Биологияны оқытуда ғылым мен технология тәсілдерін қолдану

МЕКТЕПТЕ БИОЛОГИЯНЫ ОҚЫТУДА STEM ТЕХНОЛОГИЯСЫН ҚОЛДАНУ АРҚЫЛЫ ОҚУШЫЛАРДЫҢ БІЛІМ САПАСЫН АРТТЫРУ

Есенбай А.А., Жұмакелді Г., Ихсанова А.К., Бекенова Н.А.

Абай атындағы Қазақ ұлттық педагогикалық университеті

e-mail: [email protected], [email protected], [email protected].

Аннотация: Критическое мышление признано важной целью образования во всём мире, и считается, что интегрированные подходы на основе STEM обладают потенциалом для развития критического мышления. В этой связи настоящее исследование направлено на изучение влияния интегрированных STEM-учебных материалов на развитие навыков критического мышления у учащихся средней школы на уроках генетики. Исследование основано на квазиэкспериментальном дизайне, а именно – дизайне с предварительным и последующим тестированием с контрольной группой. В выборку исследования вошёл 31 ученик, два класса были случайным образом выбраны и распределены на экспериментальную и контрольную группы. Экспериментальная группа состояла из 16 учащихся, контрольная — из 15. Для экспериментальной группы был разработан модуль на основе интегрированного STEM-подхода, а для предварительного и последующего тестирования использовался тест на критическое мышление. Результаты предварительного тестирования по всем подсказателям критического мышления (умозаключение, распознавание предположений, дедукция, интерпретация и оценка) составили 36,12, что свидетельствует о сходстве уровней критического мышления обеих групп до начала обучен

Ключевые слова: навыки критического мышления, генетика, интегрированный STEM-подход, ученики средней школы по биологии.

Аңдатпа: Әлем бойынша сыни ойлау дағдылары білім берудің маңызды мақсаты ретінде танылған және кіріктірілген STEM негізіндегі тәсілдер сыни ойлауды дамытуға ықпал ету әлеуетіне ие деп есептеледі. Осыған байланысты, бұл зерттеу генетика сабағын үйретуде кіріктірілген STEM оқыту материалдарының орта мектеп биология пәні оқушыларының сыни ойлау дағдыларын арттыруға әсерін зерттеді. Зерттеу жартылай эксперименттік дизайнды, нақты айтқанда, алдын ала және кейінгі сынақ бақылау тобымен дизайнын қолданды. Зерттеу үлгісіне 31 оқушы кірді, екі сынып кездейсоқ таңдалып, эксперименттік және бақылау топтарына бөлінді. Эксперименттік топ 16 оқушыдан, ал бақылау тобы 15 оқушыдан тұрады. Эксперименттік топ үшін кіріктірілген STEM тәсілі бойынша модуль әзірленді, сыни ойлау дағдысы бойынша тест алдын ала және кейінгі сынақтар үшін қолданылды. Алдын ала сынақ нәтижелері барлық сыни ойлау қосалқы дағдыларында (ой қорытынды жасау, болжамдарды тану, дедукция, интерпретация және бағалау) 36.12 көрсетіп, екі топтың да оқытуға дейін сыни ойлау дағдылары шамалас екенін көрсетті. Ішкі топтар арасындағы салыстыру нәтижелері эксперименттік топтың алдын ала және кейінгі сынақтар арасында елеулі айырмашылық кө

Кілт сөздер: сыни ойлау дағдылары, генетика, кіріктірілген STEM тәсілі, орта мектеп биология пәні оқушылары

Abstract: Critical thinking is recognized as an essential goal of education worldwide, and integrated STEM-based approaches are believed to have the potential to foster critical thinking skills. In this regard, the present study aimed to examine the impact of integrated STEM instructional materials on the development of critical thinking skills among secondary school students during genetics lessons. The study employed a quasi-experimental design, specifically a pre-test and post-test control group design. The research sample consisted of 31 students, with two classes randomly selected and assigned to experimental and control groups. The experimental group included 16 students, while the control group had 15 students. A module based on the integrated STEM approach was developed for the experimental group, and a critical thinking test was administered for both pre- and post-assessments. The pre-test results across all critical thinking sub-skills (inference, recognition of assumptions, deduction, interpretation, and evaluation) averaged 36.12, indicating comparable levels of critical thinking between the two groups before instruction. Within-group comparisons revealed a significant

Keywords: critical thinking skills, genetics, integrated STEM approach, secondary school biology students.

Кіріспе. STEM сөзінің аббревиатурасы ағылшын тіліндегі "Science" (Ғылым), "Technology" (Технология), "Engineering" (Инженерия) және "Mathematics" (Математика) сөздерінің бастапқы әріптерінен құралған. STEM білім беру — бұл нақты өмірдегі мәселелерді шешуді мақсат тұтатын және теориялық білімді тәжірибеге және өнімге айналдыруға мүмкіндік беретін білім берудің аралас әдісі [1]. STEM білім беруінің теориялық негізі 1900 жылдардағы прогрессивті білім беру қозғалыстары мен конструктивизм теориясына негізделген [2]. STEM білім беруі барлық немесе кейбір төрт пәнді сабақ, бөлім немесе сынып ретінде қарастыруға бағытталған, ол пәндер арасындағы байланыстар мен нақты өмірдегі мәселелерге негізделген [3]. Бұл әрекет оқуды байланыстырып, мағыналы етуге бағытталған, өйткені ол пәндерді біріктіретін кешенді тәсіл ұсынады. STEM білім беруінде арнайы білім мен дағдыларды, сонымен қатар әртүрлі тәжірибелерді қолдану талап етіледі. Бұл тәжірибелер — ғалымдар, математиктер және инженерлер жасаған теориялар, жүйелер және модельдермен бірге зерттеу, жобалау және мәселелерді шешуге бағытталған әрекеттер [4]. Мұндай тәжірибелер әр пәнге тән білім мен дағдыларды талап етеді. Сондықтан STEM оқытуды оқушы

21-ғасыр ұрпағының талаптарына сәйкес технологияны қолдаған оқыту стратегияларын қолдану өте маңызды. Білім беру саласында жүргізілген зерттеулерге қарағанда, соңғы жылдары STEM тәсілі қабылданғанын көруге болады [5] және бұл тәсіл қазіргі заманғы оқыту техникасы ретінде қабылдануда. Мұғалімдер STEM тәсілімен сабақ жүргізу үшін алдымен осы тәсіл туралы білімге ие болуы, оны қабылдауы және сабақтарында қолданатын іс-әрекеттерін дайындауы керек. Осы мақсатта мұғалімдерге академиялық тұрғыда қолданылған, жарамды және сенімді іс-әрекеттерден тұратын ресурстар қажет.

Зерттеу әдісі. Бұл зерттеу шынайы кездейсоқ іріктеу толық жүзеге асыру мүмкін болмағандықтан және барлық сыртқы айнымалыларды толықтай бақылау қиын болғандықтан, жартылай тәжірибелік зерттеу дизайны негізінде жүргізілді. Мұндай жағдайларда бүтін сыныптарды қолдану – білім беру зерттеулерінде жиі қолданылатын тиімді әдіс болып табылады [6].

Зерттелуші топ ретінде Алматы қаласындағы орта білім беретін мектептердің 9-сынып оқушылары алынды. Ыңғайлы іріктеу әдісі арқылы заманауи материалдық-техникалық базасы бар, ғылыми-зертханалық және компьютерлік кабинеттермен жабдықталған, оқу үдерісі бірізді стандарттарға негізделген бір мектеп таңдалды. Бұл мектеп педагогикалық құрамының тұрақтылығы және оқу сапасының жоғары деңгейімен сипатталды.

Аталған мектептен екі сынып іріктеліп, кездейсоқ тәсілмен бір сынып тәжірибелік топқа, ал екінші сынып бақылау тобына бөлінді. Зерттеуге жалпы 31 білім алушы қатысты. Оның ішінде 16 оқушы (шамамен 51%) тәжірибелік топқа, ал 15 оқушы (шамамен 49%) бақылау тобына енгізілді.

Тәжірибелік топ STEM технологияларын қолдану арқылы биология пәнін оқытудан өтті, ал бақылау тобы дәстүрлі оқыту әдісімен білім алды. Зерттеу барысында алынған мәліметтер оқушылардың академиялық жетістіктерін, пәнге деген қызығушылығын және білім сапасына әсер етуші факторларды салыстырмалы түрде талдауға мүмкіндік берді.