Організаційно-педагогічні умови впровадження інтегрованого курсу «STEM» у ЗЗСО

Abstract

Сучасний етап розвитку цивілізації характеризується прискореним технологічним прогресом, цифровізацією суспільства та зростаючою складністю викликів, що постають перед людством. У цих умовах освіта покликана готувати випускників, здатних до критичного мислення, творчого розв'язання проблем та ефективної роботи на перетині різних галузей знань. Саме тому інтегрований підхід до навчання, зокрема STEM-освіта, визнається провідними міжнародними організаціями, такими як ЮНЕСКО та ОЕСР, пріоритетним напрямом модернізації освітніх систем у всьому світі. В Україні стратегічні документи, зокрема Концепція Нової української школи та Державний стандарт базової середньої освіти, наголошують на необхідності формування наскрізних умінь та ключових компетентностей, серед яких математична, природничо-наукова та технологічна компетентності посідають чільне місце. Проте реальна практика викладання у вітчизняних закладах освіти свідчить про недостатню інтеграцію предметних галузей, що утруднює формування у здобувачів освіти цілісного розуміння природничо-наукової картини світу. Мета дослідження – теоретично обґрунтувати, розробити та експериментально перевірити організаційно-педагогічні умови впровадження інтегрованого курсу "STEM", що забезпечують розвиток міжпредметних зв'язків математики з іншими STEM-дисциплінами у здобувачів базової середньої освіти. Об'єкт дослідження – процес впровадження інтегрованого курсу "STEM" у закладах загальної середньої освіти України. Предмет дослідження – організаційно-педагогічні умови розвитку міжпредметних зв'язків математики з природничими науками, технологіями та інженерією в учнів 7-9 класів засобами інтегрованого навчання. Завданням дослідження є здійснити теоретичний аналіз наукових підходів до інтеграції STEM-дисциплін та встановлення міжпредметних зв'язків у навчанні математики; узагальнити вітчизняний та зарубіжний досвід впровадження інтегрованих STEM-курсів; теоретично обґрунтувати комплекс організаційно-педагогічних умов ефективного розвитку міжпредметних зв'язків математики засобами інтегрованого навчання; розробити та апробувати модель впровадження інтегрованого курсу "STEM" для учнів 7-9 класів; експериментально перевірити ефективність запропонованих організаційно-педагогічних умов та розробити методичні рекомендації для педагогічної практики. Результати дослідження підтвердили, що успішність впровадження інтегрованого курсу "STEM" значною мірою залежить від готовності педагогів до міжпредметної співпраці, їхньої здатності проєктувати інтегровані навчальні ситуації та супроводжувати проєктну діяльність учнів. Розроблені методичні рекомендації охоплюють питання планування інтегрованих занять, організації дослідницьких проєктів, оцінювання міжпредметних результатів навчання та створення STEM-орієнтованого освітнього середовища. Практична апробація цих рекомендацій підтвердила їхню дієвість та можливість використання у широкій педагогічній практиці. The current stage of civilization is characterized by accelerated technological progress, the digitization of society, and the growing complexity of the challenges facing humanity. In these conditions, education is called upon to prepare graduates who are capable of critical thinking, creative problem solving, and effective work at the intersection of different fields of knowledge. That is why an integrated approach to learning, in particular STEM education, is recognized by leading international organizations such as UNESCO and the OECD as a priority area for the modernization of education systems around the world. In Ukraine, strategic documents, in particular the Concept of the New Ukrainian School and the State Standard of Basic Secondary Education, emphasize the need to develop cross-cutting skills and key competencies, among which mathematical, scientific, and technological competencies occupy a prominent place. However, the actual teaching practice in domestic educational institutions indicates insufficient integration of subject areas, which hinders the formation of a holistic understanding of the natural science picture of the world among students. The purpose of the study is to theoretically substantiate, develop, and experimentally test the organizational and pedagogical conditions for the implementation of an integrated STEM course that ensures the development of interdisciplinary connections between mathematics and other STEM disciplines in students of basic secondary education. The object of the study is the process of implementing an integrated STEM course in general secondary education institutions in Ukraine. The subject of the study is the organizational and pedagogical conditions for the development of interdisciplinary connections between mathematics and natural sciences, technology, and engineering in students in grades 7-9 through integrated learning. The objectives of the study are to conduct a theoretical analysis of scientific approaches to the integration of STEM disciplines and the establishment of interdisciplinary connections in mathematics education; to summarize domestic and foreign experience in the implementation of integrated STEM courses; to theoretically substantiate a set of organizational and pedagogical conditions for the effective development of interdisciplinary connections in mathematics through integrated learning; to develop and test a model for implementing an integrated STEM course for students in grades 7-9; to experimentally verify the effectiveness of the proposed organizational and pedagogical conditions and develop methodological recommendations for pedagogical practice. The results of the study confirmed that the success of the implementation of the integrated STEM course largely depends on the readiness of teachers for interdisciplinary cooperation, their ability to design integrated learning situations, and to accompany students' project activities. The methodological recommendations cover issues of planning integrated lessons, organizing research projects, assessing interdisciplinary learning outcomes, and creating a STEM-oriented educational environment. Practical testing of these recommendations confirmed their effectiveness and applicability in broad pedagogical practice.