STEM: Форми, методи, інструменти на уроках предметів природничо-математичного циклу

Навчально-тематичний план

ЗМІСТ ПРОГРАМИ

1. СОЦІАЛЬНО – ГУМАНІТАРНИЙ МОДУЛЬ

Тема 1.1. Законодавство в галузі освіти. 

Нормативно-правове забезпечення організації освітнього процесу. Принципи законодавчих актів у сфері освіти, стратегічні цілі та особливості реалізації Державного стандарту базової середньої освіти. 

Сучасні підходи до навчання. Підхід як стратегія навчання, що поєднує в собі методики, методи, прийоми, форми навчання. Основні характеристики діяльнісного, особистісно орієнтованого, компетентнісного, інтегративного, середовищного підходів, STEM-орієнтованих підходів, їх реалізація в мовно-літературній освітній галузі. Взаємодоповнюваність підходів щодо орієнтації сучасного освітнього процесу на особистість; їх реалізація в умовах очного, дистанційного та змішаного навчання. Зміна пріоритетів в освітньому процесі від накопичення знань до розвитку життєвих навичок. Рефлексивність навчання. 

Професійний  розвиток педагогів у системі освіти дорослих. Нормативно-правові основи професійного розвитку педагогів: підвищення кваліфікації, атестація, сертифікація. Підготовка педагога до сертифікації. Забезпечення науково-методичного супроводу педагогічних працівників у сертифікації.

Аудит закладів освіти. 

Тема 1.2.  Стратегія розбудови безпечного освітнього середовища та організація роботи з питань охорони праці, безпеки життєдіяльності. Перша домедична допомога.

Політика в сфері розбудови безпечного і здорового освітнього середовища. Нормативно-правова база щодо створення комфортних і безпечних умов навчання та праці. Професійна діяльність учителя в умовах формування безпекового освітнього середовища. Планування організації роботи з розбудови безпечного і здорового освітнього середовища. Вимоги до умов праці для працівників закладу освіти. Облаштування робочих місць педагогів із урахуванням санітарних норм і правил та процесів реформування освітньої галузі. Проєктування обладнання навчальних кабінетів та освітніх осередків відповідно до методичних рекомендацій щодо організації освітнього простору Нової української школи. Охорона праці та безпеки життєдіяльності учасників освітнього процесу. Впровадження ефективної системи управління охороною праці й системи роботи з безпеки життєдіяльності в закладах освіти. Комплексні заходи з безпеки життєдіяльності, їх реалізація. 

Особливості організації безпечного освітнього процесу в умовах воєнного стану: управлінський аспект. Навчання з питань з охорони праці, безпеки життєдіяльності, цивільного захисту, пожежної, техногенної безпеки, дій у надзвичайних ситуаціях. Контрольні та коригуючи дії. Підготовка закладів освіти до дій у надзвичайних ситуаціях. Використання  здоров’язбережувальних технологій під час освітнього процесу. Моделі безпечної поведінки під час війни: методика роботи з учнями у надзвичайних ситуаціях.

Перша домедична допомога, загальні поняття. Механізм надання домедичної допомоги постраждалим не медичними працівниками, загальна послідовність дій. Вимоги до аптечки першої допомоги. Домедична допомога в умовах воєнного стану для цивільних осіб.

Дискримінація в закладі освіти. Шляхи формування в учасників освітнього процесу культури нетерпимості до проявів дискримінації. Організація роботи з запобігання та припинення булінгу в закладі освіти.

Тема 1.3.  Робота з дітьми з особливими освітніми потребами.

Організаційно-методичні аспекти роботи з дітьми з особливими освітніми потребами. Умови впровадження інклюзивного навчання. Психолого-педагогічна характеристика дітей з особливими освітніми потребами та особливості роботи з ними в напрямі формування ключових компетентностей. 

Педагогічна підтримка дітей з особливими освітніми потребами у закладі освіти. Психолого-педагогічний супровід дітей з порушеннями психофізичного розвитку. Програми для учнів з особливими освітніми потребами. Асистент учителя та асистент дитини. Оцінювання навчальних досягнень учнів з особливими потребами. Інклюзивно-ресурсний центр. Корекційно-розвиткова робота. Шляхи розвитку загальних компетентностей педагога, які необхідні для роботи з дітьми з особливими освітніми потребами. Сучасне інклюзивне освітнє середовище.

Тема 1.4.  Сучасна українська мова

Тенденції сучасного розвитку української мови та їх реалізація у мовленні педагогів. «Український правопис» як основний критерій унормування державної мови. 

Шляхи покращення знань із державної мови учасників освітнього процесу як важлива складова професійного розвитку учасників освітнього процесу. Створення інформаційного україномовного середовища. Сучасні інформаційні засоби формування мовленнєвої компетентності педагогів. Платформи для вивчення української мови. Ситуації порушення фонетичних, лексичних, граматичних норм у професійній діяльності педагогів.

2. ПРОФЕСІЙНИЙ  МОДУЛЬ 

Тема 2.1. Педагогічна інноватика, інноваційні методи навчання. Сучасний стан розвитку науки. Ключові вміння ХХІ століття. Організація STEM - навчання в закладах загальної середньої освіти.

Сутність та класифікація педагогічних інновацій. Вплив сучасних наукових досягнень на трансформацію змісту шкільної освіти. Сучасний стан науки як джерело нових тем та методів для шкільного навчання. Концепція «4К» (критичне мислення, креативність, комунікація, кооперація) як фундамент успішної особистості. Розвиток медіаграмотності, емоційного інтелекту та навичок саморегуляції в освітньому процесі. 

Характеристика інтерактивних, проєктних та ігрових технологій. Методика впровадження стратегій розвитку критичного мислення: дискусійні методи, кейс-стаді, метод «перевернутого класу». 

STEM та STEAM як інструменти інтеграції природничих, технічних та математичних дисциплін. Моделювання міждисциплінарних уроків та розробка інтегрованих проєктів, спрямованих на вирішення реальних проблем (кліматичні зміни, просторове планування, сталий розвиток).

Тема 2.2. Інформаційно-комунікаційні та інші технології навчання.

Роль цифрових технологій в умовах «Індустрії 4.0»; специфіка цифрового освітнього середовища для вивчення географії. Опанування інструментів для візуалізації складних природних та суспільних процесів (динамічні карти, 3D-моделі, віртуальні екскурсії).

Використання Google Earth, ArcGIS, StoryMaps для просторового аналізу, розв’язання практичних задач та краєзнавчих досліджень. Добір та створення цифрових ресурсів з урахуванням мети вивчення географічної теми, вікових особливостей учнів та безпеки в інтернет-просторі.

Використання цифрових платформ для миттєвого зворотного зв’язку (Kahoot, Quizizz, Mentimeter) під час вивчення географічної номенклатури та термінології.

Протидія маніпуляціям у мережі, робота з географічними фейками та розвиток медіаграмотності при аналізі карт і статистичних даних.

Розробка Web-квестів для географічних експедицій, створення інтерактивних робочих зошитів та власних цифрових дидактичних матеріалів.

Правові та етичні аспекти використання електронних джерел, карт та даних у межах авторського права та законодавства України.

Тема 2.3. Психологічна підтримка учасників освітнього процесу

Поняття психологічного благополуччя здобувачів освіти та педагогів. Психофізіологічні особливості реакції на стрес у кризових ситуаціях. Роль психологічного клімату в колективі як чинника ефективності навчання та збереження ментального здоров’я.

Методи зниження тривожності у дітей та підлітків: вправи на заземлення, дихальні техніки та арттерапевтичні методики.

Робота з емоційним вигоранням педагогічних працівників: діагностика, профілактика та відновлення внутрішніх ресурсів.

Взаємодія з родинами здобувачів освіти: як залучити батьків до підтримки ментального здоров’я дітей.

Конференція з обміну досвідом.

Передбачає: професійну рефлексію, презентацію авторських методичних кейсів, обмін досвідом використання цифрових інструментів та моделювання компетентнісно орієнтованих сценаріїв уроків, що спрямовані на підвищення якості природничої освіти.

Мета: виявити та масштабувати передовий перспективний досвід, популяризувати успішні педагогічні практики та продемонструвати інноваційні доробки педагогів у реальному освітньому просторі.

Організація проведення конференція проводиться у форматі коротких виступів або робота в групах, де педагоги презентують не просто теорію, а готові інструменти (завдання, цифрові ресурси, сценарії).

Орієнтовна тематика:

1. Концептуальні засади STEM-освіти: інтеграція природничих дисциплін, технологій, інженерії та математики як умова формування цілісної наукової картини світу.
2. Методичне проєктування STEM-занять: від предметного до міждисциплінарного навчання. Моделювання уроків, що базуються на розв’язанні реальних життєвих проблем.
3. Інженерне мислення через проєктну діяльність: використання методу проєктів (PBL) для розробки прототипів та дослідження природних явищ.
4. Цифрові інструменти та віртуальне середовище: використання інтерактивних симуляторів, геоінформаційних систем (ГІС) та цифрових лабораторій для моделювання процесів, що недоступні для прямого спостереження.
5. STEM-квести та кейс-технології: організація дослідницької діяльності учнів через інтерактивні маршрути та розв'язання проблемно-ситуативних завдань.
6. Оцінювання STEM-результатів: інструменти формувального оцінювання, критерії визначення рівня сформованості інженерних та дослідницьких навичок.
7. Краєзнавчий та прикладний аспект: використання локального контексту для формування практичних вмінь та розуміння глобальних процесів (сталий розвиток, екологічна безпека).

Педагогічна практика

Завдання педагогічної практики: оволодіти методикою інтеграції STEM-технологій у викладання предметів природничо-математичного циклу шляхом створення та апробації інноваційного освітнього продукту. 

Орієнтовна  тематика майстер-класів:

1. Створення міждисциплінарних STEM-проєктів: як поєднати географію, біологію та математику в одній дослідницькій темі.
2. STEM-квест як форма підсумкового заняття: ігрові методи перевірки компетентностей .
3. Математичне моделювання природних явищ: від спостереження до формули.
4. Оцінювання в STEM: розробка критеріальних рубрик для проєктно-дослідницької діяльності учнів.
5. Формувальне оцінювання в STEM-проєкті: інструменти зворотного зв’язку, що надихають на розвиток.
6. Від абстракції до моделі: використання віртуальних лабораторій (PhET, GeoGebra) на уроках фізики та математики.

3. ДІАГНОСТИКО-АНАЛІТИЧНИЙ  МОДУЛЬ 

Вхідне комплексне діагностування.

Проводиться із метою визначення початкового рівня професійних знань та компетентностей педагогів, їх освітніх запитів. Здобувачі освіти  проходять  тестування  із 20 питань. 

Захист індивідуальних та колективних проєктів.

Мета: демонстрація рівня сформованості професійних компетентностей вчителів; презентація дієвих методичних розробок, що відповідають вимогам Державного стандарту базової середньої освіти; рефлексія власного досвіду та апробація педагогічних інновацій у професійній спільноті.

Організація: визначається тематика індивідуальних, колективних проєктів відповідно до проблематики програми навчання «STEM: форми, методи, інструменти на уроках предметів природничо-математичного циклу» 

Орієнтовна тематика індивідуальних проєктів: 

Блок 1: Методичне проєктування 

• STEM-урок "під ключ": розробка сценарію інтегрованого заняття з використанням методів PBL.
• Інженерний виклик у шкільному курсі (географія/фізика/біологія): розробка серії практичних завдань для розв’язання проблем сталого розвитку регіону.
• Моделювання фрагментів STEM-уроків: від теорії до практичного прототипу.
• Створення міждисциплінарного модуля (STEM-тижня): інтеграція природничих дисциплін та математики навколо однієї проблеми.

Блок 2: Цифрові інструменти та візуалізація

• Використання ГІС-технологій для STEM-досліджень: створення власної інтерактивної карти локальних екологічних чи природних об’єктів.
• Цифрова лабораторія в кишені: добірка та методика використання мобільних додатків/симуляторів для дослідницької діяльності учнів.
• Створення віртуальних екскурсій та веб-квестів як засіб формування цифрової компетентності на уроках природничого циклу.
• Візуалізація природних процесів: розробка власної бази відео-симуляцій або інтерактивних моделей для складних тем шкільної програми.

Блок 3: Оцінювання та аналітична робота

• Розробка "Інструментарію успіху": створення критеріальних рубрик для оцінювання STEM-проєктів.
• STEM-портфоліо учня: методика впровадження формувального оцінювання у проєктно-дослідницькій діяльності.

Вихідне комплексне діагностування.

Проводиться із метою визначення підсумкового рівня професійних знань та компетентностей педагогів, отриманих під час навчання. 

Здобувачі освіти  складають підсумковий тест із 30 питань.

СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

Нормативно-правові-документи

1. Закон України «Про освіту». URL: Перейти за покликанням .

2. Закон України «Про повну загальну середню освіту». URL: Перейти за покликанням .

3. Розпорядження Кабінету Міністрів України від 14.12.2016 року № 988-р 
«Про схвалення Концепції реалізації державної політики у сфері реформування загальної середньої освіти “Нова українська школа” на період до 2029 року». URL: Перейти за покликанням .

4. Постанова Кабінету Міністрів України від 30.09.2020 року № 898 «Про деякі питання державних стандартів повної загальної середньої освіти». Перейти за покликанням .

5. Постанова Кабінету Міністрів України від 21.08.2019 року № 800 «Про деякі питання підвищення кваліфікації педагогічних і науково-педагогічних працівників». URL: Перейти за покликанням .

6. Постанова Кабінету Міністрів України від 27.12.2018 року № 1190 «Про затвердження Положення про сертифікацію педагогічних працівників». URL: Перейти за покликанням .

7. Про затвердження професійного стандарту «Вчитель закладу загальної середньої освіти»: наказ Міністерства освіти і науки України від 29.08.2024 року № 1225. URL: Перейти за покликанням .

8. Типова освітня програма для 5-9 класів закладів загальної середньої освіти. URL: Перейти за покликанням . 

9. Модельні навчальні програми для 5-9 класів Нової української школи. URL: Перейти за покликанням .

10. Про затвердження Положення про атестацію педагогічних працівників: наказ Міністерства освіти і науки України від 09.09.2022 року № 805. URL: Перейти за покликанням .

11. Про затвердження рекомендацій щодо оцінювання результатів навчання: наказ Міністерства освіти і науки України від 02.08.2024 року № 1093. URL: Перейти за покликанням .

12. Про окремі питання оцінювання результатів навчання: лист Міністерства освіти і науки України від 14.03.2025 року № 1/4895-25. URL: Перейти за покликанням . 

 Основні джерела: 

1. Мардаренко О.В. Інтерактивні комунікативні технології освіти: мобільне навчання як нова технологія в підвищенні мовної компетенції студентів немовних ВНЗ // Інформатика та математичні методи в моделюванні. - 2013. - Т. 3, № 3. - С. 288-293. 

2. Г.Г.Швачич, В.В.Толстой, Л.М.Петречук, Ю.С.Іващенко, О.А.Гуляєва, Соболенко О.В. Сучасні інформаційно-комунікаційні технології: Навчальний посібник. – Дніпро: НМетАУ, 2017. 230 с. 

3. Кухаренко В.М., Бондаренко В.В. Екстрене дистанційне навчання в Україні: Монографія / За ред. В.М. Кухаренка, В.В. Бондаренка. Харків: Вид-во КП «Міська друкарня», 2020. 409 с. 

4. Патрушева І.А. Мобільні технології в школі: посіб. для вчителів / І.А.Патрушева, О.М.Гера, Н.В.Діденко, Л.А.Павлюк, О.Л. Сафроненко. К.: Видавничий дім «Освіта», 2019. 175 с. 

5. Розпорядження КМУ від 3.03.2021 р. № 167-р «Про схвалення Концепції розвитку цифрових компетентностей та затвердження плану заходів з її реалізації» 

 Додаткові:

1. Близнюк Т. Цифрові інструменти для онлайн і офлайн навчання: навчально-методичний посібник. Івано-Франківськ: Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника, 2021. 64 с. URL: Перейти за покликанням  

2. Сервіси дистанційного навчання для вчителів. Міністерство цифрової трансформації України. URL:  Перейти за покликанням distantsiynogo-navchannya-dlya-vchiteliv. 

3. Організація ефективного онлайн-навчання. Дія. Освіта : вебплатформа. Освітні серіали. URL: Перейти за покликанням .

Знати та розуміти:

•          механізми реалізації Державного стандарту базової середньої освіти та Концепції розвитку природничо-математичної освіти (STEM-освіти) як основи нової якості викладання;

•          концептуальні засади сучасних педагогічних підходів та специфіку їхньої імплементації в природничо-математичну галузь;

•          сутність діяльнісного та інтегрованого підходів, що дозволяють формувати в учнів цілісну наукову картину світу;

•          особливості розвитку та пізнавальної діяльності здобувачів освіти підліткового віку, що визначають вибір методів педагогічного впливу.

Уміти:

•          інтерпретувати та використовувати чинні нормативно-правові акти для планування освітнього процесу;

•          створювати цифрові освітні ресурси та застосовувати геоінформаційні системи (ГІС) як інструменти візуалізації та аналізу даних;

•          моделювати зміст навчання відповідно до очікуваних обов’язкових результатів, забезпечуючи його логічну послідовність;

•          ефективно впроваджувати інтерактивні технології (STEM-проєкти, кейс-стаді, дослідницькі практики) для забезпечення активної позиції учнів;

•          проєктувати уроки із використанням інноваційних прийомів, що підвищують зацікавленість учнів;

•          розробляти та адаптувати компетентнісно орієнтовані завдання, що базуються на реальних життєвих ситуаціях;

•          застосовувати різнопланові актуальні інструменти формувального оцінювання для відстеження індивідуального прогресу здобувачів освіти.

Оцінювати:

•          власні професійні компетентності; 

•          ефективність форм організації освітнього середовища спрямованих на надання якісних освітніх послуг, та результативність педагогічних технологій у досягненні навчальних цілей;

•          власну спроможність до впровадження нових підходів в оцінюванні, що відповідають сучасним викликам та забезпечують прозорість освітнього процесу.

Навчання за програмою здійснюється упродовж тижня відповідно до такого розкладу:

понеділок – п’ятниця — з 08.30

02.11-05.11.2026