Разработка междисциплинарного STEM-модуля для учителей средней школы: поисковое исследование

Аннотация

Теоретики образования полагают, что современный человек в результате получения образования должен приобрести способность самостоятельно проводить исследования и решать проблемы. Реформа, которая идет сейчас в школах Тайваня, имеет целью развитие именно таких ключевых компетенций. Один из способов решить эту задачу — STEM-образование. STEM-модули, объединяющие естественные науки, математику, технологии и инженерию, становятся главным ускорителем перехода к междисциплинарному, основанному на исследовании преподаванию и обучению. О преимуществах STEM-модулей и потребности в них написано много, а вот трудности, с которыми связаны разработка и внедрение такого междисциплинарного модуля, обсуждаются реже. В данной статье описан процесс разработки биосенсора, предназначенного для определения концентрации глюкозы в растворе. Этот междисциплинарный модуль объединяет физику, химию, биологию, математику, электронику и программирование. Цель программы в том, чтобы школьники сконструировали устройство, похожее на глюкометр, имеющийся в продаже. Для ознакомления педагогов с необходимыми для создания такого устройства теоретическими знаниями и операциями были проведены тренинги. Анализ анкет, заполненных участниками тренинга (21 педагог), показал, что учителя столкнулись с существенными трудностями: им было сложно и понять, и модифицировать STEM-модуль, и подготовить учеников к работе с модулем. В ходе группового интервью, проведенного после тренинга, выяснилось: внедрить такой модуль педагогам сложно, потому что для этого требуется и серьезная техническая подготовка, и новейшее оборудование и материалы. Возник вопрос о практической пользе модуля для школьников, а потом и новая задача, отличная от первоначальной. Помимо техникоцентрированной модели разработки STEM-материала, предложена и рассмотрена более подробно альтернативная, наукоцентрированная модель.