. Втілення інформаційно-комунікаційних технологій радикально трансформує освітній простір, якісно змінює середовище, відкриває нові можливості і є базовим системотворчим чинником розвитку освіти загалом.

Керівництво ліцею, здійснюючи моніторинг ефективності застосування інтегрованих уроків, дійшло висновку, що уроки такого типу більше розкривають творчий потенціал і самого педагога. Це не тільки новий етап у професійній діяльності вчителя, а й чудова можливість для нього вийти на новий рівень стосунків з ліцеїстами.

Широко застосовуємо в освітній діяльності кейс-технології, які об’єднують в собі одночасно і рольові ігри, і метод проєктів, і ситуативний аналіз. Кейс – технології  використовуємо як міні- кейси на різних етапах уроку, так і кейс-уроки. Учителі надають перевагу таким типам кейсів: кейс-вправа і кейс-ситуація. При використанні кейс - уроків діяльність учителя  полягає в тому, що він систематизує різні розділи, створює необхідні акценти, показує пріоритети, регулює таймінг, пояснює незрозуміле, модерує дискусію, підбиває  підсумки й підтримує творчу і позитивну атмосферу. Як наслідок, в учнів виробляються навички пошуку інформації, ведення дискусій, системного і критичного мислення, формулювання проблем та пошук шляхів їх вирішення, розвивається увага, воля, творча уява.

Варто зазначити, що в процесі реалізації моделі STEM-освіти в ліцеї особливу увагу приділяємо питанням упровадження в освітній процес проєктних технологій, які передбачають інтегровану дослідницьку, творчу діяльність учнів, спрямовану на отримання самостійних результатів під керівництвом учителя-ментора.

STEM-проєкти — це педагогічна технологія, зорієнтована не на інтеграцію фактичних знань, а на їх застосування і набуття нових (часто шляхом самоосвіти). Технологія проєктування передбачає розв'язання ліцеїстами певної проблеми, суть якої полягає у використанні різноманітних методів, засобів навчання, інтегруванні знань, умінь із різних галузей науки, техніки, творчості.

Особливістю цього нововведення є використання проблемного навчання: постановка «ближньої» і «дальньої»  перспективи при розв’язанні тієї чи іншої задачі. Ближня – вирішується безпосередньо на уроці в процесі вивчення проблемного матеріалу. А дальня – потребує вже більше часу, сил, джерел інформації для її вирішення під час участі школярів у роботі спецкурсів, гуртків, факультативів [1, с. 44].

Наприклад, при вивченні теми «Нітрати» в 11 класі на уроці вирішується питання щодо  особливості їх будови, впливу на прояв хімічних властивостей. А дальня проблема: «як вміст нітратів  в навколишньому середовищі впливає на живі організми вивчається під час практичної діяльності учнів-гуртківців «Еко» і знаходить своє вираження у створенні проєктів: «Моніторингові дослідження вмісту нітратів у питній воді в смт Мала Данилівка», «Застосування активованого вугілля та різних видів глини для зменшення вмісту нітрат-йонів у питній воді», яка знаходить подальше розв’язання у написанні та захисті науково-дослідницьких робіт Малої академії наук, участі у науково-практичній конференції на базі ХДЗВА «Актуальні питання біології, екології та хімії».

Таке поєднання урочної і позаурочної роботи сприяє використанню STEM-проєктних технологій та інтегрованих уроків, які виступає не лише інтегруючим і систематизуючим фактором навчання, а й забезпечують максимальне наближення до реальних потреб життя, творчої самореалізації конкурентноспроможної особистості.

Ліцеїсти активно залучаються до участі у Всеукраїнських конкурсах і програмах, започаткованих Національним центром «Мала академія наук України» та Національним екологонатуралістичним центром учнівської молоді: Всеукраїнському конкурсі-захисті науково-дослідницьких робіт учнів-членів МАН України, Всеукраїнських конкурсах «Мирний космос», «Юний селекціонер», «Intel-Eko Україна», «Intel ISEF», «Юний дослідник», юних раціоналізаторів та винахідників «Природа – людина – виробництво – екологія», Міжнародній науково-освітній програмі «Глобальне вивчення та спостереження з метою поліпшення довкілля» (GLOBЕ) та ін.

Учителі відмічають, що, як тільки учні приступають до виконання проєкту, вони захоплюються ним та починають відчувати відповідальність за усі важливі рішення, особливо за ті, що стосуються методів вирішення проблеми та того, яким має бути кінцевий продукт. У разі, якщо кінцевий продукт буде відсутній, уся робота над проєктом не буде завершена і діяльність учнів не матиме сенсу. Прикладами кінцевих продуктів можуть бути мультимедійна презентація,  публікація у районній газеті, тези науково-практичної конференції, наприклад «Хімія і фізика в сучасних технологіях», «Каразінські читання» тощо, науково-дослідницька робота Малої Академії Наук.

На особливу увагу заслуговує впровадження технології «перевернутого уроку» як  елементу  STEM-освіти. Це форма активного навчання, яка дозволяє «перевернути» звичний процес навчання,  коли із структури звичайного уроку вилучається етап вивчення нового  матеріалу. Цей елемент уроку діти опрацьовують удома. У класі ж відбувається практичне закріплення знань, обговорення проєктів, розгляд питань, які викликали затруднення під час самостійного вивчення та перевірка ступеня засвоєних знань здобувачами освіти [2, с. 19].

У технології «перевернутий клас» змінюються ролі вчителя і здобувача освіти. Учитель перестає бути транслятором, перетворюється на організатора, помічника і координатора. Здобувачі освіти більше не спостерігачі. «Перевернуте навчання» дозволяє зосередитися на індивідуальних особливостях дитини і створити умови, які будуть корисні для кожного, хто сприймає інформацію. Підбиваючи підсумок уроку, важливо оцінювати не тільки саму відповідь, а й уміння дитини працювати з інформацією, аналізувати, робити висновки, висловлювати власну думку та аргументувати її.

Доцільно зазначити також і про труднощі при впровадженні технології «перевернутий урок», а саме:

• особливості навчального предмета;
• врахування конкретної теми;
• рівень мотивації до навчання;
• вік та рівень підготовки учнів;
• технічне забезпечення.

Комплексне використання різних методів і прийомів STEM-освіти у старшій школі здійснюється шляхом введення профілізації. Вивчення профільних предметів у поєднанні з ІКТ дає можливість сформувати у свідомості учнів правильну світоглядну картину та обрати у майбутньому сучасні STEM-спеціальності: ІТ-спеціалісти, програмісти, інженери, спеціалісти з біо- та нанотехнологій, що потребують інтегрованих, міждисциплінарних знань. Напрям профілізації у закладі визначився згідно з інтересами учнів та їхніх батьків з огляду на потреби ринку праці.

Упровадження STEM-освіти спонукає колектив удосконалювати умови освітнього процесу й розробляти нові або істотно модернізувати навчальні програми з природничо-математичних наук, програмування та побудови відповідних педагогічних технологій[3, с. 11-12].  Навчальним планом закладу передбачено поглиблене вивчення предметів природничо-математичного напряму. Години варіативної складової розподілено на курси за вибором та факультативи з профільних предметів, у 10 класі введено спецкурс «Основи комп’ютерної графіки»,  а в 11 класі – «Основи Web-дизайну» та факультативи: «Розв’язування задач з хімії»,  «Розв’язування задач з геометрії»

Учителі профільних предметів та інформатики формують збірні групи ліцеїстів для підготовки до олімпіад різних рівнів, предметних конкурсів, виконання та захисту наукових робіт в МАН. Рішенням виконкому Малоданилівської селищної ради кожного року виділяється 10 тижневих годин на роботу з обдарованими учнями. Ці години розподено на підготовку учнів до предметних олімпіад та роботу гуртка «Шкільна філія МАН».

Отже, STEM-технології ефективні тому, що, по-перше, дозволяють створити умови для розвитку інтелектуальних здібностей обдарованих дітей, а по-друге, дають можливість брати участь у цікавій і результативній роботі всім дітям. Крім того, STEM-навчання дозволяє дітям вибрати собі найбільш комфортний характер діяльності. При цьому учні набувають уміння працювати самостійно з першоджерелами, використовувати методики дослідження, визначати мету, розробляти гіпотезу, аналізувати та систематизувати отримані експериментальні дані, робити висновки, розробляти методичні рекомендації. Таким чином, досліджувати – означає бачити те, що бачили всі, але думати так, як не думав ніхто.

Література

1. Буджак Т. Метод проектів як педагогічна технологія / Біологія і хімія в школі. – 2004. – №1. – С. 43-45.
2. Герман О. Дослідницька діяльність учителя як складова професійної компетентності / Завуч. – 2009. – № 10. – С. 18-20.
3. Савич М. Формування міжпредметних компетенцій у навчання хімії. / Біологія і хімія в школі. – 2009. – № 2. – С. 10-13.