Розвиток математичної компетентності здобувачів освіти на засадах STEM-орієнтованого підходу

Abstract

Актуальність дослідження зумовлена потребою модернізації математичної освіти в умовах впровадження STEM-підходу, що відповідає сучасним викликам та вимогам суспільства знань. Об’єктом дослідження є процес навчання математики у закладах загальної середньої освіти. Предметом дослідження виступають методичні засади розвитку математичної компетентності учнів у контексті STEM-орієнтованого підходу. Метою роботи є обґрунтування теоретичних і методичних основ формування математичної компетентності та розробка практичних рекомендацій щодо оптимізації навчального процесу шляхом інтеграції STEM-проєктів та інноваційних методик. Завданням дослідження є: виявлення та аналіз чинників, що впливають на розвиток математичної компетентності; оцінка ефективності сучасних педагогічних технологій та методик активного навчання; розробка критеріїв оцінювання рівня сформованості математичної компетентності; формулювання практичних рекомендацій щодо впровадження STEM-орієнтованих методик у навчальний процес. Методи дослідження: аналіз наукових джерел, педагогічне спостереження, моделювання, експериментальна перевірка ефективності запропонованої методики. У роботі систематизовано методи та форми STEM-орієнтованого навчання математики, розроблено та апробовано інтегровані заняття й позакласні заходи («Математика в грі Монополія», «Дотик до нескінченності»). Основні показники дослідження підтвердили ефективність запропонованої методики: учні, які брали участь у STEM-заходах, продемонстрували вищий рівень сформованості математичної компетентності порівняно з контрольними групами. Рекомендації щодо впровадження: використання STEM-орієнтованих занять у навчальному процесі, застосування інтерактивних методів і проєктної діяльності, удосконалення системи оцінювання компетентностей. The relevance of the study is determined by the need to modernize mathematics education in the context of implementing the STEM approach, which corresponds to contemporary challenges and the requirements of the knowledge society. The object of the research is the process of teaching mathematics in general secondary education institutions. The subject of the research is the methodological foundations of developing students’ mathematical competence within the framework of a STEM-oriented approach. The purpose of the work is to substantiate the theoretical and methodological foundations of forming mathematical competence and to develop practical recommendations for optimizing the educational process through the integration of STEM projects and innovative methods. The research tasks are: identification and analysis of factors influencing the development of mathematical competence; evaluation of the effectiveness of modern pedagogical technologies and active learning methods; development of criteria for assessing the level of mathematical competence formation; formulation of practical recommendations for the implementation of STEM-oriented methods in the educational process. Research methods: analysis of scientific sources, pedagogical observation, modeling, and experimental verification of the effectiveness of the proposed methodology. The study systematizes methods and forms of STEM-oriented mathematics teaching, develops and tests integrated lessons and extracurricular activities (“Mathematics in the Monopoly Game,” “Touching Infinity”). The main indicators of the research confirmed the effectiveness of the proposed methodology: students who participated in STEM activities demonstrated a higher level of mathematical competence compared to control groups. Recommendations for implementation: the use of STEM-oriented lessons in the educational process, the application of interactive methods and project-based activities, and the improvement of the competence assessment system.