Ўзбекистон республикаси олий ва ўрта махсус таълим вазирлиги қарши давлат университети

Диссертациянинг “STAEM фанлари таълимини амалиётга тадбиқ этиш йўллари” деб номланган учинчи бобида, STEAM фанларни моделлаштириш жараёни назарий олинган билимларни амалиётга қўллашнинг биринчи қадами дейишимиз мумкин. STEAM фанларининг компоненти сифатида унинг ҳарфларидан иборат бўлган фанларни: S-табиий фанлар, T-технология, E-муҳандислик, A-дизайнлик, M-математика фанларини қараш мумкин. STEAM фанларини компонентларини бирлаштириш ҳамда ўзаро алоқаларини тушунтиришда моделлаштириш ва рақамлаштириш муҳим аҳамият касб этади. Шуни айтишимиз мумкинки, моделлар ҳамда моделлаштириш жараёнлари STEAM фанларининг интеграциясини очиб берувчи жиддий воситалардан бири ҳисобланади.
Моделга қараб фанларнинг интеграциялашнинг йўллари ўрганилиб борилса, моделлаштириш орқали жараённи талаба ёки ўқитувчи амалиётда ўзи бажаради. Шунингдек, ушбу бобда STEAM фанлари таълимини моделлаштириш ҳамда рақамлаштириш орқали ривожлантиришнинг назарияси ва методикасининг модели(5-расм) келтириб ўтилган.
STEAM фанлари компонентларга эга бўлгани каби моделлар ҳам компонентларига эга ва улар қуйидагилардан иборат:
ақлий моделлар (когнитив тақдимотли моделлар);
ифодаланган моделлар (бошқалар изоҳлаши мумкин бўлган моделлар);
консенсус моделлари (ҳозирда мавжуд ва фойдаланиб келинаётган моделлар);
илмий моделлар (башорат воситаларига айланадиган синовдан ўтган ва ҳозирда фойдаланилиб келинаётган моделлар);
тарихий моделлар (ривожланган моделларнинг дастлабки ҳолатидаги моделлар);
ўқув моделлари (ўқув жараёнларида фойдаланиб келинаётган олдиндан мавжуд моделлар);
ўқитиш моделлари (тарихий ва ўқув моделларини шарҳлашда ёрдам берадиган моделлар);
гибрид моделлар (илмий, тарихий ёки ўқув моделларини мувофиқлаштирувчи моделлар).

4-расм. STEAM фанларини рақамлаштириш технологиясининг модели



5-расм. STEAM фанлари таълимини моделлаштириш ҳамда рақамлаштириш орқали ривожлантиришнинг назарияси ва методикасининг модели.
STEAM таълими ёндашувни амалга ошириш фундаментал ва амалий билимлар, замонавий технологияларнинг комбинациялари ва энг асосийси, улардан амалий мақсадларда самарали фойдаланиш муҳандислик инновацион фаолиятининг асосий мезонига айланмоқда. Бунинг натижаси сифатида муҳандислик таълимига янги ёндашув шаклланади. Моделлар компонентларини ўрганиш ва улардан тўғри фойдалана олиш STEAM фанлари таълимини амалга оширишда муҳим ўрин эгаллайди.
Математик моделлаштириш имкониятини берадиган дастурларга: MatCad, MatLab, Maple, ва бошқа дастур пакетларини мисол келтириш мумкин. Бу дастурлар математик формулалар ва математик қонуниятларни рақамлаштириш имконини берувчи дастурлар ҳисобланади ва математик моделлаштириш методидан математика таълимида икки шаклда фойдаланилади.
Физик жараёнларни моделлаштириш имкониятини берадиган дастурларга: MatCad, MatLab, Maple, Srocodile Physics, Electronics Workbench, Interactive Physics каби дастурлар ва бошқа дастур пакетларини мисол келтириш мумкин.
Ахборот технологиялари имкониятидан фойдаланган ҳолда компьютер моделларини ўқув жараёнларида фойдаланиш ўзининг самарасини беради.
Компьютер моделларини ўқув жараёнларида қўллаш меъёрлари қуйидагилар:
компьютер дастури тажрибани ўтказиш мумкин бўлмаган ёки тажрибада кузатиб бўлмайдиган даражадаги ҳолатларда қўлланилиши лозим;
компьютер дастури ўрганилаётган детални аниқлашда ёки ечилаётган масаланинг иллюстрациясида ёрдам бериши керак;
талабалар модель ёрдамида ҳодисаларни характерловчи катталикларнинг ҳам сифатий, ҳам миқдорий боғланишларини кўра билишлари керак;
дастур билан ишлаш пайтида талабаларнинг вазифаси турли қийинликдаги топшириқлар устида ишлашдан иборат, бу уларнинг ўз устида мустақил ишлашга имкон беради.
Interactive Physics - аслида инглизча сўздан олинган бўлиб, ўзбекчада жонли физика деган маънони англатади. Бу дастур пакети физика ўқитувчилари ва компьютер дастурчиларининг кўп йиллик меҳнатлари маҳсулидир. Interactive Physics дастурининг ҳаракат инструментларидан фойдаланиш, талабаларнинг ўзлари мустақил равишда инженер ёки илмий мутахассислар каби физик жараёнларни моделлаштириш имкониятига эга бўладилар. Бу дастур давлат таълим стандартларига ва ўқув муассасаларида таълим берилаётган адабиётларга мос келганлиги билан муҳим педагогик қурол ҳисобланади.
Маълумки, баъзи бир жараёнлар ёки физик моделнинг таснифи чизма плакатларда тўлиқ ўз аксини топмайди. Бунинг устига жараённинг ўзгаришини кўриш имконияти умуман мавжуд эмас. Компьютер модели бундай ҳолларда қўл келади. Албатта, физик жараёнларнинг барча элементларини ўзида акс эттирган ўқув фильмлари мавжуд, лекин бундай ўқув фильмларни талаба (ўқувчи) пассив томошабин сифатида кузатади. Жараённинг компьютер моделида эса ўрганувчи физик жараёнга бевосита “аралашиб” туриши, унинг параметрларини ўзгартириб, унда амал қилинаётган қонуниятга қандай таъсир қилаётгани тўғрисида хулосалар чиқариш, яъни билим олиш ва уни чуқурлаштириш имкониятига эга бўлади.
STEAM талабаларда қуйидаги муҳим хусусиятлар ва кўникмаларни ривожлантиришга ёрдам беради; муаммоларни кенг қамровли тушуниш, ижодий фикрлаш, муҳандислик ёндашуви, танқидий фикрлаш, илмий методларни тушуниш ҳамда қўллаш, дизайн асосларини тушуниш ва бошқалар. STEAM таълими технологияси конструктивлик, лойиҳалаш ва моделлаштириш методлари орқали амалга оширилади ва унинг негизида назарий олинган билим ҳамда унга асосланган бадиий изланиш ётади.
Ушбу таълим талабаларнинг назарий ва амалиёт билимларини чамбарчас бирлаштиради. STEAM-ёндашув талабаларга фанларни тизимли равишда ўрганишга, фанлардан бир мавзусининг иккинчи мавзуси билан интеграциялашга, креатив фикрлашга, мантиқий мушоҳада қилишга, назария ва амалиётдаги ўзаро алоқани англаб етишга, ўзи учун янги тушунчаларни, ноодатий ва қизиқарли нарсаларни очишга имкон беради.
STEAM фанларининг рақамлаштиришда жараёнларнинг ёки ҳодисаларнинг рақамлаштирилган лабораторияларидан фойдаланиш мақсадга мувофиқ бўлади. Ҳозирда бунга ўхшаган лабораториялар ривожланган давлатлар фан ва техникасининг ажралмас қисмига ҳисобланиб, таълимнинг энг ривожланган соҳаларидан бирига айланиб бормоқда, масалан, табиий фанлардан бири бўлган кимё фанини ўрганишда PASCO рақамли лабораториясидан фойдаланилаётгани кўришимиз мумкин. Ушбу лабаротория ижодий фикрлашни ривожлантириш ва ижодкорликда янгиликлар киритиш имкониятларини яратади.
Олий таълим муассасаларида IT инкубацион марказларини ишга туширилиши PASCO каби рақамли лабораторияларини ўқув жараёнларига қўллаш имкониятларини беради ва STEAM фанларининг рақамлаштиришда илк қадам ҳисобланади. Бунда ўзига яраша муаммолар мавжуд бўлиб, бу муаммолар компьютер дастурчиларининг етишмаслиги ҳисоланади. PASCO лабоарторияларининг тайёр ҳолатидан фойдаланиш бўйича ўқитувчиларни ундан фойдаланишга ўргатиш ҳамда рақамли лабораториялардан фойдаланиш йўриқномаларини ишлаб чиқиш талаб қилинади.
Муаллифлар томонидан Storyboard каби ишлаб чиқилган тайёр лаборатория ишлари таълим дастурларига мослаштирилади. Ишлаб чиқилган лаборатория ишлари амалий жиҳатдан талабаларга ўқув машғулотларини тушунтиришда услубий томондан қўлланилади. Кимёвий элементларни 3D кўринишда ифодаланган тасвирларини талабаларга тушунтириш талабаларни кенг аудиторияларда таълим олиш имкониятини яратади. Бу ўз навбатида режалаштирилган инклюзив таълим сифатида амалга оширилиши мумкин. PASCO рақамли лабораторияси янгиланган таълим мазмунига эътибор қаратсак, бу фаннинг IT марказлари билан интеграциясини талаб қилади.
Ҳозирда барча олий таълим муассасаларида IT инкубацион марказларнинг мавжудлиги бу муаммони ҳал қилиш имконини беради. Бундай таълимни дунёнинг турли таълим тизими ривожланган Финландия, Хитой, Япония, Германия, Корея, Россия, Англия давлатларида амалга оширилаётганини кўришимиз мумкин.
Таълимдаги бу янгиликни PASCO рақамли лабораториялар ва таълим интеграцияси орқали амалга оширишда, шу нарса маълум бўлдики, айнан таълимга ушбу интеграциявий таълим STEAM ёндашувли таълим зарур бўлади. Шунинг учун ҳам ҳозирда муҳандислик ривожланиб бораётган давлатларда STEAM таълимига алоҳида эътибор қаратилаётганини кўришимиз мумкин. Бундай таълимга янгича ёндашувни амалга оширишдан мақсад талабаларни ўқув машғулотлари жараёнларида олаётган билимларининг максимал даражага ошириш ҳамда сифатли таълим олиш имкониятларини таъминлашдир. Бу кўринишдаги ўқув жараёнларини амалга ошириш ҳозирда фақатгина бир нечта ўқитувчилар томонидан амалга оширилиши мумкин, сабаби, ўқитувчилар бир вақтнинг ўзда ўз фанларини чуқур билиши билан ва IT соҳаларининг ҳам билишини талаб қилади.
Келажак таълимининг муҳим талаби, бу бўлажак муҳандис кадрларни тайёрлашда замонавий STEAM ёндашувли янгича таълимни мамлакатимиз таълимига кечиктирмасдан татбиқ этиш керак бўлади. Мамлакатимиз таълим тизими узлуксиз ва ўзаро боғлиқлигини ҳисобга олган ҳолда STEAM талимини мактабгача ёшдаги болалар таълимдан тортиб олий таълим муассасалари талабаларигача татбиқ этиш универсал касб эгалари ва унверсал педагогларни кашф этади.
Диссертациянинг “Тажриба-синов натижаларини таҳлили ва уни амалга ошириш методикаси” деб номланган тўртинчи бобда бўлажак муҳандисларни STEAM ёндашувли таълим асосида касбий фаолиятга тайёргарлигини аниқлаш мақсадида Бухоро муҳандислик технологиялар институтидан 219 нафар талаба (тажриба гуруҳида 108 нафар, назорат гуруҳида 111 нафар) 60720900 (5321400) - Нефть ва газкимё саъноати таълим йўналиши, Жиззах полетехника институтидан 120 нафар талаба (тажриба гуруҳида 58 нафар, назорат гуруҳида 57 нафар) 60112400 (5111000) – Касб талъими йўналиши, 60712500 (5310600) - Транспорт воситалари муҳандислиги (автомабиль транспорти) таълим йўналишлари, Қарши муҳандислик-иқтисодиёт институтидан 113 нафар (тажриба гуруҳида 58 нафар, назорат гуруҳида 56 нафар) 60720900 (5321400) – Нефт ва газкимё саноати ва 60720700 – Технологик машина ва жиҳозлар таълим йўналишлари, жами 528 нафар талаба иштирокида тажриба-синов ишлари амалга оширилди.
Тажриба-синов ишларининг дастлабки босқичида ҳам тажриба ҳам назорат гуруҳларида уч йўналишда, яъни талабаларнинг STEAM таълими орқали фундаментал фанларни амалиётга қўллаш маҳоратни эгаллаганлик даражаси, психологик тайёргарлиги ва методик тайёргарлиги даражаларини аниқлаб олдик.
Назорат ишини таҳлил қилиб, биз талабаларни учта категорияга ажратдик: топшириқни 50% дан кам бажарган талабалар, 50% дан 80% гача топшириқни бажарган талабалар, 80% дан юқори топшириқни бажарган талабалар. Назорат ва тажриба гуруҳларнинг натижаларини жамлаб, қуйидаги жадвал ва диаграммаларга эга бўлдик (1, 2-жадваллар).