Спеціалізована школа №3
з поглибленим вивченням IT

Науково-дослідна робота

за темою: «Розвиток дослідницького мислення учнів в умовах STEAM навчання на уроках інформатики»

Термін: 2021-2023 рр.

І. Об'єкт дослідження:

Розвиток дослідницького мислення учнів в освітньому процесі школи.

ІІ. Предмет дослідження:

Розвиток дослідницького мислення учнів в STEAM-спрямованому освітньому процесі у закладах загальної середньої освіти з використанням програмованих робототехнічних об’єктів та інструментів дистанційного навчання.

IІІ. Мета:

Науково обґрунтувати і розробити модель STEAM-спрямованого освітнього процесу з інформатики у закладі загальної середньої освіти для учнів 3-11 класів та експериментально перевірити його ефективність в умовах застосування різних форм навчання (очного, змішаного, дистанційного). 

ІV. Основні завдання дослідження:

1)            Теоретичний аналіз способів і засобів організації STEAM-спрямованого освітнього процесу у школі.

2)            Аналіз можливості використання програмованих робототехнічних об’єктів спільно із інструментами дистанційного навчання для забезпечення якісної освіти учнів за дистанційною та змішаною формами навчання,

3)            Організація електронної взаємодії учасників освітнього процесу  та створення бібліотеки розробок учнів за напрямом STEAM.

4)            Розробка критеріїв оцінювання креативності та інноваційності учнівських розробок (STEAM проєктів), що будуть виконуватись  протягом експерименту, з метою оцінювання відповідних трендів у рівнях дослідницького, інженерного і алгоритмічного мислення учнів.

5)            Розробка та апробування моделі STEAM-спрямованого освітнього процесу з інформатики.

6)            Експериментальна перевірка ефективності створеної моделі.

7)            Розробка методичних рекомендацій щодо використання дистанційного курсу та бібліотеки ресурсів зі STEAM освіти  для їх практичного застосування при вивченні шкільного курсу інформатики;

8)            Розробка методичних рекомендацій щодо використання електронних ресурсів та розробок учнів (STEAM проєктів)  для практичного застосування при вивченні різних предметів.

Основним методом дослідження обрано педагогічний експеримент.

Для організації експериментальної діяльності також використовуватимуться:

1)            теоретичні методи дослідження: теоретичний і порівняльний аналіз законодавчих та нормативно-правових документів щодо використання цифрових технологій в навчанні, передового педагогічного досвіду щодо запровадження STEAM-навчання, методи системного аналізу; педагогічний аналіз  науково-методичної літератури та узагальнення отриманої інформації;

2)            емпіричні методи дослідження: діагностичні (моніторинг, анкетування, оцінювання, опитування, бесіди, тестування тощо), обсерваційні (констатувальний та формувальний експерименти), соціометричні (моніторинг).

V. Гіпотеза дослідження:

 Упровадження STEAM-спрямованого освітнього процесу на уроках інформатики сприяє формуванню дослідницького мислення учнів, цифрової підприємницької та комунікативної компетентностей учнів та вчителів, забезпеченню розвитку природничо-математичної освіти за дистанційною та змішаною формами навчання, розвитку та створенню інноваційних електронних освітніх ресурсів, в  тому числі креативних власних стартапів учнів.

VІ. Наукова новизна дослідження

За результатами проведеного дослідження буде розроблено:

-  програму підготовки вчителів до STEAM-навчання з використанням програмованих робототехнічних об’єктів та технологій дистанційного навчання;

-  систему електронних освітніх ресурсів (у тому числі для проведення вебінарів) для курсів інформатики, які викладаються для учнів 3-11 класів;

-  критерії оцінювання креативності та інноваційності учнівських розробок (проєктів, стартапів);

-  методичні рекомендації щодо  упровадження STEAM-навчання в освітній процес школи.

Достовірність результатів забезпечуватиметься коректним використанням методик і технологій за погодженням із науковим керівником експерименту; якісною обробкою експериментальних даних, систематичним порівняльним аналізом рівня дослідницького мислення учнів, систематичним контролем за взаємодією учасників освітнього процесу.

VІІ. Визначення термінів та етапів проведення науково-дослідної та експериментальної роботи

Терміни та етапи науково-дослідної те експериментальної роботи: березень 2021-червень 2023 рр.

Науково-дослідна робота буде проводиться відповідно до програми три роки за трьома етапами.

Підготовчий етап (2021-2021):

−   аналіз національних і міжнародних науково-практичних досліджень з використання ІКТ  та STEAM у закладі загальної середньої 202освіти;

−   аналіз нормативно-правової бази з питань дистанційного навчання дітей; вивчення досвіду роботи педагогів, психологів з проблеми упровадження STEAM у школи;

−   використання сучасних технологій та перспективного програмного забезпечення для розробки навчального контенту;

−   вивчення стану апаратного забезпечення учасників освітнього процесу для організації STEAM-навчання;

−   визначення контингенту учнів для роботи в експерименті;

−   створення науково-методичної ради педагогічного експерименту, до якої входитимуть;

−   діагностика і аналіз готовності вчителів до ДЕР;

−   створення програми підготовки вчителів до STEAM-навчання;

−   проведення навчання педагогічних працівників, учнів, батьків з питань використання електронних ресурсів та обладнання для започаткування STEAM-навчання у школі;

−   створення електронних інтерактивних уроків;

−   створення пілотних груп: поступове залучення до використання ресурсів  STEAM учнів  3-Д та 8-Б класів;

−   коригування та проведення у пілотних групах апробації моделі STEAM-навчання з врахуванням вікових особливостей і потреб учнів  пілотних груп.

 

Практичний етап (2021-2022):

−    експериментальна перевірка ефективності створеної моделі STEAM-навчання на основі використання програмованих робототехнічних об’єктів спільно із інструментами дистанційного навчання;

−    створення експериментальних груп: поступове залучення до використання ресурсів  STEAM учнів з 3-го до 11-го класів;

−    експериментальна перевірка ефективності управління навчальною діяльністю учнів експериментальних та контрольних класів у загальноосвітньому навчальному закладі;

−    розробка навчального контенту для платформи дистанційного та змішаного навчання;

−    аналіз статистики освітнього процесу в експерименті (відвідуваність, кількість уроків, вебінарів, запитів на технічну підтримку, тощо)

−    коригування моделі STEAM-навчання на основі отриманого в експерименті досвіду;

−    залучення до даного експерименту висококваліфікованих педагогічних працівників, науковців, розробників.

−    створення методичних рекомендацій щодо організації STEAM  освіти на уроках інформатики з використанням програмованих робототехнічних об’єктів та технологій дистанційного навчання.

 

Узагальнюючий етап (2022-2023):

−   аналіз та узагальнення результатів проведеного експерименту;

−   аналіз результатів якості освіти в моделі STEAM-навчання;

−   оцінювання ефективності результатів експерименту, зокрема, зростання рівня дослідницького мислення учасників експерименту;

−   розробка методичних рекомендацій щодо запровадження і функціонування запропонованої моделі STEAM-навчання в школі;

−   поширення педагогічного досвіду;

−   організація і проведення науково-практичних конференцій з питань  STEAM-навчання.

VІІI. Очікувані результати

−   організація доступу дітей до сучасної, трендової моделі освіти;

−   формування дослідницького мислення учнів;

−   підвищення рівня цифрової компетентності вчителів і учнів;

−   розробка методичних рекомендацій щодо використання програмованих робототехнічних об’єктів спільно із інструментами дистанційного навчання для створення та розбудови STEAM-орієнтованого інформаційно-освітнього середовища школи;

−   соціалізація дітей шляхом їх залучення до STEAM, надання можливості навчатися за різними формами навчання;

−   підвищення професійної майстерності вчителів;

−   поширення педагогічного досвіду серед педагогічних працівників міста Києва, регіонів.

−    залучення освітянського загалу до активного використання STEAM-підходів в організації освітнього процесу у школі, позитивні зміни у ставленні суспільства до дистанційного та змішаного навчання.

Організаційно-кадрове забезпечення науково - дослідної роботи:

Науковий  керівник

Войцехівський Михайло Федорович,директор Інституту післядипломної освіти Київського університету імені Бориса Грінченка, кандидат педагогічних наук, доцент.

Наукові консультанти

Воротникова Ірина Павлівна, завідувач кафедри природничо-математичної освіти і технологій Інституту післядипломної освіти Київського університету імені Бориса Грінченка, кандидат педагогічних наук, доцент.

Якубов Сергій В’ячеславович, молодший науковий співробітник НДЛ експериментальної педагогіки та педагогічних інновацій  Інституту післядипломної освіти Київського університету імені Бориса Грінченка.