У сучасному освітньому середовищі, орієнтованому на розвиток творчих та критичних здібностей учнів, метод проектів на уроках математики в Новій Українській школі (НУШ) є важливим аспектом педагогічного процесу. Однак існує проблема в неоднозначному розумінні та ефективному впровадженні цього методу. Зокрема, виникає питання щодо того, як забезпечити адекватне взаємодію вчителя та учнів під час роботи над математичним проектом в рамках НУШ. Чи здатні вчителі ефективно структурувати та модерувати процес навчання, так, щоб метод проектів допомагав засвоєнню математичних знань, а не лише зміцнював загальні навички комунікації? Крім того, виникає необхідність вивчення та визначення оптимального балансу між творчим підходом до вивчення математики та дотриманням стандартів, встановлених офіційною програмою. Як забезпечити, щоб метод проектів не лише заохочував самостійне мислення, а й відповідав академічним вимогам?
В даний час в системі математичної освіти актуальною є наступна проблема: як, використовуючи нові інформаційні технології, найбільш ефективно вивчати математику [1]. Використання цифрових технології в освіті має ряд позитивних особливостей використання: гнучкі часові рамки, що дозволяють навчатися в індивідуальному темпі; відсутність жорстких просторових норм тощо [2]. Однак практика електронного навчання показала, що таке навчання має і суттєві недоліки, деякі з яких є довгостроковими і фундаментальними. Як з'ясувалося, електронне навчання найважче впровадити у викладання предметів, в яких важливу роль відіграє логічне мислення та високий ступінь абстракції. Одним з таких предметів є математика.
У рамках ініціативи МОН України щодо реформування освіти та посилення ролі інновацій у навчальному процесі особлива увага приділяється впровадженню новаторських методів навчання, особливо у предметі математика. Це стає ключовим аспектом для вчителів, які формуватимуть широкопрофільні компетентності учнів, необхідні для їх успішної адаптації у сучасному світі.
Нова українська школа передбачає реалізацію діяльнісного підходу в освітньому процесі, який полягає у формуванні наскрізних умінь учнів, здобуванні нових знань у процесі власної навчальної діяльності та застосуванні цих знань на практиці. Проте діяльнісний підхід є ефективним і в підготовці майбутніх педагогів, зокрема вчителів природничих наук. Він ґрунтується на виконанні певних дій, що стають основою нових знань. Останнім часом у науковій літературі багато йдеться про те, що вчитель має бути проактивним, тобто має сам обирати свої дії та поведінку (незалежно від зовнішніх обставин) та брати відповідальність за них. Здобувачі вищої освіти завдяки своїй активній та проактивній діяльності здобувають нові уміння та навички, які необхідні для їхньої майбутньої професійної діяльності.
Одним із пріоритетних напрямів удосконалення сучасних систем освіти є формування в особистості глибоких, інваріантних знань, дослідницьких умінь й здатності до самоосвіти [4]. Компетентнісно-орієнтовані завдання – це завдання, які спрямовані на розвиток певних компетентностей здобувачів, а не просто на засвоєння нових знань. Вони допомагають розвивати навички і вміння, які необхідні в їх подальшому житті [3]. Актуальність компетентнісно-орієнтованих завдань у навчанні астрономії визначається декількома факторами: сприяють розвитку різноманітних навичок, таких як аналітичне, критичне, проблемне мислення; завдання, спрямовані на розвиток компетентностей, зазвичай цікавіші та стимулюють більший інтерес до предмету (вивчення астрономії за допомогою практичних завдань, які передбачають спостереження, аналіз даних або вирішення проблем, може бути більш захопливим для здобувачів); дозволяють застосовувати знання в реальних ситуаціях.
Сучасні заклади вищої освіти проходять етап, зумовлений переходом до нової освітньої парадигми, основними принципами яких є увага до індивідуальних потреб особистості та відповідність суспільним тенденціям розвитку. Ці зміни призводять до встановлення нових цілей у вищій педагогічній освіті, спрямованих на досягнення високого рівня освіченості окремої особи і суспільства в цілому, що дозволяють вирішити актуальні завдання. Особлива відповідальність за підготовку фахівців освіти з потрібними професійними якостями лежить на вищій педагогічній школі. Швидкі темпи розвитку сучасного суспільства, його динамічність і мінливість створюють необхідність підготовки вчителів з «подвійним випередженням». У зв'язку з цим виникає проблема пошуку педагогічних інновацій, які сприяють підвищенню якості професійної підготовки.
У складних умовах війни продовжується реформування загальноосвітньої школи України. Відповідно до Державного стандарту базової середньої освіти [1], який вступив в дію з 1 вересня 2022 року, учні 5-6 класів навчаються за новими освітніми програми і підручниками. Однією з освітніх галузей, виділених у Державному стандарті базової середньої освіти, є природнича освітня галузь. Важливим компонентом шкільної природничої освіти є її фізико-хімічна складова. Обсяг інформації фізичних та хімічних знань постійно зростає, а інтерес учнів до вивчення основ цих наук знижується. Учні сприймають фізику та хімію як важкі предмети. У 2023 році лише 3% майбутніх вступників у заклади вищої освіти для Національного мультипредметного тесту обрали фізику та хімію.
Польова практика з зоології – це важлива складова частина навчального процесу, яка надає студентам можливість вивчати тварин у їхньому природному середовищі та набувати практичний досвід дослідження та спостереження за ними.
Світ швидко змінюється завдяки технологічним інноваціям. Вчорашніх навичок може вже не вистачати для успішного майбутнього. STEM надає учням основні знання та навички, необхідні для розвитку в сучасному світі, такі як програмування, робототехніка, аналіз даних тощо [2]. Країни, які інвестують у STEM-освіту, стають більш конкурентоспроможними на міжнародному ринку [4]. Вони розвивають інноваційні технології та просуваються вперед у сфері науки та технологій. STEM навчає учнів не лише користуватися технологіями, але й розуміти їхню сутність. Це формує глибоке розуміння принципів роботи технологій та стимулює інтерес до наукових досліджень. STEM навчає учнів бути творчими та співпрацювати в команді. Розв'язання реальних проблем вимагає інноваційного мислення та спільної роботи, що розвиває ключові навички для майбутнього успіху. Отже, STEM важливо в сучасному освітньому середовищі, оскільки він готує учнів до майбутніх викликів, сприяє розвитку критичного мислення та технологічних навичок, підвищує конкурентоспроможність країни та розвиває творчість та співпрацю.
Загальноєвропейські інтеграційні процеси передбачають поширення «цифрвізації», яка охоплює усі галузі суспільного та державного життя. Поширення цифрової освіти зумовлює широке вживання таких понять як «цифрова грамотність», «цифрова компетентність», «цифровий інтелект». Сьогодні, пріоритетним є формування цифрової компетентності, що передбачає вивчення навчальних курсів через використання інформаційно-цифрових технологій. Актуальним є розроблення методичних основ формування цифрової грамотності майбутніх учителів у межах їхньої фахової підготовки в закладах вищої освіти