🔍Формирование цифровых навыков младших школьников при реализации STEM-проектов

Четвертая промышленная революция рождает новые вызовы для учреждений образования всех уровней, затрагивает весь спектр базовых навыков и порождает новые. Мир стремительно меняется, «цифра» проникает во все стороны жизни. Ключевой навык, необходимый сейчас для адаптации в новом мире ― цифровая грамотность.

Начальная школа ― это фундамент, от качества которого зависит будущее ребёнка. Ему предстоит жить и работать в цифровом мире, найти в нем комфортное и безопасное место. Для формирования цифровых навыков у учащихся учителю начальных классов необходимо применять разные стратегии обучения и, в первую очередь, использовать оптимальное сочетание стандартных образовательных подходов с новыми технологиями, применяемыми в обучении.

STEM-подход — один из основных трендов в мировом образовании, набирает популярность среди учителей Беларуси в эпоху цифровой трансформации белорусского образования. 

Основной метод обучения, который используется для интеграции STE(А)M в образовательное пространство — проектный. STEM-подход позволяет объединить в проектной работе математику и естествознание, изобразительное искусство и технологию, информатику и физику. Взаимосвязь и взаимодействие этих областей знаний позволяют младшим школьникам понять непростой и крайне интересный окружающий мир во всем его многообразии. 

На сегодняшний день STE(А)M-проекты могут охватить весьма разнообразные темы и направления, зачастую подчеркивая как прикладной, так и фундаментальный характер изучаемых дисциплин.

Реализация STE(А)M-проектов проходит через следующие этапы:

1. Постановка проблемы.

2. Определение цели и задач. 

3. Поиск оптимальных средств и инструментов решения проблемы.

4. Создание продукта современной научно-технической индустрии или его прототипа, апробация (тестирование) и отладка.

5. Анализ полученных результатов. 

6. Описание и представление результатов проекта (защита).

STE(А)M-проекты реализуются в стенах школы через организацию объединений по интересам, на учебных и факультативных занятиях.

Учебный инструментарий для достижения поставленной цели при реализации STE(А)M-проектов разнообразный: начиная от обычных кубиков Lego и заканчивая контроллерами micro:bit или платами с собственным процессором Arduino. Самым популярным цифровым инструментом среди учителей выступает визуальная событийно-ориентированная среда программирования Scratch. Разработана учебная программа факультативных занятий «Творческая деятельность в среде программирования Scratch» (для 2-4 классов), которые гармонично вписываются в STE(А)M-проектную деятельность. Работая в Scratch, у учащихся формируется и развивается творческое, алгоритмическое и логическое мышление; навыки, востребованные в 21 веке (базовые навыке программирования, умение решать проблемы и создавать контент в цифровой среде, навыки коммуникации и работы в команде, креативность), возрастает интерес к другим предметам, что способствует формированию цифровых навыков младших школьников.

Востребованным инструментом в STE(А)M-проектной деятельности является практико-ориентированная робототехническая образовательная платформа Lego Education WeDo 2.0, которая позволяет учащимся не только исследовать, но и изобретать, проявить свою творческую сторону в инженерии, дизайне и математике.

Для реализации STE(А)M-проекта разрабатываются рабочие материалы — рабочие листы, путевые журналы, листы самооценки работы команды и т.д. 

Важной составляющей работы STE(А)M-проекте является культура командной работы. Правила командной работы разрабатываются совместно с учащимися. Учащиеся в команде уточняют исходную информацию, обсуждают тему, формулируют задачи, выбирают и обосновывают критерии успешности выполнения задания, правила командной работы, которые фиксируются и в дальнейшем используются для оценочных листов, определяют способы взаимодействия, график работы, прогнозируют конечный результат, распределяются роли и функции каждого в команде.

Важнейшим открытием для младших школьников при реализации STE(А)M-проектов становится тот факт, что робототехника, электроника и программирование не являются самоцелью, что роль техники и технологий заключается в решении социальных вопросов и глобальных проблем современности.

STE(A)M-проекты создают условия для самостоятельной познавательной деятельности учащихся в рамках учебной программы, соотнесенной с реальными познаваемыми объектами. 

Например, в рамках STE(A)M-проекта «Предприятия Беларуси» учащиеся знакомятся с машинами-гигантами завода БелАЗ. Узнают, что уже более 40 лет выпуск аэродромных тягачей занимает важное место в производственной программе Белорусского автомобильного завода. На протяжении этого времени аэродромные тягачи БелАЗ-74211, БелАЗ-74212 успешно эксплуатируются в аэропортах многих стран мира в качестве буксировщика для самолётов с взлётным весом до 260 тонн. Создают робота-тягача БЕЛАЗ https://bit.ly/2ObckLF

Работая над тематическим STE(А)M-проектом у учащихся формируются цифровые навыки. Так при помощи реальных объектов и информационных технологий формируются умения самостоятельно искать, анализировать и отбирать необходимую информацию, организовывать, преобразовывать, сохранять и передавать ее. 

Например, STE(А)M-проект «Животные Беларуси» позволяет учащимся расширить свой кругозор о диких животных нашей страны.

Для реализации этого проекта был создан сайт https://bit.ly/2wZ0fBV, на котором опубликованы все рабочие материалы: фото и видео отчеты, детские работы, созданные на симуляторах micro:bit и т.д. 

Следуя логике STE(A)M-подхода в образовании и расшифровывая аббревиатуру в STE(А)M-проекте «Животные Беларуси», мы рассмотрели с учащимися следующие области: 

S «наука» — учащиеся готовят научное онлайн сообщение об известных фактах https://goo.gl/JiQ78p и публикуют на онлайн-доске https://bit.ly/2Nbcc2k

T «технология» — работая с симулятором контроллера micro:bit, создают тренажер по чтению и из кубиков Lego конструируют электронную игрушку для 1 класса с бегущей строкой: https://bit.ly/2oZUsIK

Е «инженерия» — создавая робота-исследователя (прототип животного) лесов Беларуси с помощью Lego Wedo 2.0, учащиеся развивают свои инженерные способности.

А «искусство» — с помощью приложения Prizma и нейронных сетей учащиеся стилизуют свои же рисунки (изображения) животных под знаменитые картины. 

М «математика» — математические знания пригодились, когда необходимо было сравнить вес и рост животных. 

В рамках республиканского инновационного проекта «Внедрение модели психолого-педагогического сопровождения обучения, воспитания и развития учащихся с высоким уровнем учебной мотивации на I ступени общего среднего образования» реализуется STE(А)M-проект «Волшебник Изумрудного города», в котором естественным образом переплетаются различные предметные области: филология, искусство и технология, математика и информатика, естествознание. На учебном сайте (http://volchebnik.weebly.com/) опубликованы рабочие материалы, фото и видео проектной работы учащихся. Учащиеся сконструировали главных героев, используя робототехнические наборы Lego Wedo 2.0, горящее сердце Элли запрограммировали с помощью микроконтроллера micro:bit, а с помощью визуальной среды программирования Scratch создали свою анимированную историю путешествия героев в Изумрудный город.

Сочетание технического творчества, креативного подхода к всестороннему восприятию содержания учебного предмета помогает пробудить в учащихся интерес к обучению, даёт учащимся больше, чем просто знания, – это вкус к познанию и работе, желание погрузиться в саморазвитие, полюбить сам процесс обучения.