Особенности, опыт и преимущества внедрения STEAM-технологии в подготовку учащихся основной школы

Полный текст

Проблема и цель. В современном мире, немыслимом без применения технологий, искусство, наука и инженерное мышление все больше сближаются и объединяются, переставая противоречить друг другу. А способность к коллаборации и проявлению творческих способностей, умение донести до окружающих смысл своего высказывания в максимально понятной, наглядной форме в любом виде деятельности выходят на первый план среди важных способностей, нуждающихся в развитии в течение жизни [1]. Зачастую науке необходимо визуальное раскрытие смыслов для передачи информации средствами искусства и технологий, а художники используют цифровые технологии и научные формы мышления для самовыражения. Это взаимопроникновение, катализируемое цифровыми технологиями, отвечает и потребностям современного образования в школе. Новым языком будущего становятся не только возможности речи и письменности, но и возможности быстро создаваемых медиа, доступные уже в настоящем - создание иллюстраций, анимаций, видеографий, моделей. Однако возможности их применения не отменяют развитие в людях творческого мышления и свободы личностного проявления, а лишь являются теми современными инструментами, которые помогают максимально быстро коммуницировать, самовыражаться и достигать результата [2-5]. Развитие таких качеств, как способность увлекаться процессом познания, испытывать исследовательский интерес к предмету обучения, мечтать, воображать, критически анализировать информацию и иметь собственное мнение, воспитание воли и умение распределять ее усилия в течение продолжительного времени, также является актуальным вызовом современности образованию. Желание учиться, экспериментировать, эмпатия, способность спокойно переживать ошибки и пробовать еще раз, не теряя устойчивость, умение донести до окружающих свои мысли и идеи (презентовать себя или содержание) необходимо считать такими же важными результатами обучения, как и академические результаты [6]. Из научных отечественных и зарубежных научных источников следует, что подобные тенденции характеризуют современную образовательную технологию STEAM[26] [7-10]. STEAM - является развитием аббревиатуры STEM, но в нее включается теперь и термин «art» - искусство. Итак, S - science - наука. T - technology - технология. E - engineering - инженерия. M - maths - математика. A - art - могут подразумеваться живопись, архитектура, скульптура, музыка и литература. Добавление контекста искусства позволяет расширить области для эксперимента и проявления учащихся в творческой деятельности, кроме того, это дает возможность проявиться тем учащимся, у кого есть таланты в этих сферах. STEAM - образовательная конвергентная технология, сочетающая в себе несколько предметных областей. Она представляет собой инструмент развития критического мышления, исследовательских компетенций и навыков работы в группе. Можно констатировать наличие проблемы поиска и обоснования эффективности методов обучения школьников, основанных на применении STEAM-технологий. Методология. В рамках решения указанной проблемы в течение последних трех лет в московской школе № 1788 в экспериментальном порядке реализуется проект, связанный с использованием STEAM-технологий при подготовке учащихся основной школы. Указанная московская школа представляет собой большой образовательный комплекс, в котором учится около 2700 школьников в четырех зданиях, существенно удаленных друг от друга. Обучающиеся здесь дети являются жителями огромного мегаполиса, зачастую они недавно приехали из удаленных и очень различных по культурной специфике регионов. Для них обучение в московской школе становится большим вызовом - нужно адаптироваться и к предметным требованиям, и к новому разнообразному коллективу, к новой культурной среде и устоям. Школьная среда является той экосистемой, которая может помочь ребенку обрести уверенность и успешность в непростом периоде адаптации, а те образовательные технологии, которые реализуются в ней, имеют немаловажное значение для эффективности этой среды. Сформированный в ходе исследования экспериментальный учебный план, ориентированный на STEAM-технологию, основан на принципах междисциплинарности и прикладного подхода, все направления интегрированы в одну схему. Большинство проектов в предлагаемом подходе подразумевают групповую командную работу школьников, что благоприятствует таким процессам, как конструктивное взаимодействие между членами команды, воспитывает уважительное отношение участников к мнению друг друга, учит их тому, как спорить и находить решение, как использовать сильные стороны друг друга, как планировать шаги и результаты во времени. Для решения своих сложных задач ученикам приходится искать способы решения, которые часто являются нестандартными и уникальными именно для конкретной группы и конкретного проекта. Содержание деятельности школьников при таком подходе опирается на существенную творческую составляющую, посвященную искусству и применению новейших информационных технологий. Учащимся предстоит выбрать те средства самовыражения, которые их более всего вдохновляют, разработать общую концепцию и полностью ее воплотить, овладеть техникой ее воплощения от начала и до конца внутри образовательного процесса. Таким образом, учащиеся смогут осознать полноту и важность творческих аспектов процесса созидания, познакомятся с разными способами и техниками в искусстве, по-настоящему будут участвовать в совместной творческой деятельности. В 2019-2020 и 2020-2021 учебных годах для параллели седьмых классов (490 человек) вышеуказанной школы впервые реализован проект «STEAM» в рамках программы учебного предмета «Технология». Была осуществлена интеграция модулей технологии и инженерии с предметами естественно-научного цикла - физикой, биологией, географией и предметной областью «искусство». Таким образом, предмет «Технология» был реализован в тесной связи с программами данных предметов, что позволило расширить рамки и глубину их изучения, способствовало формированию системности. При этом основной акцент расставлялся на обучении различным видам деятельности, а не на формировании предметных знаний. Продолжается проект и в 2021-2022 учебном году. Подготовительной стадией запуска проекта стала постановка учителем, курирующим STEАM-лабораторию, научной проблемы. Школьнику для входа и действия внутри проекта нужно было либо применить те знания, которые у него уже есть, либо получить новые междисциплинарные знания, проявить интерес, упорство к достижению целей, суметь спланировать свою работу, осуществить необходимое взаимодействие с участниками своей рабочей группы и учителями. В конце каждого занятия ученики должны были предоставить результат своей работы. Результат может быть очень небольшим, но явно отражающим суть происходившего на занятии. Каждое занятие включало в себя научную и технологическую составляющую. Следует обратить внимание на то, что роль учителя в этой модели обучения состояла в консультационной поддержке, модерировании, регулировании и мягком сопровождении самостоятельной деятельности детей. Такие роли учителя создают возможности для свободного взаимодействия между всеми участниками процесса, способствуют возникновению необходимых связей и устойчивых способов коммуникации, необходимых для продуктивной работы группы. Для осуществления данной модели потребовалась общая работа нескольких учителей-предметников естественно-научного цикла, учителей информатики и технологии, а также учителей искусства. В результате их подготовительной методической работы возникло несколько лабораторий с разными названиями и направленностями проектов. Совместная работа учителей продолжалась в течение всего периода обучения, содержала постоянную корректировку планов занятий, выстраивание стратегий для конкретных групп, обсуждение проблемных зон и точек роста конкретной группы и каждого школьника. В течение года ученики седьмых классов один раз в неделю два урока посвящали работе в STEAM-технологии. В первом периоде обучения школьниками представляют каждую лабораторию, и на стадии запуска каждый ученик пробует свои силы в мини-проекте в каждой лаборатории, определяется с тем, в какой лаборатории он останется для осуществления углубленного обучения. После самостоятельного выбора лаборатории все учащиеся поделились на группы, в которых работали до конца учебного года. Во время занятий они могли использовать компьютер, переходить из класса в класс, имея доступ ко всем необходимым материалам. За каждой группой школьников был закреплен куратор, который осуществлял функции модератора, консультанта и контролирующего учителя в конце урока. Результаты и обсуждение. Можно привести примеры лабораторий, которые функционируют в школе. Их деятельность можно рассматривать как масштабный эксперимент, позволяющий сделать значимые выводы. Лаборатория «Электросамокат». В рамках этой лаборатории учащиеся находят связи между дисциплинами «Физика», «Технология» и «Дизайн», взаимодействуя, экспериментируя, ища нестандартные решения и реализуя свои идеи в реальные физические объекты. Экспериментальным путем ученики приобретают знания о понятиях физических величин и явлений, затем строят информационные модели и производят необходимые для реализации проекта математические расчеты (расчет изменения различных параметров (например, скорости) в зависимости от нагрузки на транспорт, расчет показателей для создания уникального электросамоката в зависимости от физических показателей (рост, вес и т. д.)). После этого приступают к реализации своих идей в технологическом ключе: изготовлению объектов, механизмов в рамках направления «Деревообработка». Конструируют и изготавливают каркас электросамоката из дерева, а также необходимые системы крепежа, соединяя их с ранее разработанной составляющей - электромотором. Кроме того, каждый объект, созданный школьниками, обладает своим собственным технологическим дизайном и дизайном внешнего вида. Ученикам необходимо продумать эту немаловажную составляющую и также реализовать ее сначала в стадии эскиза и проектирования, а затем во время создания физического объекта. В результате работы в лаборатории школьники от начала до конца проходят все циклы создания технологического транспортного объекта - от физических экспериментов, гипотез, информационных моделей и математических расчетов, создания эскизов и дизайна до физической реализации - изготовления каркаса из дерева и фанеры, крепежа и электромотора. В итоге они создают реальный объект, который способен перемещать человека в пространстве. Лаборатория «Дизайн». Объединяет в себе модули информатики и информационных технологий, географии, биологии, физики и других школьных дисциплин с основными идеями дизайна школьного пространства и художественным творчеством. Для работы в проекте детям необходимо изучить в зависимости от выбранного предмета содержание тех учебных единиц, которые потребуются для воплощения их идеи (изучение регионов мира, флоры, фауны, формул физических законов, компьютерных систем и др.), чтобы отобрать необходимый визуальный ряд, который будет являться достоверным, для создания эскизов оформления предметных классов и рекреаций. После создания эскизов учащиеся переходят к выбору материалов для создания дизайна, осваивают различные художественные техники и, возможно, компьютерные средства, необходимые для визуализации изображений. Затем они приступаю к масштабированию эскизов и воплощению своих замыслов на реальных или «виртуальных» стенах школы. Результатом работы учащихся становится реальный дизайн учебных классов и рекреаций (рисунок). Подобная учебная деятельность способствует развитию творческого мышления, воспитывает способность к долгосрочным волевым усилиям, смелости в принятии решений, приобретению практического опыта в творческой деятельности, применения различных информационных технологий и реализации своих задумок в реальности. Кроме того, участники лаборатории получают определенный опыт проявления себя через искусство в социуме, так как они сами и другие ученики теперь видят каждый день результаты их деятельности. Лаборатория «Геотехнология» позволяет реализовать проект по созданию карты мира, на которой формы рельефа континентов будут выполнены в 3D-формате. Ученики исследует образование разнообразных горных пород, их залегание, движение тектонических плит, изучение географических объектов путем их макетирования в различных техниках (создают макеты складчатостей своими руками) и художественно оформляют их в соответствии с географическими характеристиками местности. В своей практической деятельности школьники используют математические свойства подобия, масштабы, картографические проекции, знакомятся с океаническими течениями и глубоководными впадинами. В результате подобной деятельности происходит обучение проектированию, масштабированию, оформительской деятельности, анализу и презентации результатов. Школьники изучают особенности распределения давления и температур, создают макеты земного шара и географические карты течений. ../../../../../../../Deskt Лаборатория «Дизайн» как часть проекта по использованию STEAM-технологий в обучении школьников Laboratory “Design” as part of a project on the use of STEAM technologies in teaching schoolchildren Лаборатория «Арт-путешествие». В этой лаборатории ученики проникают вглубь истории и культурных особенностей стран мира. При помощи современной компьютерной техники осуществляют поиск, отбор и обработку информации, изучают основы веб-дизайна для создания авторской интернет-страницы с результатами своего исследования, основы работы в графических редакторах и видеоредакторах, создают свой информационный проект (цифровой слайд, видеоролик и др.) - часть общей книги стран - энциклопедии народов мира. Также участники лаборатории изучают особенности национального искусства и обычаев выбранной страны, создают объекты, стилизованные под эти виды искусства, знакомятся и экспериментируют с кулинарными особенностями в культуре разных стран, собирают и реализуют рецепты и изготавливают кулинарные графические и видеоинструкции для общей книги «Кухни народов мира». Финалом работы в лаборатории является выставка художественно-прикладного творчества учащихся и кулинарный мастер-класс [6]. В результате каждый участник становится исследователем страны, автором страницы общей книги «Культура и кухни мира», приобщается к культуре и искусству изучаемой им и другими школьниками страны, расширяет свой кругозор в области кулинарного искусства, приобретает навыки приготовления блюд, учится представлять информацию в наглядном и доступном виде. Немаловажным является участие в проекте для развития и формирования таких личностных качеств участников, как способность к принятию культур и обычаев, отличных от тех, которые являются для учеников родными [7]. Представление общих результатов деятельности всех лабораторий, как правило, происходит в виде итоговых конференций, на которых каждая группа школьников защищает свой проект, выступая перед остальными учащимися и учениками. Формат представления не ограничивается и может быть творчески определен учениками в процессе создания. Учащиеся приобретают умения представлять результаты своей долговременной работы на публике, делать это в интересной и нестандартной форме (театральные сценки, музыкальный номер, викторина, компьютерная презентация, интерактивные мастермайнды, мастер-классы), обмениваясь опытом и получая обратную живую связь от ученического и учительского сообщества. Наблюдение за результатами товарищей расширяет представления учеников и обогащает их кругозор, возбуждает интерес для проведения последующих экспериментов. Заключение. Опыт организации вышеуказанных и подобных лабораторий позволяет сделать выводы о наличии существенных отличий образовательного процесса, реализуемого с применением технологии STEAM. В этой связи можно обоснованно выделить проявление свободы выбора, работу в свободном пространстве (в том числе и в смысле физических перемещений по классам), навыки самостоятельного планирования и деятельности в относительно гибком регламенте, понимание того, что необходимо интегрировать разные области знаний для решения жизненных задач, опыт прикладной деятельности, ручного труда, умение взаимодействовать в коллективе и достигать цели в необходимые сроки, представлять свой продукт и доказывать его состоятельность, проявлять себя в творчестве, проектировании, экспериментальной деятельности и исследовании. По сути, это означает, что школьники осуществляют раннюю профориентационную деятельность, которая может помочь выбрать в последующем профиль для более углубленного изучения. Опыт использования образовательной технологии STEAM демонстрирует появление следующих результатов: - возникает опыт проектной творческой работы в течение продолжительного времени; - происходит смена вертикальных отношений учитель - ученик на горизонталь сотрудничества и конструктивного взаимодействия всех участников процесса; - создаются условия для формирования у учащихся самостоятельного критического мышления; - предоставляется возможность пребывания учащихся в ситуации создания совместного продукта, который является уникальным; - возникают возможности взаимопроникновения и взаимообогащения разных научных областей, искусства, дизайна и технологий [11]; - приобретается возможность реализации практико-ориентированной модели, в которой каждый участник получает свой опыт, связанный с активной деятельностной позицией[27] [12-14]. В области психолого-педагогических результатов следует отметить: - большую вовлеченность учащихся в процесс обучения; - сохранение у них вовлеченности и мотивации на протяжении всего времени; - формирование у участников групп устойчивых связей, обеспечивающих продуктивность взаимодействия; - проявление и реализацию творческого потенциала учащихся; - высокий уровень рефлексии у учеников относительно своей работы на традиционных занятиях. Таким образом, отвечая вызовам времени, образовательная STEAM-технология, внедрение которой, как правило, базируется на масштабном использовании компьютерных средств и систем, становится одним из необходимых образовательных инструментов. Тем не менее важно отметить, что для современного этапа развития образования подобное обучение требует больших усилий от педагогического коллектива и администрации школ, как технологического, так и методического характера.

Об авторах

Дарья Алексеевна Семенова

Московский городской педагогический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: SemenovaD@mgpu.ru
ORCID iD: 0000-0002-3709-9804

кандидат педагогических наук, старший преподаватель, департамент музыкального искусства, Институт культуры и искусства

Российская Федерация, 119331, Москва, ул. Марии Ульяновой, д. 21

Список литературы