Використання біохімічних досліджень риб у реалізації STEM-орієнтованого навчання природничих дисциплін у школі.

Abstract

У роботі теоретично обґрунтувано, розроблено та експериментально перевірено ефективність методики організації навчального STEM-проєкту на прикладі біохімічних досліджень риб (вивчення токсичного впливу кадмію на кров in vitro) для підвищення рівня сформованості інтегрованих компетентностей учнів. Розроблено комплексну методику реалізації проєкту, що включає покрокові інструкції для міждисциплінарних команд, а також критерії та рубрики для оцінювання процесу та продукту проєкту. Експериментально доведено, що в експериментальній групі рівень сформованості STEM-компетентностей та приріст знань є статистично значуще вищими порівняно з контрольною групою. Підтверджено, що проєктна технологія ефективно розвиває критичне мислення, навички інженерного проєктування (адаптація обладнання та протоколів) та вміння працювати з реальними кількісними даними (статистична обробка біохімічних показників). Результати роботи можуть бути використані вчителями природничих дисциплін та методичними об’єднаннями для розробки та впровадження ефективних міжпредметних STEM-модулів у навчальний процес загальноосвітніх шкіл.

The work theoretically substantiates, develops and experimentally tests the effectiveness of the methodology for organizing an educational STEM project using the example of biochemical studies of fish (study of the toxic effect of cadmium on blood in vitro) to increase the level of formation of integrated competencies of students. A comprehensive methodology for implementing the project has been developed, which includes step-by-step instructions for interdisciplinary teams, as well as criteria and rubrics for evaluating the process and product of the project. It has been experimentally proven that in the experimental group the level of formation of STEM competencies and the increase in knowledge are statistically significantly higher compared to the control group. It has been confirmed that project technology effectively develops critical thinking, engineering design skills (adaptation of equipment and protocols) and the ability to work with real quantitative data (statistical processing of biochemical indicators). The results of the work can be used by science teachers and methodological associations to develop and implement effective interdisciplinary STEM modules in the educational process of secondary schools.