Рецензенти: О. Ф. Тарасов

ОСНОВИ РОБОТОТЕХНІКИ
8
Не всі робочі місця вимагають для початківців в галузі STEM 
вищої освіти, більша частина з них не потребують диплома ба-
калавра, але у свою чергу фахівці з дипломом мають переваги у 
працевлаштуванні. Попит на спеціалістів в галузях, пов’язаних зі 
STEM, є характерним і для інших розвинених країн.
У Фінляндії вважають: якщо молода людина вже на виході 
зі школи володітиме актуальним запасом практичних знань з 
урахуванням всіх сучасних комп’ютерних технологій та навич- 
ками ефективного пошуку інформаційних даних, то можна 
очікувати, що вона принесе користь не лише собі, а й держа-
ві. Тому було запроваджено експеримент навчання молоді з 
15 років не окремих наук, а професійних курсів, що мають пря-
ме відношення до реального життя [42].
Однією з альтернатив STEM-освіти, яка зараз стає популяр-
ною, є STEAM-освіта (наука, технологія, інженерія, мистецтво та 
математика). Засновницею цього напряму вважається G. Yakman, 
яка висловлює думку про те, що «Наука і техніка інтерпретуються 
за допомогою інженерії і мистецтва, все це відбувається в розра-
хунку на математичних елементах» [29].
STEAM-освіта передбачає окрім надання предметно-спе-
цифічних знань, пов’язаних з розвитком дедуктивного, індук-
тивного та логічного мислення – збільшення творчості, розвит- 
ку критичного мислення, гнучкості, адаптивності, соціальних 
та крос-культурних навичок, пов’язаних з мистецтвом. Таким 
чином, STEAM-освіта спрямована на створення всебічно роз-
винених фахівців, які є STEM- грамотними, творчими та іннова-
ційними. В Південній Кореї Міністерство освіти, науки і техно-
логій вже прийняли STEAM-освіту як засіб підвищення інтересу 
студентів до предметів STEM і в результаті країна отримала 
збільшення впливу науки і технологій у південно корейському 
суспільстві [5].
Національний науковий фонд (NSF) і Національний фонд 
мистецтв (NEА) в США після двостороннього обговорення ді-
йшли до думки, що додавання мистецтва (А) до STEM явно не-
достатньо. Також слід врахувати навички мислення, втілені при 
читанні і письмі (англ. мовою Reading and wRiting), тому STEAM 

1. STEM-Освіта та шляхи її розвитку
9
трансформується в STREAM. Грамотність є важливим компонен-
том для науки та технологій, адже фахівці мають вміти писати 
проекти та експерименти, складати звіти, правильно спілкува-
тись та співпрацювати.
Як показує досвід штату Квінсленд (Австралія), зусилля 
щодо проведення реформ в напрямках STEM- та STEAM-освіти 
сприяє підвищенню наукової грамотності та успішності мо-
лоді [23]. Дослідження показують, що учні в молодшій школі 
можуть розвивати їх обчислювальне мислення за допомогою 
використання комп’ютерного програмування і робототехніки. 
Математика надає можливість школярам розвивати свої навич- 
ки міркувань за допомогою удосконалення алгоритмічного 
мислення [23].
Для молодшої школи з використанням STEM- та STEAM-освіти 
характерне поєднання активного навчання та практики під керів-
ництвом вчителя (рис. 2).
В середній та старшій школі учні працюють в невеликих гру-
пах (рис. 3).
Рис. 2. 
Поєднання навчання та практики
в молодшій школі Квінсленду (за кількістю шкіл)
Виконання 
інструкції 
вчителя
Активне 
навчання
Дослідження Навчання за 
допомогою 
запитань
Навчання за 
допомогою 
життєвих 
ситуацій
Інше
Здебільшого
Регулярно
Інколи
Рідко
Ніколи

ОСНОВИ РОБОТОТЕХНІКИ
10
STEM- та STEAM-освіта забезпечує мотивацію до навчання, 
отримання знань та вмінь на практиці при поєднанні основ нау- 
ки, технологій, математики, інженерії та мистецтва. До принципів 
STREAM-освіти належать:
1. Практична інтеграція науки і грамотності: модель, засно-
вана на дослідженнях з використанням інструкцій, що 
поєднують практичні заняття, аналіз, синтез, лексику, об-
говорення і організацію даних.
2. Забезпечення можливості для навчання через наукові 
дослідження, читання, письмо та використання матема-
тичних навичок в науковому контексті.
У багатьох країнах світу виділяються засоби для соціальної 
реклами STEM, підготовки вчителів, організовується співпраця 
між системою освіти та компаніями, що працюють в STEM, учнів 
долучають до наукової діяльності та розробок, створюються на-
вчальні центри STEM.
Рис. 3. 
Робота в малих групах
в середній та старшій школі Квінсленду (за кількістю шкіл)
Інше
Здебільшого
Регулярно
Інколи
Рідко
Ніколи
Вик
онанн
я
інс
тр
укції в
чи
те
ля
Робо
та в ма
лих г
рупах
Проек
тне нав
чанн
я
Нав
ча
льний п
лан «На
ук
а, 
запи
танн
я, нави
чки»
Мо
де
ль «Нав
чанн
я – 
Д
ос
лід
ж
енн
я – Поясненн
я – 
Розробк
а – Оцінюванн
я»
Мо
де
ль «Прог
ноз
уванн
я – 
Спос
тереж
енн
я – Поясненн
я»

1. STEM-Освіта та шляхи її розвитку
11
Оскільки акронім STEM охоплює чотири предметні галузі (нау- 
ка, технологія, інженерія та математика) то STEM-освіта передба-
чає вивчення саме їх.
STEM-освіта може бути представлена як [19]:
підвищення рівня освіти в рамках кожного окремого 
предмету, що входить до галузі STEM;
інтерактивний підхід до освіти, в якому основні кон-
цепції науки, технології, інженерії та математики 
об’єднуються в рамках однієї навчальної програми, яка 
називається STEM. Важливість подібного інтегративно-
го підходу обумовлена інтегрованим характером сучас-
них технологій і потребами ринку праці в фахівцях «ши-
рокого профілю».
Marlene Hurley [16] запропонувала п’ять рівнів інтеграції:
послідовне вивчення предметів;
паралельне вивчення предметів;
часткова інтеграція;
розширена інтеграція;
повна інтеграція.
При всіх рівнях інтеграції STEM-освіта передбачає системний 
підхід, вона відрізняється від традиційного навчання тим, що має 
змішане середовище навчання та наповнена демонстрацією того, 
що наукові методи працюють у повсякденному житті. Перспектив-
ним напрямком міжпредметних зав’язків є робототехніка. Пере-
вагами цього напрямку є:
широкій вибір технологій, які використовуються для ство-
рення роботів відповідно до предметів і тем галузі STEM, 
які вивчаються учнями у проектній діяльності;
актуальність та привабливість теми для молоді;
можливість виконання проектів та використання облад-
нання на різних рівнях.
Робототехніка:
робить навчання цікавим, привабливим і вмотивованим;
дає досвід практичної роботи руками;
заохочує до підготовки до вступу у вищі навчальні за-
клади;

ОСНОВИ РОБОТОТЕХНІКИ
12
розвиває навички критичного мислення і стратегії вирі-
шення проблем;
дозволяє учням розвивати і виявляти свої творчі здіб- 
ності;
розвиває здатності до роботи в команді;
допомагає зрозуміти на інтуїтивному рівні наукові та ма-
тематичні концепції;
сприяє успіхам учнів в науках та математиці, вибору 
кар’єри в напрямку STEM;
допомагає учням краще розуміти і реалізовувати техноло-
гічні рішення;
підвищує впевненість у власних силах і самооцінку;
готує до життя в швидкоплинному конкурентному середо- 
вищі.
Робототехніка та автоматизація стають життєвоважливи-
ми для розвитку глобальної економіки. Згідно зі звітом 2014 від 
Allied Market Research, світовий ринок промислової робототехні-
ки (оцінюється в $ 26780 млн на 2012 р.), як очікується, зростатиме 
зі швидкістю 5,4 відсотка на рік до $ 41170 млн до 2020 р. Такий 
підйом був викликаний швидким зростанням вимог автоматизації 
в поєднанні зі зниженням мит на реконструйовані товари в пан-
азіатському регіоні [4].
В результаті, різні зусилля були зроблені на початковому 
(діяльність з інформування), середньому (дослідження, кар’єра 
і інженерна діяльність та програми) та у вищому рівнях освіти 
(кар’єра і технічні, інженерні технології та інженерні освітні про-
грами) для впровадження робототехніки [21].
Цілі навчальної робототехніки:
ранній розвиток (дрібна моторика, просторове мислення, 
конструювання тощо);
загальний розвиток життєвих компетентностей (команд-
на робота, реалізація проектів, саморефлексія тощо);
загальнотехнічні навички (прості механізми, міцність 
тощо);
спеціальні технічні навички (алгоритмізація, електроніка 
тощо).

1. STEM-Освіта та шляхи її розвитку
13
ВПРОВАДЖЕННЯ РОБОТОТЕХНІКИ У ПОЧАТКОВІЙ
ТА СЕРЕДНІЙ ОСВІТІ
Petre та Price [28] запропонували для вчителів початкової та 
середньої школи вивчення робототехніки на рівні навчання про-
грамуванню та основним принципам інженерії. Дослідники ствер-
джують, що мотивація учнів значно зростала під час проектної 
роботи зі створення власних роботів.
Petre та Price також зазначали, що учні могли б дізнатися про 
складні для сприйняття предмети (математика, наука, технології) 
через технологію «via the back door» (через задні двері) під час ви-
вчення основ робототехніки та колективної роботи на позаклас-
них та позашкільних заходах, змаганнях тощо.
Van Lith [33] погоджується з Petre та Price, додаючи, що про-
грами вивчення робототехніки в початковій та середній школі 
підвищують інтерес до вивчення роботизованих систем, двигунів, 
датчиків, сенсорів, завдань з їх управління, усунення несправнос-
тей та програмування. В США були використані шість тем для ви-
вчення робототехніки (дві власне з робототехніки та чотири між-
дисциплінарні) в початковій і середній системі освіти:
механіка і програмування (основи конструювання та про-
грамування роботів);
робота в команді, вирішення проблем, конструювання ро-
бота для самоідентифікації з використанням технологій, 
які забезпечують додаткові можливості навчання в кон-
тексті робототехніки [25].
Також активно використовувались позашкільні заходи різ-
них типів – конкурси, змагання з конструювання та програму-
вання роботів. В Україні представлені два найбільших світових 
конкурси з науки та робототехніки – FIRST LEGO League (для ді-
тей 9-16 років) та FIRST LEGO League Junior (для дітей 6-10 років), 
на яких учні можуть виступити командами та продемонструвати 
свої здібності.
Навчальна робототехніка може використовуватися у різному 
віці, існує велика кількість різних наборів. Загалом можна виділи-
ти 3 основні категорії:

ОСНОВИ РОБОТОТЕХНІКИ
14
Набори роботів, які можуть бути використані в школі:
Рис. 5. 
Розподіл конструкторів за віковими категоріями
Рис. 4. 
Типи робототехніки
Навчальна робототехніка
На основі LEGO
На основі 
мікропроцесорів
та міні-комп’ютерів
Конструктори

1. STEM-Освіта та шляхи її розвитку
15

жүктеу/скачать 5,37 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: