Использование возможностей STEM технологий в лабораторном практикуме по физической химии при изучении темы "Кинетика" Курсовая работа (проект)

Образование – зеркало будущего страны. В зависимости от того, в чем государство видит свои сильные стороны, зоны роста, оно корректирует национальную образовательную программу, вплоть до самих основ системы образования. В эпоху индустриализации важны были грамотность и владение рабочими навыками. В постиндустриальную эру на первый план вышли технологические аспекты развития молодежи. Результатом стала цифровая революция – с интернетом, повсеместным использованием компьютеров, информационных технологий. Но со временем оказалось, что качество продукта, его производительность, технологичность уже не так важны, как удобство его использования.

Сегодня при создании любого товара приоритетны нематериальные аспекты на стыке эргономики и философии. Это в первую очередь такая потребность человека, как удовольствие от использования. На этом, в частности, был построен успех компании Apple, которая поставила на первое место удовлетворенность пользователя – и сорвала банк.

Соответственно, в образовании такие моменты, как обучение техническим наукам, математике, инженерии, сами по себе перестали быть важны. Их значимость растет по мере понимания роли каждой дисциплины в процессе создания готового решения, за которым стоит человек, использующий его [1].

Прораб-вотчер или проектировщик ЗD – печати в строительстве, разработчик интеллектуальных туристических систем или оператор медицинских роботов – такими, согласно Атласу новых профессий (http://atlas100.ru), будут среди множества других востребованные профессиональные знания, которые начинаются с реализации STEM – технологий в начальном и среднем образовании [2].

Впервые вопросом междисциплинарного и прикладного подхода в образовании озаботились в США, когда американцы столкнулись с серьезной проблемой — при наличии предложений в высокотехнологичных компаниях потенциальные кадры в большинстве своем не обладали достаточной квалификацией. Так, в конце 90-х и зародился STEM-подход к обучению, который сегодня внедряется на государственном уровне в странах, ориентированных на выращивание собственной научно-технической элиты. […] 

В XXI веке от человека требуется не только мастерское владение какой-либо технологией создания продукта (материального или интеллектуального), но и креативного подхода к ее реализации. Простое воспроизведение, уже созданного кем-то ранее, не может привести к успеху. Для этого необходим поиск авторской идеи, ее воплощение в жизнь. В связи с чем, на сегодняшний день, перед отечественной педагогикой встает актуальная проблема подготовки таких выпускников образовательных учреждений, которые могли бы стать генераторами новых идей, и проектировщиками, и доводчиками этих идей до состояния работающих объектов [5].

Включение в STEM-образование творческих дисциплин, которые можно обозначить термином Arts – искусства, расширяет данное направление и обогащает его креативной составляющей. Сегодня наблюдается активное движение от STEM к STEAM-образованию [6].

Аббревиатура «STEM» была впервые предложена американским бактериологом Р.Колвэлл в 1990-х годах, но активно начала использоваться с 2000-х годов [7]. 

Если расшифровать данную аббревиатуру STEAM, то получится следующее: S - science, T - technology, E - engineering, A - art и M - mathematics. В переводе с английского это будет звучать так: естественные науки, технология, инженерное искусство, творчество, математика [8]. Хотя изначально этот подход назывался просто STEM, без творческой составляющей. Но искусство очень важно для всестороннего развития, поэтому было решено добавить в аббревиатуру букву A (Art) [9]. Заметим, что данные дисциплины становятся самыми востребованными в современном мире. Именно поэтому сегодня система STEAM развивается, как один из основных трендов. STEAM-образование основано на применении междисциплинарного и прикладного подхода, а также на интеграции всех пяти дисциплин в единую схему обучения [8]. […]

Как говорилось ранее, STEM обучение состоит из шести этапов: 

- вопрос (задача), 

- обсуждение, 

- дизайн, 

- строение, 

- тестирование и 

- развитие [21]. 

Как реализовать STEAM образование?                  

Вся история развития экономики состоит из взаимного влияния самых разных областей науки, на первый взгляд весьма далёких друг от друга. В XXI в. именно на стыках разных наук часто делаются важнейшие открытия и создаются новые прорывные технологии. Объединение в одно целое каких-либо частей объекта, предмета, процесса (свойства которых часто изучаются в разных предметных областях), восполнение некогда нарушенного единства и целостности в восприятии окружающего мира — это и есть интеграция, которая является актуальным направлением обновления содержания в системе общего и дополнительного образования детей дошкольников и взрослых и реальным полем для реализации проектной деятельности.

На чём учить?                  

Реализация модели STEAM-образования, является важным компонентом многих проектов, реализуемых сегодня, в значительной степени зависит от создания новой предметно-пространственной среды системы образования в целом, обновления содержания, программно-методического обеспечения, материально-технической базы, развития кадрового потенциала системы образования в частности.

Таким образом, можно выделить следующие пункты, которые будут отражать суть подхода обучения с использованием STEM обучения:

 межпредметность;

 тесная связь с жизнью;

 проектный подход;

 работа в команде.  […]

В результате проделанной работы мною было изучено использование возможностей STEM технологий в лабораторном практикуме по физической химии при изучении темы «Кинетика» путем определения сути STEM технологии; выяснения преимуществ и недостатков использования STEM технологии; рассмотрения возможности применения STEM технологии при обучении; разработки лабораторных занятия, основываясь на STEM-образовании.

По сравнению с традиционными методами обучения, STEAM подход в средней школе поощряет детей к проведению экспериментов, конструированию моделей, самостоятельному созданию музыки и фильмов, воплощению своих идей в реальности и созданию конечного продукта. Этот учебный подход позволяет детям эффективно совместить теорию и практические навыки и облегчает поступление и дальнейшую учебу в ВУЗе [10].

Преимущества STEM технологии:

1) STEM-образование становится зоной усиленного финансирования: растущее число разнообразных некоммерческих организаций предоставляют школам гранты для реализации технологически-ориентированных проектов.

2) Между тем STEM — это широчайший выбор возможностей профессионального развития (эффективность использования). Еще и поэтому в стране набирает обороты общенациональная кампания за внедрение технологий обучения дисциплинам STEM.

3) Предоставление студентам доступа к технологиям. Сегодня, когда мир пронизан вездесущими компьютерными сетями, дети создают цифровой контент, обмениваются им и потребляют его в невиданных доселе масштабах. Они запускают веб-сайты, снимают фильмы на телефоны и сами разрабатывают игры.

4) STEM технологии означают создание такой среды обучения, которая позволяет студентам быть более активными. Чтобы ни произошло, студенты вовлечены в свое собственное обучение. Итогом является то, что студентам лучше запомнить то, чему они научились, когда они вовлечены в процесс, а, не будучи пассивными наблюдателями.

5) STEM технологии требуют от студентов больших способностей мыслить критически, работать как в команде, так и самостоятельно [11, 19].