Технології активного навчання основам STEAM

Модуль 1. Доказові, педагогічні та цифрові підходи до STEAM-навчання

Тема 1. Доказове STEM-навчання та розвиток наукового мислення

Принципи доказового STEM-навчання. Роль наукового, дослідницького, критичного та алгоритмічного мислення у підготовці майбутніх педагогів. Активні підходи до організації навчання, що сприяють формуванню вміння ставити запитання, працювати з доказами, пояснювати явища, обґрунтовувати висновки та застосовувати знання в нових ситуаціях.

Тема 2. Педагогічні підходи до STEAM-навчання

Дослідницьке навчання, проєктне навчання та дизайн-мислення як основа STEAM-підходу. Особливості організації навчальних активностей, спрямованих на розв’язання реальних проблем, міждисциплінарну інтеграцію, командну взаємодію та створення навчальних продуктів. Можливості застосування цих підходів у вищій освіті та підготовці майбутніх педагогів.

Тема 3. Цифрові інструменти для підтримки STEAM-навчання

Використання цифрових технологій для підтримки дослідження, моделювання, візуалізації, співпраці та формувального оцінювання у STEAM-освіті. Огляд симуляцій, віртуальних лабораторій, інтерактивних платформ, інструментів моделювання, аналізу даних і спільної роботи. Добір цифрових інструментів відповідно до педагогічної мети, етапу STEAM-проєкту та типу навчальної діяльності студентів.

Тема 4. Проєктування курсу та оцінювання STEAM-компетентностей

Принципи конструктивного узгодження результатів навчання, навчальних активностей і оцінювання. Проєктування компетентнісних STEAM-завдань, критеріїв оцінювання та інструментів формувального зворотного зв’язку. Визначення навчальних артефактів, через які можна оцінити дослідницьку діяльність, аргументацію, моделювання, командну роботу та внесок студентів.

Тема 5. Штучний інтелект у STEAM-освіті

Можливості та виклики використання інструментів штучного інтелекту в STEAM-освіті. Відповідальне використання ШІ, академічна доброчесність, критична перевірка результатів і роль викладача у педагогічному супроводі. Використання ШІ як тьютора, помічника для аналізу навчальних завдань, інструмента для формувального зворотного зв’язку, генерації дослідницьких запитань і моделювання складних STEAM-ситуацій.

Модуль 2. Конструктивістські, дослідницькі та математико-природничі підходи у STEAM-освіті

Тема 6. Основи конструктивізму в природничій освіті: проєктування інструкцій і моделей занять для підтримки наукового дослідження

Теоретичні засади конструктивістського підходу в природничій освіті. Проєктування навчальних інструкцій, запитань і завдань відповідно до рівня дослідницької самостійності студентів. Аналіз моделей занять, спрямованих на розвиток умінь спостерігати, формулювати гіпотези, планувати дослідження, збирати дані, робити висновки та пояснювати результати.

Тема 7. Навчальні прогресії та розвиток умінь наукової грамотності

Поняття навчальних прогресій у розвитку наукового міркування та наукової грамотності. Проєктування завдань, що поступово ускладнюють пізнавальну діяльність студентів і підтримують перехід від базового розуміння до самостійного пояснення, аргументації та застосування знань. Розроблення критеріїв успіху та педагогічного супроводу поступового розвитку компетентностей.

Тема 8. Реалістичні, діяльнісні та проблемно орієнтовані стратегії у формуванні розуміння математичних понять і розвитку вмінь розв’язувати задачі

Реалістичні, діяльнісні та проблемно орієнтовані стратегії навчання математики. Використання життєвих контекстів, практичних ситуацій, маніпулятивних матеріалів, активної взаємодії та проблемних завдань для формування глибшого розуміння математичних понять. Роль викладача як фасилітатора навчального процесу, який організовує проблемну ситуацію, підтримує самостійне мислення та спрямовує студентів до обґрунтованого розв’язання.

Тема 9. Цикл досвідного навчання у формуванні математичних понять і перенесенні знань у нові ситуації

Цикл досвідного навчання Колба як основа організації активного навчання: конкретний досвід, рефлексивне спостереження, концептуалізація та застосування знань у нових ситуаціях. Проєктування математичних активностей, у яких студенти діють, аналізують власний досвід, формують поняття та використовують знання для розв’язання нових задач. Розвиток уміння переносити знання між різними контекстами.

Тема 10. Критичне читання у природничій і математичній освіті

Теоретичні основи критичного читання у природничій і математичній освіті. Робота з текстами, даними, джерелами, графіками, доказами та аргументами. Аналіз освітніх завдань, що формують уміння інтерпретувати інформацію, перевіряти достовірність джерел, виявляти логіку аргументації та формулювати обґрунтовані висновки. Добір матеріалів і проєктування інструкцій для організації критичного читання.

Модуль 3. Проєктна робота та захист STEAM-проєкту

Тема 11. Редизайн фрагмента власного курсу на основі STEAM-підходу

Вибір фрагмента власної дисципліни, теми або навчальної активності для редизайну. Аналіз наявного навчального дизайну, визначення його сильних сторін і обмежень. Формулювання освітньої проблеми, дослідницького питання або практичного виклику, що може стати основою STEAM-активності. Визначення очікуваних результатів навчання, активної діяльності студентів і можливостей міждисциплінарної інтеграції.

Тема 12. Розроблення навчального STEAM-проєкту або активності

Проєктування навчального STEAM-проєкту, мініпроєкту або активності на основі підходів, опрацьованих під час програми. Добір дослідницьких, проєктних, конструктивістських, проблемно орієнтованих і досвідних методів навчання. Визначення цифрових інструментів, можливостей використання ШІ, навчальних матеріалів, інструкцій, критеріїв оцінювання, способів формувального зворотного зв’язку та навчальних артефактів, які створюватимуть студенти.

Тема 13. Презентація та захист проєктної роботи

Підготовка та представлення розробленого фрагмента курсу, STEAM-проєкту або навчальної активності. Обґрунтування педагогічної ідеї, очікуваних результатів, активної діяльності студентів, використаних методів, цифрових інструментів, інструментів ШІ та системи оцінювання. Отримання експертного й колегіального зворотного зв’язку, обговорення можливостей упровадження, доопрацювання проєктної ідеї та планування подальшої реалізації у власному викладанні.

РН 1. Пояснювати принципи доказового STEM/STEAM-навчання та обґрунтовувати доцільність використання активних, дослідницьких і проєктних підходів у вищій освіті.

РН 2. Аналізувати навчальні активності з позицій розвитку наукового, дослідницького, критичного, системного та обчислювального мислення здобувачів освіти.

РН 3. Проєктувати фрагменти занять або навчальні активності на основі дослідницького навчання, проєктного навчання, дизайн-мислення, конструктивістських і проблемно орієнтованих підходів.

РН 4. Добирати цифрові інструменти, симуляції, віртуальні лабораторії, засоби моделювання, візуалізації, співпраці та формувального оцінювання відповідно до педагогічної мети й типу діяльності студентів.

РН 5. Інтегрувати інструменти штучного інтелекту в навчальний процес відповідально: для тьюторингу, аналізу завдань, формування запитань, симуляції ролей, зворотного зв’язку та підтримки рефлексії без заміни мислення студента.

РН 6. Розробляти критерії оцінювання STEAM-компетентностей, навчальних артефактів, групової роботи, аргументації, роботи з доказами та результатів проєктної діяльності.

РН 7. Модифікувати фрагмент власного курсу / освітнього компонента з урахуванням STEAM-підходів, активного навчання, цифрових інструментів, ШІ та принципів конструктивного узгодження результатів навчання, активностей і оцінювання.

РН 8. Презентувати й аргументовано обґрунтовувати власне педагогічне рішення, отримувати та враховувати зворотний зв’язок від колег для подальшого вдосконалення навчального дизайну.