Модельна навчальна програма
«SТEM. 5-6 класи (міжгалузевий інтегрований курс)» для закладів загальної середньої освіти
(авт. Бутурліна О.В., Артєм’єва О.Є.)
«Рекомендовано Міністерством освіти і науки України» наказ Міністерства освіти і науки України від 12.07.2021 № 795 (у редакції наказу Міністерства освіти і науки від 29.09.2021 № 1031)
ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
1. Вступна частина
Сьогодні STEM-освіта стає для України одним із ключових напрямків модернізації освітньої галузі, складовою державної політики щодо зміцнення економіки та розвитку людського капіталу, одним з головних чинників сталого інноваційного розвитку. STEM-освіта є одним із напрямків випереджальної освіти для сталого розвитку, яка в прогнозному плані покликана реагувати на нинішні та наступні запити індустрії 4.0. Саме вона має забезпечити високотехнологічне виробництво необхідними кадрами.
Метою впровадження міжгалузевого інтегрованого курсу «STEM» у системі базової загальної середньої освіти є рання професійна орієнтація та розвиток уявлень про роль і значення STEM-освіти, STEM-професій та кар’єру в Україні; популяризація та пропедевтика природничої, математичної, інформатичної та технологічної освітніх галузей; розвиток науково-технічної творчості, та створенню умов для розвитку STEM– компетентностей, що визначені Концепцією розвитку природничо-математичної (STEM-освіти) через залучення їх до дослідження, мейкерства, освоєння нових технологій та проектну діяльність.
Завданням курсу є:
1. Формування у здобувачів освіти STEM-компетентностей, визначених Концепцією розвитку природничо математичної освіти (STEM-освіти):
когнітивних навичок, наукової грамотності;
навичок оброблення інформації, розуміння, інтерпретації, аналізу та екстраполяції емпіричних даних, перевірки їх достовірності, надійності; відображення результатів ефективними способами, прийняття рішень на основі наукових даних;
інженерного мислення, - виявлення та розв’язання складних проблем на основі аналізу даних, пошук рішень, їх оцінювання та втілення найефективнішого рішення за допомогою технічних засобів;
науково-дослідницьких навичок - проведення наукових досліджень, висунення, обґрунтування і перевірка гіпотези, експериментування, аналіз даних та підготовка висновків, що підтверджують, спростовують або модифікують гіпотезу, а також спостереження, вимірювання, прогнозування, використання просторово-часових зв’язків, інтерпретація даних;
алгоритмічного мислення та цифрової грамотності - ефективне використання цифрових технологій для комунікації, обробки інформації, інтерпретації та аналізу даних, формулювання проблем та їх розв’язання у вигляді комп’ютерних алгоритмів, які можуть бути автоматично оброблені;
складення інструкцій або алгоритмів, що дають змогу виконати певні завдання за допомогою відповідної техніки;
креативності - якостей, що сприяють творчості здобувачів освіти, здатності до прийняття креативних функціональних рішень, інноваційності (удосконалення існуючих продуктів, процесів та систем);
технологічних навичок - психомоторних навичок, що пов’язані з правильним та безпечним використанням наукового та технічного обладнання, апаратів та речовин, специфічні для певної галузі, прогнозні та відповідають динаміці ринку праці;
навичок комунікації - навичок спілкування, ефективної роботи в команді шляхом забезпечення кожному учаснику команди рівного шансу на участь та передачу ідеї з урахуванням спільної відповідальності, встановлення загальних цілей, що дає команді можливість розділити відповідальність за досягнення основних цілей та їх вплив, а також вміння працювати незалежно в команді, бути лідером і виконавцем, розуміти свою роль, знати свої сильні і слабкі сторони, спілкуватися з членами команди чи зацікавленими сторонами ефективними способами[1].
2. Формування цілісного, системного уявлення про феномени природи, науки і техніки.
3. Формування у здобувачів освіти стійкого інтересу до науково-технічної творчості, нових технологій, предметів природничо-математичного циклу та мотивації до їх вивчення.
4. Формування критичного та технічного мислення здобувачів освіти.
5. Рання професійна орієнтація та популяризація STEM-освіти та STEM-професій.
6. Отримання досвіду в мейкерстві, моделюванні, конструюванні, винахідництві, розробці автоматизованих систем і розумних пристроїв, датчиків, програмуванні.
7. Розвиток навичок проєктної діяльності та проектного менеджменту шляхом реалізації навчальних проектів у супроводі вчителя, в команді та самостійно
8. Формування особистої відповідальності за результати своєї діяльності на прикладі розробки власних і спільних проєктів.
Зміст курсу відповідає цінностям, які закладені у Державному стандарті базової середньої освіти, сприяє становленню вільної особистості, підтримці самостійності, підприємливості та ініціативності, розвитку критичного мислення та впевненості в собі, формуванню у здобувачів освіти активної громадянської позиції, патріотизму, готовності працювати на благо рідної землі.
Реалізація програми дозволяє досягти наступних обов’язкових результатів навчання для наступних освітніх галузей:
для мовно-літературної освітньої галузі: здатність сприймати, аналізувати, інтерпретувати, критично оцінювати інформацію в текстах різних видів, зокрема інформаційних та художніх текстах, медіатекстах, та використовувати інформацію для збагачення власного досвіду і розвитку; висловлюти власні думки, почуття, ставлення та ідеї, взаємодіяти з іншими особами у письмовій формі, зокрема інтерпретуючи інформаційні та художні тексти; у разі потреби взаємодіяти з іншими особами в цифровому просторі, дотримуючись норм літературної мови;
для математичної галузі: вміння досліджувати проблемні ситуації та виокремлювати проблеми, які можна розв’язувати із застосуванням математичних методів; моделювати процеси і ситуації, розробляти стратегії, плани дій для розв’язання проблем;
для природничої галузі: усвідомлення цілісності природничо-наукової картини світу; розвиток наукового мислення, набуття досвіду розв’язання проблем природничого змісту (індивідуально та у співпраці з іншими особами).
для технологічної галузі: реалізація творчого потенціалу здобувача освіти, готовність до зміни навколишнього природного середовища без заподіяння йому шкоди засобами сучасних технологій і дизайну, здатності до підприємливості та інноваційної діяльності, партнерської взаємодії, використання техніки і технологій для задоволення власних потреб; уміння формулювати ідею та втілювати задум у готовий продукт за алгоритмом проектно-технологічної діяльності;
для інформатичної галузі: здатність використовувати цифрові інструменти і технології для розв’язання проблем, розвитку, творчого самовираження.
Основні дидактичні принципи, на яких ґрунтується курс: науковість, наочність, доступність, випереджальний характер, особиста значущість, спіральність, наступність, посильність.
Реалізація програми здійснюється через проектну діяльність.
Структура курсу:
Міждисциплінарний курс «STEM» складається зі Вступу, 5-х змістових модулів та підсумкового блоку.
У Вступі актуалізуються уявлення про проєкт, і організацію проєктної діяльності; формується уявлення про галузі STEM, STEM-освіту та STEM-професії.
П’ять змістових модулів присвячені вибраним темам, що відповідають змісту природничої, технологічної, інформатичної, соціальної і здоров’язбережувальної освітніх галузей, спрямовані на дослідження феноменів природи, науки і техніки та пов’язаних із ними сфер діяльності людини за класифікатором професій, тобто її взаємодії у системах: «людина – людина», «людина – техніка», «людина – природа», «людина – знак», «людина – образ». Зміст модулів носить пропедевтичний міждисциплінарний характер.
Загалом, протягом одного навчального року учням пропонується реалізувати 5 різноманітних проектів, які носять міждисциплінарний характер, поєднуючи природознавчі, технологічні, математичні та інформатичні аспекти пізнання і дослідження.
Підсумковий модуль передбачає проведення учнівських хакатонів, захисту учнівських проектів, відвідування регіональних підприємств, організацій та установ, а також проведення STEM-фестивалів та STEM-пікніків.
Кожен змістовий модуль має складатися 5-7 занять, які присвячені:
• науковому бекграунду проєкту;
• технологічним рішенням, пристроям та винаходам у відповідній галузі;
• інженерному дизайну прототипів об'єктів, що вивчаються;
• математичному аналізу, вимірюванням та розрахункам;
• дослідженню світу професій;
• презентації учнівських проектів.
Розподіл навчальних годин за темами, розділами, вибір форм, методів і засобів навчання, вчитель визначає самостійно, враховуючи конкретні умови роботи, забезпечуючи водночас досягнення очікуваних результатів, зазначених у програмі.
ІІ. ОСНОВНА ЧАСТИНА
ПРОГРАМА
6 клас
Очікувані результати навчання | Пропонований зміст інтегрованого курсу | Види навчальної діяльності |
Вступ (3 години) | ||
Цілі розділу: Усвідомлення місця Української держави в світовій економіці. Знайомство з поняттям драйвери української економіки. Знайомство із ключовими підприємствами свого регіону, популяризація професій свого регіону. Аналітика професійної діяльності власної родини. Знайомство з поняттям династія. | ||
Здобувач освіти Знаннєва складова Знає ким працюють їх рідні. Аналізує кліматичні, географічні та ресурсні особливості свого регіону. Діяльнісна складова Аналізує якість людського ресурсу та його вплив на економіку держави. Працює з картою (Googl Map) свого регіону, району, міста/ селища. Позначає значні підприємства та компанії на карті регіону. Критично оцінює власні можливості, наявний досвід для виконання поставлених завдань, зокрема в групі Ставлення. Має уявлення про місце України на світовому ринку, переваги державної | Українська держава в світовій економіці. Драйвери української економіки. Людський капітал. Українці для розвитку української економіки. Мій регіон. Географія, клімат, ресурси мого регіону. Мій регіон на карті України. Ключові підприємства, компанії та організації мого регіону. Проєкти «Україна – країна моєї мрії», «Моя країни – моє майбутнє», «Професії мого регіону», «Моя сім’я та професії моїх рідних. Династія.» | Робота з картою: визначення координатів адміністративного центру регіону, Розрахунки відстаней на карті та місцевості, корисні копалини та ключові підприємства регіонів. Математичні розрахунки: відсотки, округлення чисел, звичайні та десяткові дроби. Складання родоводу. Перетворення графічної інформації на основі одного джерела в текстову, зокрема з використанням мультимедійних засобів Визначення серед проблемних ситуацій ті, що розв’язуються |
економіки, знайомі з поняттями драйвер економіки, людський капітал. Має уявлення про поняття «династія». Аналізує якості членів своєї сім’ї з позиції їх професії. Усвідомлює співвідношення галузі підприємств та професії, що потрібні у регіоні. Обговорює питання, пов’язані з реалізацією проекту державною мовою | математичними методами. Визначення ризиків впливу сучасних матеріалів, техніки і технологій для навколишнього середовища | |
Модуль 1. «Людина – людина». Тема дослідження «Пізнай себе та світ навколо себе» (7 годин) | ||
Цілі розділу: Знайомство з професіями майбутнього та необхідними навичками - навичками ХХІ століття. Розвиваємо уміння працювати у команді як навичка ХХІ століття. Hard skills. Soft skills. Знайомство із структурою резюме. Усвідомлення професійних якостей психолога, особистості роботи в різних галузях. Формування лідерських якостей. Усвідомлення шкільного класу як команди однодумців. | ||
Здобувач освіти Знаннєва складова. Знає які навички потрібні людині ХХІ століття. Діяльнісна складова Аналізує свої здібності та таланти. Визначає свої сильні сторони. Оцінює компетентності власні та | Я у світі людей. Який я? Мої таланти та здібності. Навички ХХІ століття. Hard skills. Soft skills. Яких навичок потребує сьогоднішній роботодавець? Професії майбутнього та навички майбутнього. Моє перше резюме. Професія психолог. Яка вона. Основні | Аналіз особистих досягнень та мрій. Знайомство з біографіями видатних людей. Складання особистого резюме за планом. Оформлення власного висловлення, враховуючи основні засади |
однокласників, переваги та недоліки, сильні і слабкі сторони. Створює власне портфоліо у форматі Power Point чи інших програмах. Створює резюме у доступних он-лайн програмах або за шаблоном. Створює репортаж за результатами зустрічі. Критично оцінює власні можливості, наявний досвід для виконання поставлених завдань, зокрема в групі Ставлення. Має уявлення про командну роботу, компетентності, необхідні для цього. Співвідносить свої здібності з обраною професією своєї мрії. Має уявлення про вимоги до інтерв’ю, вміє ставити запитання. Має уявлення про Hard та Soft skills. Має уявлення про професію психолога, навички та освіту, можливості кар’єри. Обговорює питання, пов’язані з реалізацією проекту державною мовою | завдання психолога. Психолог у школі. Психолог на виробництві. Психолог у сучасній компанії. Освіта та навички успішного психолога. Кар’єра психолога. Поняття команди у житті, навчанні та професії. Уміння працювати у команді як навичка ХХІ століття. Моя позиція у команді. Бути лідером. Управління командою. Спільні проєкти «Галактика 6-го класу і все найцікавіше про нас», «Ми різні – ми рівні» Шкільний клас як команда однодумців. Що поєднує 11-тилітніх. | академічної доброчесності. Створення невеликих типових повідомлень/ медіатекстів на захищених цифрових сервісах і в соціальних мережах щодо проблем, пов’язаних з особистим досвідом та освітньою діяльністю Знайомство з професією психолога. Дослідження особистостей роботи у команді. Працює самостійно чи спільно з іншими особами відповідно до наданої інструкції, за потреби розподіляючи частини роботи. |
Модуль 2. «Людина – природа». Тема «Сад на підвіконні» (5 годин) | ||
Цілі розділу: Знайомство з атласом кімнатних рослин та інструментами та онлайн додатками оцінювання факторів навколишнього середовища, професіями квіткаря, фітодизайнера, флориста, ботаніка, селекціонера, фахівця з захисту рослин, ландшафтного дизайнера. Усвідомлення автоматизації вирощування кімнатних рослин. | ||
Здобувач освіти Знаннєва складова. Називає професії в галузі ботаніка, фітодизайн, архітектура, хімічні технології, біотехнології. Знає основні правила відбору кімнатних рослин та правила догляду за ними. Має уявлення у яких навчальних закладах можна отримати професійну освіту. Має уявлення про основні види кімнатних рослин, їх класифікацію та фізіологічні властивості. Має уявлення про умови вирощування кімнатних рослин. Має уявлення про принципи роботи мікроконтролера, мікропроцесора, помпи та інших пристроїв. Діяльнісна складова Створює рекомендовані переліки рослин для різних сторін горизонту. | Кімнатні рослини. Корисні і некорисні. Атлас кімнатних рослин. Умови вирощування рослин. Інструменти та онлайн додатки оцінювання факторів навколишнього середовища. Автоматизація вирощування кімнатних рослин. Професії квіткаря, фітодизайнера. Флориста, ботаніка, селекціонера, фахівець з захисту рослин, хімік, ландшафтний дизайнер, дизайнер інтер’єру. Освіта та навички фахівців у галузі квітникарства та фітодизайну. Проєкти “Автополив”, “Розумна теплиця”. | Робота з мобільним додатком Sensor Box for Android, та ресурсо m-ua.info (онлайн-компас). Знайомство з атласом квітів. Дослідження різних умов вирощування рослин. Визначає з допомогою вчителя чи інших осіб етапи дослідження. Планує дослідження з допомогою вчителя чи інших осіб. Демонструє в роботі під час виготовлення виробу належні особистісні якості. Оцінює результати власної чи спільної проектно-технологічної діяльності на основі заданих критеріїв, усуває наслідки допущених помилок |
Висаджує кімнатні рослини та доглядає за ними. Створює простий флораріум. Ставлення. Усвідомлює інноваційність як запоруку успіху і конкурентної переваги. Оцінює впливу здобутків науки і техніки на якість життя і стан довкілля. Усвідомлює значення технологій у повсякденному житті, необхідність дотримання технологічної послідовності у виготовленні виробів, використання наукового підґрунтя у процесі проектування. Усвідомлює важливість раціонального природокористування. Оцінює власні дії у природі з позицій безпеки життєдіяльності, етичних норм і принципів сталого розвитку суспільства. Цінує розмаїття природи, визнає життя як найвищу цінність. |
Модуль 3. Людина – техніка. Тема «Від возу – до космічної ракети» (6 годин) | ||
Цілі розділу: Знайомство з пристроями та об’єктами, робота, яких базується на обертах колеса. Наукові та технічні відкриття, що лежать у основі роботи транспортних засобів. Введення понять: рух тіла та тепла, переміщення, шлях, траєкторія, швидкість, прискорення, реактивний рух, космічна швидкість. Транспорт майбутнього. Транспортні засоби та інфраструктура. Професії сучасної транспортної системи. | ||
Здобувач освіти Знаннєва складова. Знає ключові види транспортних засобів та етапи їх розвитку. Знає способи вирішення енергетичних та сировинних проблем, пов’язаних з транспортними засобами. Знає професії сучасної транспортної системи. Має уявлення про явище руху, поняття швидкості, шляху та знають одиниці вимірювання швидкості та шлях. Розуміє аспекти транспорту. Діяльнісна складова Уміє будувати коло різними способами, вимірювати радіус, довжину кола. Будує механічних приладів. Планує послідовність дій для | Колесо в історії техніки. Пристрої та об’єкти, робота, яких базується на обертах колеса. Радіус. Довжина кола. Наукові та технічні відкриття, що лежать у основі роботи транспортних засобів. Рух тіла та тепла. Переміщення. Шлях. Траєкторія. Швидкість. Прискорення. Чому тіло рухається? Реактивний рух. Космічна швидкість. Перспективи розвитку транспорту. Транспортні засоби та інфраструктура. Транспорт індивідуальний та громадський. Пасажирський та вантажний | Створення власного транспорту з підручних матеріалів. Дослідження понять: рух, траєкторія, шлях, переміщення, швидкість, прискорення. Визначає дані, які є необхідними для розв’язання проблемної ситуації. Добирає, впорядковує, фіксує, перетворює звукову, текстову, графічну інформацію математичного змісту, зокрема в цифровому середовищі. Розпізнає самостійно або з допомогою вчителя чи інших осіб ті із запропонованих проблем, які можна розв’язати дослідницьким способом. Виконує технічний малюнок або ескіз деталей моделі виробу, зазначає |
виготовлення моделі виробу, орієнтовні строки їх виконання, можливості використання цифрових засобів Ставлення Усвідомлює інноваційність як запоруку успіху і конкурентної переваги. Оцінює впливу здобутків науки і техніки на якість життя і стан довкілля. Усвідомлює значення технологій у повсякденному житті, необхідність дотримання технологічної послідовності у виготовленні виробів, використання наукового підґрунтя у процесі проектування. | транспорт. Автомобільний транспорт. Залізниця. Водний транспорт. Повітряний транспорт. Космонавтика. Проєкти «Альтернативні двигуни». «Некеровані літальні об’єкти». «Транспорт майбутнього». «Професії сучасної транспортної системи». | інформацію, необхідну для його виготовлення. Добирає матеріали для виготовлення виробу та розраховує витрати на них. Визначає самостійно або за допомогою інших осіб послідовність технологічних операцій виготовлення проектованого виробу |
Модуль 4. Людина – образ. Тема «Я так бачу!» (5 годин) | ||
Цілі розділу: Узагальнення способів закріплення образів: від наскального малюнка до цифрової фотографії та голограми. Кіно, анімація, комп’ютерна графіка, віртуальні світи. Образи реальні та віртуальні. Знайомство із сучасними мовами медіа та професійною діяльністю галузі. Аналіз феномену соціальної мережі, безпечний Інтернет. | ||
Здобувач освіти Знаннєва складова. Знає способи закріплення статичних та рухливих зображеннях, носіями інформації та еволюцією їх розвитку. Знає та розрізняє жанри медіа. Має уявлення про традиційні і новітні медіа, монологічні і інтерактивні. Має уявлення про феномени віртуальних світів та соціальних медіа. Взаємодіє з однолітками та створює спільні креативні простори. Має уявлення про світ професій у галузі сучасних медіа. Діяльнісна складова Репрезентує себе у різних медіа. Свідомо виконує правила захисту власної репутації та мережевого етикету. Користується різноманітними програмами та сервісами для створення медіапродукту. Співставляє необхідні для кар’єри освіту і навички. Наводять приклади успішних людей. Адекватно добирають інструменти відповідно до мети проекту та жанру медіапродукту. | Статичні образи. Способи закріплення: від наскального малюнка до цифрової фотографії та голограми. Кіно, анімація, комп’ютерна графіка, віртуальні світи. Образи реальні та віртуальні. Сучасні мови медіа. Як я бачу світ. Як я бачу себе. Я і світ у новітніх медіа. Феномен соціальної мережі. Професії у фотографії, кінематографії, анімації, комп’ютерному, веб-дизайні, соціальних медіа Проєкт-дослідження «Як я бачу себе», «Як я бачу себе», “Погляд через об’єктив” та ін. | Створення GIF-анімації онлайн, об’ємної оптичної ілюзії. Дослідження діаграма-колесо “Як я бачу себе” Опрацювання правил інтернет-безпеки та інтернет-етики для дітей та підлітків. Робота з ментальними картами. Відтворює окремі художні засоби для втілення власних творчих намірів. Добирає та створює з допомогою вчителя чи інших осіб (або самостійно) окремі способи та засоби візуалізації почутого повідомлення для передачі інформації, зокрема щодо літературного твору. Формулює та відображає у зручній для сприйняття формі результати розв’язання проблемної ситуації, зокрема з використанням інформаційно-комунікаційних технологій. |
Обговорює питання, пов’язані з реалізацією проекту державною мовою Ставлення. Шанує норми авторського права, виявляє повагу до інтелектуальної власності; творчий спосіб вираження ідей. Усвідомлює роль сучасних медіа технологій. | ||
Модуль 5. Людина – знак. Тема «Послідовність Фібоначчі. Золотий переріз.» (5 годин) | ||
Мета: Знайомство з послідовністю та спіралями Фібоначчі у рослинному та тваринному світі. Поезія та музика мовою Фібоначчі. Усвідомлення Золотого перерізу як універсального прояву структурної гармонії. Дослідження золотого перерізу Леонардо да Вінчі. | ||
Здобувач освіти Знаннєва складова. Знає поняттям «золотого перерізу» як універсального прояву структурної гармонії. Визначає N-число у послідовності. Має уявлення про послідовність Фібоначчі. Має уявлення про відтворення спіралі Фібоначчі у художніх творах митців. Діяльнісна складова Характеризує цікаві властивості | Послідовність Фібоначчі та математичні вимірювання. Алгоритми та послідовність Фібоначчі. Приклади послідовності та спіралі Фібоначчі у рослинному та тваринному світі Золотий переріз як універсальний прояв структурної гармонії. Пропорції | Дослідження послідовності та спіралі, розв’язання задач Фібоначчі. Перевірка твердження про те, що співвідношення довжини і висоти деяких всесвітньо відомих будівель становить 1,618. Математичні розрахунки досконалого будинку за правилом золотого перерізу за формулою: довжина / ширина ≈ 1,6 |
чисел Фібоначчі. Наводить приклади послідовності Фібоначчі та спіралі Фібоначчі у природі: рослини, мушлі та н.. Наводить приклади використання золотого перерізу у фотографії та живописі для побудови композиції. Наводить приклади зображень та об’єктів з використанням золотого перетину. Знаходить закономірності Фібоначчі у зразках логотипів провідних світових та українських компаній. Планує послідовність дій для виготовлення моделі виробу, орієнтовні строки їх виконання, можливості використання цифрових засобів Обговорює питання, пов’язані з реалізацією проекту державною мовою Ставлення. Усвідомлює взаємозв’язок математики та культури на прикладах із живопису, музики, архітектури тощо. Розуміє важливість внеску математиків у загальносвітову культуру. | у природі та естетиці. Дослідження золотого перерізу Леонардо да Вінчі. Діагональний та спіральний золотий переріз. Почуття пропорції – це почуття міри. Золотий перетин в дизайні відомих логотипів. Проєкти «Поезія та музика мовою Фібоначчі», «Пропорції у природі та естетиці». | Створення власного логотипу. Формулює висновки на основі аналізу нескладних у мовному плані невеликих текстів (зокрема художніх текстів, медіатекстів або уривків із них) на знайому тематику. Визначає та описує зв’язки між математичними об’єктами та об’єктами реального світу. Розрізняє твори різних видів декоративно-ужиткового мистецтва, наз |
