Створення та функціонування STEM-центру у Володимирецькому ліцеї «Колегіум» Володимирецької селищної ради

Період впровадження

2018–2024 роки

Проблема, на вирішення якої спрямована практика

Стрімкий розвиток науки та технологій ставить перед системою освіти завдання розвитку і виховання всебічно розвиненої, освіченої, інноваційної особистості згідно з Концепцією реалізації державної політики у сфері реформування загальної середньої освіти «Нова українська школа» на період до 2029 року.

Однак, вітчизняна система освіти далеко не завжди забезпечує формування у здобувачів освіти таких надзвичайно важливих в умовах цифрової економіки та глобального технологічного прогресу навичок, як критичне мислення, аналітичне мислення, креативність та здатність адаптуватися до змін. Обмежуються також і можливості дітей розвивати цілу низку ключових компетентностей, зокрема, компетентності у галузі природничих наук, техніки і технологій, а також інноваційність без яких не можлива успішна професійна реалізація в наукоємних та високотехнологічних галузях екомноміки.

Однією з причин є зниження рівня заінтересованості у вивченні предметів природничої, технологічної, математичної освітніх галузей у здобувачів освіти, зокрема, через відсутність інтегрованого підходу до навчання предметі природничо-математичного циклу.

STEM-освіта пропонує інноваційний підхід до навчання, який дозволяє:

• викладати математику, фізику, хімію та біологію не ізольовано, а інтегровано;
• впроваджувати проблемне навчання для самостійного здобуття учнями необхідних знань у процесі навчання;
• розвивати у здобувачів освіти так звані м’які навички;
• навчати практичному застосуванні наукових, математичних, технічних та інженерних знань для розв’язання практичних проблем.

Для модернізації природничо-математичної освіти (STEM-освіти), широкомасштабне її впровадження на всіх складниках та рівнях освіти розпорядженням Кабінету Міністрів України від 05.08.2020 № 960-р було схвалено Концепцію розвитку природничо-математичної освіти (STEM-освіти).

Невід’ємною складовою природничо-математичної освіти (STEM-освіти) є мережа STEM-центрів. Це спеціалізовані простори, обладнані високотехнологічними засобами навчання, покликані забезпечувати інтеграцію науки, технологій, інженерії та математики в освітньому процесі, сприяти розвитку інноваційного мислення, підвищувати рівень залучення здобувачів освіти до науково-дослідницької та інженерної діяльності, винахідництва, творчості, навчати учнів працювати в умовах, що постійно змінюються, надавати можливість працювати над реальними проєктами, розвиваючи практичні навички, та готувати до усвідомленого вибору майбутньої професії.

Цільова аудиторія (на кого розрахована практика)

Усі здобувачі освіти Володимирецького ліцею «Колегіум» Володимирецької селищної ради (далі – Ліцей «Колегіум»), учні інших закладів освіти Володимирецької громади.

Виконавці практики

Директор Ліцею «Колегіум» Остапенко Анатолій Федорович, педагогічні та інші працівники закладу.

Партнери

Інститут педагогіки НАПН України, Інститут модернізації змісту освіти, Рівненський обласний інститут післядипломної педагогічної освіти, заклади освіти Володимирецької селищної ради.

Методи реалізації практики

Створення STEM-центру в закладі освіти потребує системного підходу, ефективного планування та співпраці між усіма учасниками освітнього процесу. Ось ключові методи, використані для успішного втілення цього проєкту:

• Планування та визначення цілей:
• формулювання мети створення STEM-центру;
• аналіз навичок, на розвиток яких буде спрямовано діяльність STEM-центру, та визначення відповідних навчальних напрямів;
• опитування та анкетування учнів і батьків здобувачів освіти для визначення їхніх потреб і очікувань від STEM-центру.
• Збір наукової та фактичної інформації:
• аналіз наукових видань, досліджень щодо сучасних тенденцій розвитку STEM-освіти;
• вивчення досвіду інших закладів освіти, в структурі яких функціонують STEM-центри.
• Розробка концепції STEM-центру:
• визначення ключових підходів до організації діяльності центру з урахуванням умов воєнного часу;
• розробка архітектури, змісту та організаційно-педагогічних умов функціонування STEM-центру;
• формування теки інформаційно-методичного забезпечення для створення центру.
• Методично-консультативна робота:
• проведення нарад, консультацій і семінарів щодо сучасних підходів до створення STEM-центрів;
• організація обговорень проблем, що виникають у процесі реалізації проєкту;
• розробка науково-методичного супроводу діяльності STEM-центру.
• Ресурсне забезпечення:
• формування бібліотечного фонду (наукова література, науково-популярні видання та інші матеріали) зі STEM-тематики;
• залучення батьків здобувачів освіти до фінансової та волонтерської допомоги;
• налагодження співпраці з місцевим бізнесом для отримання спонсорської допомоги.
• Інформаційна підтримка та просування
• розміщення інформації про діяльність STEM-центру на офіційному вебсайті ліцею;
• використання соціальних мереж для популяризації проєкту та висвітлення досягнень учнів.
• Моніторинг та оцінка процесу впровадження:
• регулярний аналіз проблем, що виникають, та розробка рішень для їх подолання;
• постійна комунікація між адміністрацією, педагогами, учнями та батьками для коригування стратегії розвитку STEM-центру.

Алгоритм впровадження практики

STEM-центр – це інноваційний освітній майданчик, де учні можуть поєднувати знання з науки, технологій, інженерії та математики через практичні проєкти та дослідження. Це місце, де теорія перетворюється на реальність, а освітній процес стає цікавим і захоплюючим. Алгоритм створення STEM-центру на базі Ліцею «Колегіум» включав такі кроки:

• Провели аналіз потреб учнів Володимирецької громади. Для ефективного впровадження STEM-освіти враховували інтереси, очікування та рівень підготовки учнів. Аналіз потреб допоміг зрозуміти, які аспекти STEM-освіти є найбільш актуальними та цікавими для учнів та вчителів.
• Чітко сформулювали мету створення STEM-центру, описали знання та навички, що їх учні повинні отримати, визначили цілі і завдання центру, а також напрацювали план роботи.
• Розробили концепцію функціонування STEM-центру, створили детальний план розвитку центру, окреслили його структуру, напрацювали навчальні програми, які доповнюють і розширюють шкільну програму та враховують різні інтереси учнів та рівень їхньої підготовки, розробили навчальні матеріали, лекції, тренінги та інші форми роботи з учнями.
• Організували підвищення кваліфікації вчителів: проводили тренінги та семінари для вчителів, щоб вони могли ефективно працювати в STEM-центрі; запрошували фахівців із різних галузей для проведення майстер-класів та консультацій. Сформували команду однодумців, які працюють над розвитком центру.
• Створили позитивний імідж центру серед учнів, батьків та вчителів Володимирецької громади. Організовували відкриті уроки, дні науки, конкурси, виставки. Використовували засоби масової інформації для розповсюдження інформації про центр.
• Регулярно оновлюємо програми та обладнання відповідно до розвитку технологій та нових трендів. Збираємо відгуки учнів, вчителів та батьків про роботу центру та працюємо для досягнення результату.

Якісні результати

Створення та ефективне функціонування STEM-центру в ліцеї забезпечує досягнення низки якісних результатів, які впливають як на окремого учня, так і на всю шкільну спільноту.

Учні навчаються критично мислити, аналізувати інформацію, ставити запитання, робити висновки та приймати обґрунтовані рішення. Робота в команді над спільними проєктами розвиває в учнів навички комунікації, взаємодії та лідерства. Практична спрямованість занять, використання сучасних технологій та реалізація цікавих проєктів підвищують зацікавленість дітей до навчання. Учні опановують сучасні технології, програмне забезпечення та цифрові інструменти. STEM-центр стимулює учнів до творчого мислення, пошуку нестандартних рішень та розробки інноваційних ідей, допомагає визначитися з майбутньою професією та набути необхідних знань і навичок. STEM-центр сприяє підвищенню якості освіти завдяки використанню інноваційних методів навчання та нових технологій, створенню позитивного іміджу ліцею як інноваційного закладу освіти та розширенню партнерських зв’язків з закладами вищої освіти й різними організаціями.

У STEM-центрі двічі на рік проводяться заходи в рамках декад «STEM-осінь», «STEM-зима» та «STEM-весна», STEM-школа, у яких беруть участь учні 1-11 класів. Щороку вихованці ліцею стають переможцями конкурсу-захисту науково-дослідницьких робіт, Всеукраїнських учнівських олімпіад.

Команди Володимирецького ліцею «Колегіум» брали участь у Всеукраїнській олімпіаді з робототехніки ROBOTICA 2019, ROBOTICA 2021 у Молодшій лізі Регулярної категорії WRO та у Підготовчій категорії Сумо Wedo 2.0». За результатами участі у П’ятнадцятій міжнародній виставці «Інноватика в сучасній освіті», яка проходила у жовтні 2023 року, Ліцей «Колегіум» нагороджений золотою медаллю та сертифікатами авторів конкурсних робіт у тематичній номінації «STEM-навчання як крок до вибору майбутньої професії».

Кількісні результати

Кількісні результати є важливим індикатором успішності STEM-центру та дозволяють оцінити його ефективність. Ось деякі з ключових показників, які можна відстежувати:

• кількість учнів, які відвідують STEM-центр збільшується – цей показник демонструє зацікавленість дітей;
• збільшується кількість учнів, які беруть участь у проєктах – цей показник відображає активність учнів та їхню залученість у практичну роботу;
• зростає кількість учасників та переможців олімпіад, конкурсів – це свідчить про рівень підготовки учнів та їхні досягнення;
• зростає середній бал з природничо-математичних предметів – цей показник дозволяє оцінити вплив STEM-центру на академічну успішність;
• кількість учнів, які обрали STEM-спеціальності після закінчення закладу, збільшується – цей показник демонструє довгостроковий вплив STEM-центру;
• збільшується кількість проведених занять, проєктів, конкурсів – цей показник відображає активність центру;
• збільшується кількість годин, проведених учнями в STEM-центрі – це дозволяє оцінити загальний обсяг роботи, виконаної в центрі;
• зростає кількість залучених експертів, науковців до роботи в центрі – це свідчить про якість партнерства та можливості для учнів;
• збільшується кількість опублікованих наукових робіт, статей – цей показник відображає рівень досягнень учнів та педагогів;
• збільшується кількість створених моделей – цей показник демонструє практичну спрямованість роботи центру.

Головні переваги та можливі ризики впровадження практики

Створення STEM-центру – це складний, але водночас дуже перспективний проєкт. Реалізуючи його, заклад може забезпечити своїм учням сучасну освіту, яка відповідає вимогам XXI століття. Успішне функціонування центру має багато переваг, але також має свої потенційні ризики. Розглянемо їх детальніше.

Головні переваги:

• розвиток критичного мислення та творчості: учні навчаються аналізувати інформацію, вирішувати проблеми та генерувати нові ідеї;
• підвищення зацікавленості до STEM-дисциплін: практичні заняття та проєкти роблять навчання більш цікавим та доступним;
• підготовка до викликів сучасного світу: STEM-освіта готує учнів до життя в технологічно розвиненому суспільстві;
• покращення результатів навчання: заняття в STEM-центрі можуть позитивно вплинути на успішність учнів із природничих наук та математики;
• створення сприятливого освітнього середовища: STEM-центри сприяють розвитку інноваційної культури в ліцеї;
• розширення можливостей для самореалізації: учні отримують можливість розвивати свої таланти та здібності, задовольняти свої інтереси;
• підвищення престижу Ліцею «Колегіум»: заклад зі STEM-центром стає більш привабливими для учнів та їхніх батьків.

Можливі ризики:

• недостатнє фінансування: обладнання, матеріали та оплата додаткових годин для вчителів потребують значних фінансових ресурсів;
• відсутність кваліфікованих кадрів: не всі вчителі готові працювати в STEM-центрі, тому необхідне додаткове навчання та підготовка;
• недостатня підтримка: без підтримки керівництва громади успішна робота STEM-центру буде ускладнена;
• відсутність інтересу учнів; не всі учні можуть бути зацікавлені в STEM-освіті;
• складність у координації роботи: створення та підтримка STEM-центру вимагає значних організаційних зусиль;
• застарілість (зношення) обладнання: технології швидко розвиваються, тому обладнання STEM-центру потребує регулярного оновлення.

Інформація у ЗМІ: автори, назва, посилання

Інструктивно-методичні рекомендації щодо використання обладнання STEM-лабораторії в освітньому процесі (з досвіду Володимирецького ліцею «Колегіум») // за загальною редакцією Анатолія ОСТАПЕНКА, Володимирець, 2022;

Відкриття STEM-центру http://vrk3.org.ua/2020/09/page/5/;

Використання обладнання STEM центру в освітньому процесі https://youtu.be/ebaChi1lWx4?si=Gmu02Kwj_A8dW26O;

STEM-середовище, що розвиває та надихає стати дослідником, винахідником https://youtu.be/2PdAd0ijIFM?si=BsX1v966ypGuTbtb;

Володимирецький ліцей «Колегіум» Володимирецької селищної ради. Втілення авторської моделі в рамках Всеукраїнського експерименту https://youtu.be/-8OhSe3yclw?si=fVBELjXd2df3XWJW.

Інформація про орган місцевого самоврядування

Володимирецька селищна рада

Повна назва органу, повна адреса, електронна скринька, телефон, ПІП голови, сайт чи соціальні мережі

Володимирецька селищна рада,

34300, Рівненська обл., Вараський р-н, с-ще Володимирець, вул. Повстанців, 21

mail@volodselrada.gov.ua

(03634) 2-52-10

В.о. голови Блищик Юрій Миколайович

https://volodselrada.gov.ua/

Орган управління освітою громади: повна назва, повна адреса, телефон, електронна скринька, сайт чи соціальні мережі, ПІП начальника

Управління соціально-культурної сфери Володимирецької селищної ради

34300, Рівненська обл., Вараський р-н, с-ще Володимирець, вул. Соборна, 39

sotsiokultura@volodselrada.gov.ua

(03634) 2-52-10

Начальник управління Друзь Вадим Віталійович

Особа, яка відповідальна за впровадження практики

Остапенко Анатолій Федорович, директор Володимирецького ліцею «Колегіум» Володимирецької селищної ради; Русін Марина Миколаївна, інженер-електронік Ліцею «Колегіум».

Опис роботи

Ліцей «Колегіум» є регіональним лідером з питань упровадження STEM-освіти.

Із STEM-середовищем ліцею здобувачі освіти знайомляться з перших днів навчання. Поряд зі звичайними дослідами вони працюють з конструкторами Lego, наборами юного дослідника, інтерактивними дошками та панелями, програмним забезпеченням та обладнанням STEM-центрів.

STEM у початковій школі побудоване навколо дослідження та розуміння навколишнього світу й формування обізнаності з основними напрямами та професіями STEM. Головна мета – викликати в учнів цікавість до навчання та науки, а не виконати певну кількість дослідів. Окрім того, саме в молодшій школі важливо робити акцент на можливості вивчення STEM не лише в закладі освіти, а й поза його межами.

У середній школі дещо ускладнюється вивчення STEM-галузей, що вимагають від учнів засвоєння нових знань і навичок. Основним завданням педагогів є продовження знайомства з напрямками та професіями STEM і пізнання специфічних умінь та кваліфікації, яких потребує та чи інша галузь. Важливість цього етапу для учнів полягає в тому, що вони починають визначатися зі своїми вподобаннями та пріоритетами в майбутній кар’єрі.

Старша школа передбачає зосередженість на практичному застосуванні здобутих навичок, поглиблення знань за всіма чотирма напрямами STEM. Дослідження стають більш складними та потребують більше часу, а основою виконання проєктів є пошук актуальних рішень для людства: розвиток альтернативних джерел енергетики, зменшення забруднення планети, глобальне потепління, шляхи раціонального використання ресурсів, роботизація екологічно чистих виробництв тощо. Учні фокусуються переважно на можливостях, які надає STEM-освіта на регіональному та глобальному рівнях.

Невід’ємною складовою STEM-середовища ліцею є STEM-центр, до складу якого входять дев’ять лабораторій (у тому числі віртуальних):

• STEM-лабораторія;
• лабораторія проєктно-технічної діяльності;
• лабораторія технічної творчості;
• лабораторія мистецтва кулінарії;
• лабораторія сучасного одягу, краси та здоров’я;
• лабораторія розвитку технічної майстерності;
• лабораторія робототехніки;
• лабораторія роботомеханіки;
• лабораторія 3D-моделювання та основ відеотехнологій.

Діяльність STEM-центру спрямована на:

організацію науково-орієнтованої діяльності здобувачів освіти з використанням високотехнологічних засобів навчання, інноваційних моделей освіти, їх розроблення та апробацію;

популяризацію результатів винахідницької, науково-орієнтованої діяльності та розвиток учнівської творчості;

удосконалення, підвищення кваліфікації педагогічних працівників.

Напрямами діяльності STEM-центру є: програмування, елементи штучного інтелекту, електроніка, мехатроніка, адитивні технології, числове програмне керування, комп’ютерне моделювання, фрезерні та лазерні технології, кліматичні, астрономічні, біологічні спостереження та опрацювання їх результатів, робототехніка, інженерія, тривимірне моделювання; хіміко-біологічні та агроекологічні технології; конструювання; веб-дизайн, основи відеотехнології, цифрове мистецтво тощо.

Разом з тим, у ліцеї функціонують мейкерські STEM-простори, де здобувачі освіти зможуть у вільний час займатися технічним конструюванням, інженерною справою, моделюванням, дизайном, дослідженнями тощо. Мейкер-простір можна будувати у форматі DIY («do it yourself» – зроби власноруч), DIWO («do it withothers» – зроби з іншими) або DIT («do it together» – зроби разом). Такий простір – це своєрідна лабораторія, що оснащена меблями, різноманітними конструкторами, технічними приладами, зокрема сучасними 3D-принтерами, лазерними різаками, вимірювально-цифровими комплексами тощо.

Заслуговує на увагу формат проведення заходів у ліцеї, що сприяють розвитку напрямів STEM-освіти. STEM-квест – перспективна педагогічна технологія, що охоплює набір проблемних завдань з елементами рольової гри, для виконання яких можуть знадобитися будь-які ресурси, зокрема, ресурси STEM-центру. STEM-пікніки, змагання роботів. Це одночасно мініпроєкт, інтелектуальне змагання, ділова гра, групова робота. Така система роботи, спрямована на надання допомоги учневі у визначенні й виборі конкретної професії на основі виявлення й оцінки його загальних і спеціальних здібностей, інтересів, потреб і об’єктивних умов професійної підготовки і працевлаштування.

Щоб зацікавити учнів наукою і дати їм поштовх до розвитку власного потенціалу вчителі-предметники двічі на рік проводять заходи в рамках декад «STEM-школа», «STEM-осінь», «STEM-зима» та «STEM-весна». За умов безпекової ситуації в червні 2025 року на базі Ліцею «Колегіум» планується організувати наукові пришкільні табори відповідно до зацікавлень учнів.

Щороку учні ліцею стають призерами або переможцями конкурсу-захисту науково-дослідницьких робіт. Участь в конкурсі забезпечує реалізацію прагнення кожного учня розвинути свій інтелектуальний потенціал, адже для цього створені сприятливі умови. Розмаїття напрямів дає можливість проводити дослідження в різних сферах життєдіяльності. Готуючи дітей до участі в конкурсі-захисті науково-дослідницьких робіт учнів – членів Малої академії наук України, педагоги використовують різнобічні напрями діяльності, різні організаційні форми роботи, які сприяють наближенню учнів до здобуття STEM-освіти.

Команди Ліцею «Колегіум» брали участь у Всеукраїнській олімпіаді з робототехніки ROBOTICA 2019, ROBOTICA 2021 у Молодшій лізі Регулярної категорії WRO та у Підготовчій категорії Сумо Wedo 2.0.

25–27 жовтня 2023 року відбулася П’ятнадцята міжнародна виставка «Інноватика в сучасній освіті». За результатами участі у виставці Володимирецький ліцей «Колегіум» єдиний у Рівненській області нагороджений золотою медаллю та сертифікатами авторів конкурсних робіт у тематичній номінації «STEM-навчання як крок до вибору майбутньої професії».

З вересня 2024 року Ліцей «Колегіум» розпочав реалізацію інноваційного освітнього проєкту на всеукраїнському рівні за темою «Науково-методичне забезпечення STEM-освіти в закладах освіти» (наказ Міністерства освіти і науки України від 09.10.2024 № 1438).

Висновок

Створення та функціонування STEM-центру – це складний, але водночас дуже перспективний проєкт. Реалізуючи його, ліцей може забезпечити своїм учням сучасну освіту, яка відповідає вимогам XXI століття.