Формирование современных компетенций у детей дошкольного возраста через технологию STEM-образования.
статья

Формирование современных компетенций у детей дошкольного возраста

через технологию STEM-образования.

Аннотация: В этой статье автор описывает теоретические основы формирования современных компетенций у детей дошкольного возраста, роль STEM-образования в формировании информационных и технологических компетенций.

В современной России система образования находится на новом этапе, дошкольные образовательные учреждения перешли на работу в соответствии с ФОП ДО и ФГОС ДО.

В современном дошкольном образовании большое  внимание отводится формированию у подрастающего поколения компетенций «будущего» - практических знаний и навыков, которые позволят дошкольникам в будущем,  в полной мере реализовать себя, успешно выстраивать диалог с современным миром, с цифровым поколением, овладеть профессиями, которые будут востребованы через 5-10 лет.

Дошкольный возраст важен тем, что именно в нем ребенок приобретает столько знаний и умений, сколько не приобретет в последующие годы, именно в этот период у ребенка формируются так называемые ключевые компетенции, которые помогут ему в дальнейшем  использовать все постоянно приобретаемые в жизни знания, умения и навыки для решения максимально широкого диапазона жизненных задач в различных сферах человеческой деятельности, общения и социальных отношений.

Современные ученые считают, что в первые семь лет жизни ребенок приобретает столько, сколько не сможет приобрести за всю последующую жизнь, и упущения в этом возрасте не наверстываются впоследствии. Именно этот возраст крайне важен для становления у обучающихся прочного фундамента, представляющего основу формирования «гибких» навыков и актуальных компетенций.  Деятельность дошкольников очень разнообразна: дети постоянно изобретают, творят, фантазируют и порождают новые, интересные, уникальные по своему замыслу идеи. Необходимо создать условия для того, чтобы дети имели возможность воплощать собственный замысел и использовать возникающие идеи для саморазвития, самосовершенствования, наращивания собственного потенциала. Формирование у детей современных компетенций – одно из наиболее важных направлений образования как в России, так и в целом во всем мире. По прогнозам ученых, порядка 65% современных детей вырастут, овладев профессиями, которых в настоящее время не существует. И будущим специалистам потребуются знания, интегрированные из самых различных областей науки, технического творчества и инженерии. Дошкольный период является наиболее благодатным для формирования у детей начал ключевых компетентностей.

Компетентность–сплав знаний, умений, опыта, отношений.

Компетентность всегда проявляется в деятельности, ее можно определить как

«успешное действие в конкретной ситуации» или как «способность эффективно

решать проблемы в условиях неопределенности».

 У дошкольников к основным ключевым компетенциям можно отнести:

1. Коммуникативная компетенция – умение самостоятельно и свободно высказывать, формулировать и аргументировать суждения. Школьные учителя формулируя свои претензии к коммуникативным навыкам выпускников детского сада говорят: « умеет/не умеет высказать свою мысль, может /не может сформулировать предложение»

2. Деятельностная компетенция – умение планировать собственную деятельность: цель, средства и материалы, действия, результат. У дошкольников важен не столько сам результат, сколько процесс.

3. Социальная компетенция - умение встраиваться в социальные отношения,

инициировать и поддерживать их на приемлемом уровне

4. Информационная компетенция - умение использовать разнообразные источники, несущие информацию, критично относиться к получаемой информации, уметь ее использовать.

5. Здоровьесберегающие компетенции – умение заботиться о своем здоровье.

6. Когнитивная компетенция - формируется в самостоятельной познавательной деятельности, включающей элементы логической, аналитической деятельности, соотнесенной с реальными познавательными объектами. Сюда входят навыки самостоятельной работы с информацией, умение самостоятельной постановки цели, организации планирования, анализа, самооценки познавательной деятельности.

Для методики дошкольного образования значимым является понятие ключевые компетенции – необходимость их формирования определена ФГОС ДО, а уровень их сформированности определяет уровень подготовленности ребенка к обучению в школе. Отличительной особенностью формирования и реализации ключевых компетенций в дошкольном возрасте является целостность процесса теоретического освоения знаний и применения полученных знаний. Ключевые компетенции формируются в ходе всего воспитательно-образовательного процесса, в разных видах активной детской деятельности: игровой, исследовательской, коммуникативной, учебно-познавательной, трудовой и др. Эти условия в равной мере применимы и к процессу формирования у детей современных компетенций. О каких же современных компетенциях идет речь? В первую очередь это компетенции, связанные с цифровой грамотностью и развитием технического мышления, технического творчества.

Применительно к ступени дошкольного образования в свете раскрываемой темы считаем важным более подробно раскрыть содержание информационной и технологической компетентности. 

Информационная компетентность представляет собой готовность ребенка принимать окружающую действительность как источник информации, способность распознавать, обрабатывать и использовать критически осмысленную информацию для планирования и осуществления своей деятельности.

1. Умение ориентироваться в некоторых источниках информации (книги, предметы искусства, игрушки, рассказ сверстника, рассказ взрослого, телевидение, видеофильмы и т.д.).

2. Умение делать выводы из полученной информации.

3. Умение понимать необходимость той или иной информации для своей деятельности.

4. Умение задавать вопросы на интересующую тему.

5. Умение получать информацию, используя некоторые источники.

6. Умение оценивать социальные привычки, связанные со здоровьем, потреблением и окружающей средой.

Технологическая компетентность определяется как готовность ребенка к пониманию инструкции, алгоритма деятельности, к четкому соблюдению технологии деятельности.

1. Умение ориентироваться в новой, нестандартной для ребенка ситуации.

2. Умение планировать этапы своей деятельности.

3. Умение понимать и выполнять алгоритм действий.

4. Умение устанавливать причинно-следственные связи.

5. Умение выбирать способы действий из усвоенных ранее способов.

6. Умение использовать способы преобразования (изменение формы, величины, функции по воссозданию, аналогии и т.д.).

7. Умение понимать и принимать задание и предложение взрослого.

 8. Умение принимать решение и применять знания в тех или иных жизненных ситуациях.

9. Умение организовать рабочее место.

10. Умение доводить начатое дело до конца и добиваться результатов.

Решая задачу формирования у детей современных компетенций, педагоги все чаще прибегают к идеям и технологиям STEМ-образования.

Программа ««STEM-образование детей дошкольного и младшего школьного возраста» (авт. С.А. Аверин, Т.В. Волосовец, В.А. Маркова), является парциальной модульной программой дошкольного образования, направленной на развитие интеллектуальных способностей в процессе познавательной деятельности и вовлечения в научно-техническое творчество. Эта программа также может успешно использоваться во внеурочной деятельности в рамках основной образовательной программы начального общего образования, а каждый её раздел – образовательный модуль – самостоятельно применяться как в образовательных организациях выше указанных уровней, так и в системе дополнительного образования.

Аббревиатура STEM расшифровывается следующим образом: S - science, T - technology, E - engineering, и M - mathematics. В переводе с английского это: естественные науки, технология, инженерное искусство, математика.

Преимущества STEM-образования:

1. Интегрированное обучение по темам, а не по предметам.

STEM-обучение соединяет в себе междисциплинарный и проектный подходы, в основе которых лежит интеграция естественных наук и технологии, математики и инженерного творчества и т. д.

2. Применение научно-технических знаний в реальной жизни.

В ходе практических занятий детям наглядно демонстрируют возможности применения научно-технических знаний в реальной жизни. На каждом занятии в рамках конкретного проекта дети разрабатывают, строят и развивают продукты, «созвучные» выпускаемым современной индустрией, создавая, таким образом, прототипы реального продукта.

3. Развитие навыков критического мышления и разрешения проблем.

Программы обучения через STEM развивают навыки критического мышления и разрешения проблем, необходимые для преодоления трудностей, с которыми дети могут столкнуться в повседневной жизни.

4. Формирование уверенности в своих силах. 

Дети, создавая разные продукты - строя мосты и дороги, запуская аэропланы и машины, тестируя роботов и электронные игры, разрабатывая свои подводные и воздушные конструкции - делают и пробуют, дорабатывают и снова тестируют, таким образом, совершенствуют свой продукт. Так, решая все проблемы своими силами, доходят до цели. Каждая победа укрепляет уверенность в своих силах.

5. Активная коммуникация и командная работа.

Обучение по STEM-программам отличается необходимостью активной коммуникации и командной работы. На стадии обсуждения создается свободная атмосфера для дискуссий и высказывания мнений, при этом дети не боятся высказать любое мнение, учатся рассуждать и презентовать собственную точку зрения. Большую часть времени на занятии дети проводят за разработкой и апробацией созданных продуктов, находясь в постоянном общении и взаимодействии как с педагогами, так и членами своей команды, внутри которой предполагается сотрудничество, связанное с распределением ролей, функций, отдельных действий и материала.

6.Развитие интереса к техническим дисциплинам.

Задача STEM-образования в дошкольном возрасте – создание условий для развития у детей интереса к естественнонаучным и техническим дисциплинам. Познавательный интерес связан с положительным эмоциональным отношением к изучаемому предмету, с созданием ситуации успеха, с самовыражением и утверждением личности ребенка. Занятия с использованием STEM-технологии увлекательны и динамичны, эмоционально позитивно окрашены. Строя ракеты, машины, мосты, небоскребы, создавая свои электронные игры, фабрики, логистические сети и подводные лодки, дети проявляют все больший интерес к науке и технике.

7.Развитие мотивации к техническому творчеству через детские виды деятельности с учётом возрастных и индивидуальных особенностей каждого ребёнка.

Несмотря на бурный рост числа детских робототехнических центров и внедрения

ИКТ-технологий в образование на всех его уровнях, практически нет методик, которые, опираясь на игровую и другие виды детской деятельности, обеспечивали бы развитие у детей инженерных и естественно-научных компетенций, начиная с младшего дошкольного возраста. Основной недостаток: у детей, которые начинают заниматься

робототехникой, не сформированы в достаточной степени представления о базовых математических понятиях, о мире; познавательная деятельность в дошкольном возрасте не опиралась на системно организованный опыт экспериментирования в исследовательской деятельности. Робототехника даётся как продолжение и развитие только конструирования и экспериментирования с электронными устройствами. Картина мира формируется без опоры на опыт ребёнка в естественной природной среде и не получается целостной. В программе «STEM-образование детей дошкольного и младшего школьного возраста» окружающий мир изучается ребёнком через игру и экспериментирование с объектами живой и неживой природы. Методические материалы дают связь между живыми существами и роботами, мотивируя ребёнка двигаться от игры и детского эксперимента через конструирование и увлекательное техническое и художественное творчество к проектированию и созданию роботов – моделей, напоминающих объекты живого мира. Основы программирования и использования датчиков подводят ребёнка к желанию наделить эти создания зрением, слухом и логикой. Это очень увлекательный процесс, который может стать мотивационным стержнем до окончания образования и получения любимой специальности: инженера, программиста, конструктора, учёного.

8.Ознакомление с миром профессий и трудовое воспитание.

По разным статистическим данным в ближайшем будущем 10 ведущих технических специальностей - инженеры-химики, software-разработчики, инженеры нефтяной и газодобывающей промышленности, аналитики компьютерных систем, инженеры-механики, инженеры-строители, робототехники, инженеры ядерной медицины, архитекторы подводных сооружений и аэрокосмические инженеры, специалисты по генной инженерии, большим данным, искусственному интеллекту, сити-фермерству, нейротехнологиям - будут преимущественно ориентированы на STEM-знания.

9.Подготовка детей к технологическим инновациям.

Обучение по STEM-программам готовит детей к технологически развитому миру. За последние 60 лет технологии совершили значительный прыжок в развитии: с момента открытия интернета (1960 г.) и появления GPS технологий (1978 г.) до ДНК-

сканирования и повсеместного использования планшетов и смартфонов. Без технологий представить наш мир на сегодняшний день невозможно. Это также говорит о том, что технологическое развитие будет продолжаться, и STEM-навыки являются основой этого развития.

1. Возможность включения STEM-технологий в вариативную часть основной образовательной программы (ООП).

В основной образовательной программе для дошкольников, особенно в части, разрабатываемой участниками образовательных отношений, мобильно и динамично реализуется реально востребованное содержание, отвечающее интересам и приоритетам современного дошкольника.

Ведущая составляющая STEM-обучения — это научно-техническое творчество, экспериментально-инженерная деятельность. Через игровые формы дети знакомятся с основами алгоритмизации и программирования и приобретают элементарные математические, инженерные навыки. Программа состоит из пяти модулей:

1. Дидактическая система Ф. Фребеля
2. Экспериментирование с живой и неживой природой
3. LEGO-конструирование
4. Математическое развитие
5. Робототехника
6. Мультистудия «Я творю мир»

В нашем детском саду мы уже не первый год работаем по данной программе: первые четыре модуля реализуются в процессе образовательной деятельности и режимных моментов, робототехника и мультистудия.

Дидактическая система Ф. Фребеля

Целью данного образовательного модуля является формирование естественнонаучной картины мира и развития пространственного мышления у детей младшего возраста на основе дидактической системы Ф. Фребеля. Использование наборов Ф. Фребеля в образовательном процессе может проходить как в обязательной части основной образовательной программы ДОО, являясь дополнительным материалом для решения поставленных педагогом образовательных задач, так и в части, формируемой участниками образовательных отношений, в режиме студийно-кружковой деятельности. Но в любом случае педагог определяет содержание деятельности, исходя из индивидуальных возможностей и приоритетов воспитанников.

Экспериментирование с живой и неживой природой 

Целью     образовательного     модуля «Экспериментирование с живой и неживой природой» является воспитание экологической культуры детей дошкольного возраста в интересной и увлекательной форме – опытно-экспериментальной деятельности. Что можно исследовать с ребенком? Самые разные свойства и закономерности окружающего мира. Набор увлекательных экспериментов, предложенных в модуле, поможет увлечь детей изучением окружающего мира. В выборе содержания занятий необходимо ориентироваться на интересы детей, не навязывая им те сведения, которые еще сложны для их понимания. В этом поможет наблюдение: чем интересуются дети на прогулке, какие вопросы задают. Внимательное отношение к детям способствует выбору именно тех занятий, которые будут отвечать их актуальным познавательным потребностям. Мера непосредственного участия детей в проведении эксперимента определяется в зависимости от их количества и степени подготовленности.

Лего -конструирование

Одними из самых востребованных в мире современных конструкторов, органично сочетающих в себе игру и конструирование, являются конструкторы LEGO.

Основой наборов LEGO является кирпичик — деталь, представляющая собой полый пластмассовый блок, соединяющийся с другими такими же кирпичиками на шипах. В наборы также входит множество других деталей: фигурки людей и животных, колёса и так далее.

Наборы предназначены для детей от 1,5. Наборы для старших дошкольников уникальны тем, что позволяют получить базовые представления о современной науке и технике. В них можно найти балки, болты, оси, шестеренки, рычаги. Важно, что ребенок не просто собирает разного рода технику (самолеты, экскаваторы, корабли), но и знакомится в игровой форме с базовыми принципами механики и особенностями работы простейших механизмов.

Первый этап: организация широкого самостоятельного детского экспериментирования с новым материалом.

Второй этап: решение детьми проблемных задач двух типов: на развитие воображения и на формирование обобщенных способов конструирования, которое предполагает использование умения экспериментировать с новыми материалами и в новых условиях.

Третий этап: организация конструирования по собственному замыслу детей.

Робототехника

В детском саду робототехника является важным аспектом пропедевтики дальнейшего изучения математики, информатики, программирования и физики, так как позволяет освоить на практике такие базовые понятия, как координаты, графики, алгоритмы, циклы, многозадачность, скорость, мощность.

Образовательный модуль «Робототехника» представляет собой набор конструкторов для создания роботов детьми дошкольного и младшего школьного возраста, имеющих различные способы «оживления робота». Усложнение в системе управления сконструированными роботами заключается в движении от простой сборки модели и механического перемещения ее детьми младшего дошкольного возраста до программируемых систем управления роботами, которые осуществляют старшие дошкольники.

Целью образовательного модуля «Робототехника» является приобщение к техническому творчеству детей дошкольного и младшего школьного возраста и формирование STEM - компетенций с целью решения следующих частных задач:

• развитие логики и алгоритмического мышления;
• формирование основ программирования;
• развитие способностей планировать, проектировать и моделировать процессы в простых учебных и практических ситуациях;
• развитие умения оценивать потребность в дополнительной информации для самостоятельной познавательной деятельности, определять возможные источники ее получения, критически относиться к информации и к выбору источника информации;
• развитие способности к абстрагированию и нахождению закономерностей;
• умение быстро решать практические задачи;
• овладение умением акцентирования, схематизации, типизации;
• знание и умение пользоваться универсальными знаковыми системами (символами);
• развитие способностей к оценке процесса и результатов собственной деятельности.

Мультистудия «Я творю мир»

Ключевой идеей образовательного модуля «Мультстудия «Я творю мир» выступает создание авторского мультфильма, который может стать современным мультимедийным средством обобщения и презентации материалов детского исследования, научно-технического и художественного творчества. Данный модуль, по сути, объединяет в себе результаты всего STEM-образования дошкольников и младших школьников.

Достижение поставленной цели возможно через освоение ИКТ, цифровых и медийных технологий, организации продуктивной деятельности на основе синтеза художественного и технического творчества.

Методическое обеспечение программы для дошкольного уровня

1. Образовательный модуль «Дидактическая система Фридриха Фребеля». Маркова В. А., Аверин С. А. - Краснодар, Экоинвест, 2017.
2. Образовательный модуль «Экспериментирование с живой и неживой природой». Зыкова О. А., Казунина И. И.- Москва, ЗАО «ЭЛТИ-КУДИЦ», 2015.
3. Образовательный        модуль        «LEGO-конструирование».        Образовательный модуль «ЛЕГО-конструирование» — М.: «ЭЛТИ-КУДИЦ», 2018.
4. Образовательный        модуль        «Математическое        развитие        дошкольников». Маркова В. А. - Москва, ЗАО «ЭЛТИ-КУДИЦ», 2017.
5. Образовательный модуль «Робототехника». Аверин С. А., Маркова В. А., Теплова А. Б.- Москва, ЗАО «ЭЛТИ-КУДИЦ», 2017.
6. Образовательный модуль «Мультстудия «Я творю мир». Муродходжаева Н. С., Амочаева И. В.- ЗАО «ЭЛТИ-КУДИЦ», 2017