STEM–цэнтр для будучых даследчыкаў

Школьнікам не заўсёды лёгка даюцца веды і навыкі ў галіне дакладных навук. У той жа час мы маем вострую патрэбу ў вынаходніках, даследчыках, інаватарах і спецыялістах у сферы IT. Каб дапамагаць у вырашэнні гэтай супярэчнасці, на базе сярэдняй школы № 2 Чавусаў быў створаны раённы STEM-цэнтр у межах мясцовай ініцыятывы “STEM-адукацыя для актывізацыі творчага і інавацыйнага патэнцыялу дзяцей і моладзі Чавускага раёна”.

Адкрытая пляцоўка

STEM-цэнтр — гэта адкрытая пляцоўка для далучэння дзяцей да праектнай і даследчай дзейнасці, канструявання, праграмавання і інжынернай творчасці. Тут фарміруецца цікавасць да навукі і пазнання навакольнага свету, навыкі правя­дзення лабараторнага эксперыменту, разуменне фундаментальных навуковых паняццяў і законаў, уменне прымяняць сучасныя інструменты дзейнасці, кампетэнцыі XXI стагоддзя: крытычнае мысленне, крэатыўнасць, камунікацыю, вопыт работы ў камандзе, навыкі супрацоўніцтва, даследавання і праектавання.

STEM-цэнтр дае магчымасць рэалізаваць самыя разнастайныя адукацыйныя праграмы ў галіне праграмавання, тэарэтычных даследаванняў і эксперыментаў. Пры гэтым работа вядзецца праз асобныя праекты, і кожны школьнік можа атрымліваць веды на аснове асабістага досведу. Ён самастойна прыходзіць да разумення матэрыялу праз рашэнне практычных задач.

У нашай школе 6 педагогаў праводзяць штотыднёвыя заняткі з навучэнцамі ў STEM-цэнтры, а наведвае іх 48 вучняў — гэта 18,5% навучэнцаў 5—9 класаў школы. Таксама заняткі на базе нашага цэнтра мо­гуць праводзіць педагогі з іншых школ.

Тры кампаненты

Наш STEM-цэнтр складаецца з асобных кампанентаў. Адных дзяцей вабяць датчыкі лічбавай лабараторыі RELAB. Іншыя цікавяцца праграмаваннем у асяроддзі Scratch. Трэцім цікава працаваць над медыяпрадуктамі, якія дапамагаюць вывучаць дакладныя навукі і вырашаць задачы практычнага зместу.

Напэўна, самая цікавая частка цэнтра — лічбавая лабараторыя, якая ўтрымлівае набор датчыкаў, што дазваляюць вымяраць хімічныя, біялагічныя і фізічныя параметры, напрыклад вільготнасць, pH, канцэнтрацыю іонаў. Усе прыборы злучаюцца з камп’ютарам, што дазваляе навучэнцам не толькі назіраць за з’явай, але і счытваць працэсы, адлюстроўваць іх на графіках і дыяграмах. Напрыклад, мы можам не проста сказаць дзецям, што расліны паглынаюць вуглякіслы газ і выдзяляюць кісларод. Мы можам з дапамогай датчыкаў убачыць, як зніжаецца ўзровень вуглякіслага газу. А можам прааналізаваць іонны склад звычайнага яблычнага соку. Ці іншы прыклад — пошук інфузорыі-туфелькі з дапамогай электроннага мікраскопа, у выніку чаго дзеці бачаць сувязь навукі з рэальным жыццём і з большай цікавасцю ставяцца да хіміі і біялогіі. Усё гэта дае новыя магчымасці для стварэння праблемных сітуацый на занятках.

Дзякуючы наяўнасці планшэта, педагогі могуць праводзіць заняткі за межамі STEM-цэнтра. Усе даныя з датчыкаў трапляюць адразу на планшэт. Можна выйсці на прышкольную тэрыторыю і, скажам, замераць узровень вільготнасці глебы. Дзеці ахвотна карыстаюцца магчымасцю правесці заняткі на адкрытым паветры.

Падчас заняткаў вучні ра­шаюць практычныя задачы ў малых групах (2—4 чалавекі) з дапамогай лабараторных эксперыментаў. Яны выконваюць заданні, адказ­ваюць на пытанні, праектуюць прыборы, канструююць ўстаноўкі, плануюць і праводзяць нескладаныя даследаванні з іх дапамогай. Яны мо­гуць самі запісваць на відэа асобныя эксперыменты ці ўрыўкі заняткаў у цэнтры. Пасля гэта ператвараецца ў ролікі, якія можна выкарыстоўваць на ўроках, падчас прэзентацыі навуковых даследаванняў. Так адначасова з развіццём навукі і тэхналогій адбываецца і развіццё крэатыўных індустрый.

У STEM-цэнтры право­дзяцца практычныя заняткі (лабараторныя работы з элементамі даследавання); самастойныя заняткі (стварэнне справаздач, засваенне інфармацыйных крыніц, тэсціраванне, падрыхтоўка праектаў і г.д.); дэмалекцыі (дэманстрацыя эксперыментаў, пастаноўка і абмеркаванне праблем прадметнага характару); дыскусіі. Выхаванцы цэнтра прымаюць удзел у палявых практыках і экскурсіях; канферэнцыях, прэзентацыях і абаронах проектаў.

Важная частка навучання ў STEM-цэнтры — гэта атрыманне ўяўленняў пра алгарытмічныя структуры, работу з імі пажадана пачынаць на пачатковых этапах. Паспяховае знаёмства з алгарытмічнымі структурамі адбываецца ў вучняў 5—6 класаў. Таму ў нашым STEM-цэнтры школьнікі вучацца алгарытмічнаму мысленню ў асяроддзі праграмавання. Яно не толькі зручнае для вывучэння, але і дапамагае матываваць вучняў: іх натхняе хуткі вынік — створаныя ўласнымі рукамі гульні, інтэрактыўныя вучэбныя праграмы, крэатыўныя праекты, аніміраваныя гісторыі. Так, выкарыстоўваючы сабраныя ў лабараторыі даныя, школьнікі ства­раюць графікі і дыяграмы, складаюць і выкарыстоўваюць формулы для вырашэння ўласных даследчых задач. Вывучэнне Scratch дазваляе інтэграваць веды з розных прадметных галін, што спрыяе іх замацаванню.

Дасягнуць поспехаў

Дзякуючы STEM-цэнтру, нашы вучні дасягаюць поспехаў у навуковай і даследчай рабоце. Вось некалькі прыкладаў.

Ідэя даследчай работы “Уздзеянне каляровых плёнак на раслінныя пігменты” нарадзілася, калі хтосьці заўважыў, што кабачкі, якія выраслі ў парніках з сіняй плёнкай, сталі ружовымі. Так пачалася доўгая работа: вучні параўноўвалі, як колер плёнкі ўздзейнічае на здольнасць хларафілу паглынаць святло. Дзеці з дапамогай настаўніка фізікі сканструявалі спецыяльны прыбор, а пад кіраўніцтвам настаўніка біялогіі зрабілі выцяжку з лісця таматаў, каб даследаваць жоўтыя і зялёныя пігменты. Навучэнцам неабходна было разлічваць канцэнтрацыю раствораў, плошчу плёнкі для пакрыцця парніка і г.д. Усе разлікі патрабавалі ведання геаграфіі, хіміі, біялогіі, матэматыкі і інфарматыкі. Дарэчы, найлепшай па выніках даследавання аказалася празрыстая плёнка.

З гэтай работай навучэнцы вынікова выступілі на абласной канферэнцыі работ даследчага характару (дыплом ІІІ ступені), ХІІ Рэспубліканскім конкурсе дзіцячых навукова-практычных праектаў эколага-біялагічнай тэматыкі “Празрыстыя хвалі Нарачы” (дыплом ІІ ступені), V Магілёўскім фестывалі навукі, Міжнароднай канферэнцыі “Гульні розуму” (дыплом І ступені), абласным этапе VI конкурсу навукова-тэхнічнай творчасці навучэнцаў Саюзнай дзяржавы “Таленты XXI стагоддзя” (дыплом ІІ ступені), заключным этапе Рэспубліканскага конкурсу навуковых біёлага-экалагічных работ (дыплом ІІІ ступені). За выніковае выступленне на рэспубліканскім конкурсе навучэнка 9 класа Дар’я Гарэлава была заахвочана прэміяй спецыяльнага фонду Прэзідэнта Рэспублікі Беларусь па сацыяльнай падтрымцы адораных навучэнцаў і студэнтаў.

Работа “Утылізацыя ападкаў сцёкавых вод метадам кампаставання” пачалася з жадання выра­шыць адразу дзве праблемы: дапамагчы ў азеляненні новага мікрараёна Чавусаў і пазбавіцца лісця, што кожную восень ападае на прышкольнай тэрыторыі. Справа ў тым, што каля 40% высаджаных у новым мікрараёне дрэў паміралі ад дрэннай глебы. Школьнікі прыгатавалі кампост з лісця і пілавіння з правільнымі суадносінамі вугляроду і азоту, каб дапамагчы дрэвам. Падчас работы над праектам навучэнцам неабходна было разлічыць аб’ём атрыманага кампосту, яго масу і плошчу, на якую яго хопіць. Гэтая работа была ўдастоена дыплома ІІ ступені на адкрытай маскоўскай інжынернай канферэнцыі школьнікаў “Патэнцыял”.

Правядзенне такіх даследаванняў і міні-праектаў у STEM-цэнтры спрыяе інтэграцыі такіх прадметаў, як матэматыка, інфарматыка, біялогія, хімія, геаграфія і інш. Большасць навучэнцаў, якія прайшлі навучанне ў праграмным асяроддзі STEM-цэнтра, актыўна ўдзельнічаюць у конкурсах праектаў, даследчых канферэнцыях, многія атрымліваюць высокія ўзнагароды за свае работы. Гэтае асяроддзе слу­жыць добрым інструментам для стварэння даследчых і творчых праектаў, інтэрактыўных вучэбных праграм.

STEM-адукацыя спрыяе фармаванню даследчай дзейнасці, алгарытмічнага мыслення, фарміруе крэатыўны падыход да вырашэння задач, служыць матывацыяй да прафесійнага самавызначэння ў сферы IТ.

Наталля ТУЖЫКАВА,
настаўніца біялогіі;
Кацярына ШУКАЙЛАВА,
настаўніца матэматыкі сярэдняй школы № 2 Чавусаў.