STEM-білім берудің тарихы мен дамуы

STEM дамуының тарихы бұл термин пайда болғанға дейін, 1950-жылдары басталған. Сол кезде АҚШ пен КСРО арасындағы ғарыштық жарыстың нәтижесінде Америка Құрама Штаттарының үкіметі елдегі білім мен ғылымды дамыту үшін үлкен көлемде қаржы бөлуді ұйғарды. Қабілетті студенттер физика мен математиканы оқуға арналған стипендиялар алды, мұғалімдер жаратылыстану ғылымдарын заманауи форматта оқытуға үйретілді, ал оқу бағдарламалары жаңғыртылды.

2001 жылы АҚШ-тың Ұлттық ғылыми қоры STEM аббревиатурасын ұсынды. Кейін, 2000-жылдары, информатика, математика және жаратылыстану ғылымдары саласындағы білім сапасын жақсартуға бағытталған түрлі бастамалар енгізілді. Уақыт өте келе STEM моделі басқа елдердегі оқу орындарында кеңінен қолданылды, әсіресе Франция, Ұлыбритания, Австралия, Израиль, Қытай, Сингапур елдерінде.

STEM білім беру ұғымы және оның негізгі элементтері

STEM-білім беру (Science, Technology, Engineering, Mathematics) — жаратылыстану ғылымдары мен инженерлік пәндерді оқытудың кешенді моделі. Оның негізгі ерекшелігі – интеграциялық тәсіл: студенттер биология, химия, физика және математика арасындағы өзара байланыстарды көре отырып, әртүрлі технологиялық мәселелерді тиімді шешуді үйренеді.

• Ғылым(Science)
  Бұл бөлім табиғи құбылыстар мен оларды реттейтін заңдарды зерттеуді қамтиды. Оған биология, химия және физика сияқты пәндер кіреді.
• Технология(Technology)
  Бұл элемент ғылыми білімді қолдану арқылы практикалық мәселелерді шешуге арналған құралдар жасауды білдіреді. Программалау, деректерді талдау, процестерді автоматтандыру – STEM жүйесіндегі Technology саласына кіретін бағыттардың толық емес тізімі.
• Инженерия(Engineering)
  Студенттер жаңа жүйелер мен нысандарды жобалау және жасау үдерісін міндетті түрде зерттейді. Оған электротехника, машина жасау, құрылыс, химиялық инженерия және басқа да көптеген салалар жатады.
• Математика(Mathematics)
  Студенттер алгебра, геометрия, статистика және ықтималдықтар теориясын оқиды. Математика – STEM-нің басқа элементтерінің негізі болып табылады, сабақтарда оқушылар логика мен алгоритмдік ойлауды дамытады.

Қазіргі әлемдегі STEM-білім берудің ерекшеліктері

• Практикалық бағыттылық. Барлық оқу тапсырмалары – қолданбалы сипатқа ие, ал олардың нәтижелері нақты мәселелерді шешуге қолданылуы мүмкін. Студенттер қоқысты сұрыптайтын роботты бағдарламалайды, ауа райы деректерін талдайды, өсімдіктермен тәжірибелер жүргізеді және т.б.
• Жобалық форма. Студенттер топтарға бірігіп, белгілі бір тапсырманы бірлесе орындайды. Бұл коммуникативтік және топта жұмыс істеу дағдыларын дамытуға көмектеседі, бұл олардың болашақ кәсіби өміріне пайдалы болады.
• Сын тұрғысынан ойлауға басымдық беру. Студенттер өз бетінше ақпарат жинауды және талдауды, сұрақтар қоюды және алынған деректерді заманауи ғылыми көздерге сүйене отырып сыни тұрғыдан бағалауды үйренеді.

STEM-білім берудің студенттер мен қоғам үшін маңызы

STEM-білім беру креативті және инновациялық ойлауды дамытуға ықпал етеді: студенттер үнемі жаңа идеялар мен бар мәселелерді шешудің тиімді жолдарын іздейді. Сонымен қатар, пәнаралық тәсіл проблеманы әртүрлі қырынан қарастыруға мүмкіндік береді, тек бір ғана пәндік салаға тәуелді болмайды. Мұндай мамандар еңбек нарығында жоғары сұранысқа ие және энергетика, биохимия, IT, экология, машина жасау және басқа да көптеген салаларда жұмыс істей алады.

Білікті STEM-мамандар жаңа технологиялардың дамуына үлес қосып, медицина мен инженерия салаларында инновациялық шешімдер ұсыну арқылы адамдардың өмір сүру сапасын жақсартуға көмектеседі.

STEM-білім берудің артықшылықтары

• Практикалық бағыттылық
• Жекелеген пәндерден гөрі интеграцияланған оқыту
• Жобалық тәсіл
• Сын тұрғысынан ойлау және топта жұмыс істеу дағдыларын дамыту
• Болашақ мансапқа қажетті пайдалы дағдыларды меңгеру
• Креативтілікті дамыту
• Ерте кәсіби бағдар беру

Жоғарыда аталған STEM-тәсілдің артықшылықтарынан бөлек, келесілерді де атап өтуге болады:

• Оқу пәндеріне қызығушылықтың артуы. Көптеген оқушылар сабақта көп теория оқып, оны өмірде қалай қолданатынын білмегендіктен қызығушылықтарын жоғалтады: «Маған котангенстер не үшін керек?!». STEM-тәсіл сабақтардың практикалық маңызын көрсетіп, оқуға деген ынтаны арттырады.
• Аналитикалық ойлауды дамыту. Мәселелерді шешу үшін ақпарат жинау, тәжірибе жасау, шешу жолдарын бірге талқылау қажет. Бұл оқушылардың логикасы мен аналитикалық ойлау қабілеттерін дамытып, болашақта табысты мансап құруына көмектеседі.
• Нәтижені көру мүмкіндігі. STEM-тәсіл оқушыларға өз іс-әрекеттерінің нақты, өлшенетін нәтижелерге және қоғамға пайда әкелетінін көрсетеді. Мысалы, көптеген шетелдік мектептерде балалар мектеп бағында көкөністер өсіріп, ауыл шаруашылығы мен органикалық егіншілік негіздерін зерттейді.
• Сын тұрғысынан ойлауды дамыту. STEM әдісі арқылы оқушылар гипотезалар құрып, ақпаратты талдап, мәселенің оңтайлы шешімін табуды үйренеді. Олар сенімді дереккөздерді анықтауды, пікір мен фактілерді ажыратуды, түрлі процестердің себеп-салдарын түсінуді меңгереді. Бұл дағдыларды бастауыш сыныптардан бастап дамытуға болады.

STEM-дисциплиналарын оқытудың үздік тәжірибелері мен әдістемелері

• Проблемалық оқыту әдісі бұл студенттер оқытушының басшылығымен берілген мәселелерді шешу және өз тәжірибелерін түсіну үшін жұмыс жасайтын оқыту әдісінің бір түрі [7]. Г.Г. Ковалевтың айтуынша, проблемалық оқыту оқытушыдан дайын білімді беруді емес, болжамдарды тұжырымдау және оларды іс жүзінде тексеру арқылы студенттер өз бетінше шешім іздейтін жағдайлар жасауды талап етеді. Бұл логикалық ойлау мен талдау қабілетін дамытуға ықпал етеді. Яғни, әдісті пайдалану үшін оқытушының дайындығы, әдісті іс жүзінде қолдана алуы маңызды.
• Жобалық оқыту әдісі — STEM-тәсілінде қолданылатын танымал әдістердің бірі. Бұл әдіс нақты анықталған мәселелерге арналған шешімдерді әзірлеуге ынталандыратын практикалық әрі ауқымды әрекеттерді қамтиды. Е.С. Полаттың айтуынша, жобалық оқытуды сыни тұрғыдан ойлау, топтық жұмыс, көшбасшылық және цифрлық технологияларды пайдалану сияқты ХХІ ғасыр дағдыларын қалыптастырудың бірегей мүмкіндіктерін ұсынушы әдіс ретінде қарастыруымызға болады. Сонымен қатар, John W. Thomas айтуынша, жобалық оқыту студенттерді нақты жобалармен жұмыс істеуге итермелейді, бұл оларға академиялық дағдыларды ғана емес, сонымен қатар практикалық мәселелерді шешу дағдыларын дамытуға мүмкіндік береді. Яғни көбейту арқылы емес, жасау арқылы оқыту.

STEM-білім берудің болашақтағы даму перспективалары

Көптеген елдерде STEM-білім беру әлі де қарқынды дамудың бастапқы кезеңінде. Алдағы уақытта оқыту үдерісіне AR және VR технологиялары белсенді енгізіліп, оны интерактивті әрі тартымды ету жоспарлануда. Сонымен қатар, оқытушылар оқу бағдарламаларын студенттердің жеке қажеттіліктеріне бейімдеуге көбірек көңіл бөлетін болады.

Қазірдің өзінде пәнаралық тәсіл кең таралуда, STEM пен гуманитарлық ғылымдардың бірігуі орын алып жатыр. Мысалы, STEAM (Science, Technology, Engineering, Arts, Mathematics) моделі пайда болды, онда студенттер қосымша өнер мен креативті индустрияларды зерттейді.

АҚШ пен Ұлыбританияда STEM саласына әйелдердің қатысуын арттыру бойынша белсенді шаралар қабылдануда, себебі бұрын ғылым саласында ер адамдар басым болған. Бұл мақсатта оқуға гранттар бөлініп, байқаулар, жазғы лагерьлер, конференциялар өткізіліп, тәлімгерлік бағдарламалар жасалуда. Алдағы жылдары бұл үрдіс сақталып, көптеген елдерде одан әрі дами түседі деп күтілуде.