Методичні рекомендації для вчителів технологій та трудового навчання закладів загальної середньої освіти «Мейкерство як інноваційний підхід впровадження STEM–освіти»

Автор: Миколів Зоряна Петрівна, методист, в. о. завідувача лабораторії STEM-освіти ТОКІППО.

Мейкерство (від англ. maker) – це сучасний рух, що об’єднує людей, які захоплюються створенням речей власними руками, поєднуючи традиційні ремесла з новітніми технологіями. Це філософія навчання через дію, експериментування та співпрацю.

STEM-освіта – це підхід, що інтегрує Science (науку), Technology (технології), Engineering (інженерію) та Mathematics (математику) в єдину систему навчання. Головна мета STEM – розвиток у школярів критичного мислення, навичок розв’язання проблем та здатності працювати в команді.

Мейкерство є ідеальним інструментом для впровадження STEM, оскільки воно перетворює теоретичні знання з точних наук на практичний досвід. Учень не просто вивчає формулу, а використовує її для створення реального об’єкта. Це робить процес навчання захопливим, зрозумілим і, що найголовніше, результативним.

Впровадження мейкерства на уроках технологій базується на кількох ключових принципах:

• Навчання через дію (Learning by Doing): учні найкраще засвоюють матеріал, коли мають змогу самостійно щось створювати, помилятися та виправляти свої помилки.

• Проєктно-орієнтоване навчання: замість монотонних завдань учні працюють над комплексними проєктами, що мають практичне значення. Це може бути будь-що: від годівнички для птахів до програмованого робота.

• Інтеграція та міждисциплінарність: мейкерські проєкти природно поєднують у собі елементи фізики, математики, дизайну, програмування та мистецтва.

• Розвиток «м’яких навичок» (Soft Skills): працюючи в командах, учні вчаться комунікації, співпраці, креативності та критичного мислення.

• Право на помилку: мейкерство заохочує експерименти. Невдала спроба – це не провал, а цінний досвід на шляху до успішного результату.

Як інтегрувати мейкерство в уроки технологій: практичні кроки

Крок 1: Облаштування «мейкерського простору»

Вам не потрібне дороге обладнання, щоб почати. «Мейкерський простір» – це перш за все філософія, а не набір інструментів.

•  Зонування: організуйте простір так, щоб були зони для «брудної»  роботи (різання, паяння), «чистої» роботи (програмування, 3D-моделювання) та спільної роботи (обговорення ідей).

•  Базовий набір інструментів:

Ручні інструменти: молотки, пилки, викрутки, плоскогубці, ножиці.

Електроінструменти: дриль, шуруповерт, електролобзик, клейовий пістолет.

Витратні матеріали: деревина, фанера, картон, пластик, тканина, кріплення, дріт.

•  Технологічне оснащення (за можливості):

3D-принтер: дозволяє швидко створювати прототипи та деталі для проєктів.

Лазерний різак: ідеально підходить для роботи з фанерою, акрилом, тканиною.

Мікроконтролери: Arduino або Micro:bit для створення інтерактивних та роботизованих пристроїв.

Крок 2: Зміна ролі вчителя

У мейкерському підході вчитель перестає бути єдиним джерелом знань. Його нова роль – фасилітатор та наставник.

• Надихайте, а не диктуйте: Замість того, щоб давати готові інструкції, ставте перед учнями відкриті питання та проблеми. Наприклад: «Як ми можемо зробити наше шкільне подвір’я зручнішим?»

• Допомагайте знаходити інформацію: навчіть учнів користуватися інтернет-ресурсами, шукати туторіали, аналізувати готові проєкти.

• Забезпечуйте безпеку: проведіть чіткий інструктаж з техніки безпеки при роботі з інструментами.

Крок 3: Вибір проєктів

Починайте з простих, але захопливих проєктів, які дають швидкий і видимий результат. Поступово ускладнюйте завдання.

Ідеї проєктів для різних вікових груп:

•  Початкова школа (елементи мейкерства):

Картонне місто: створення будівель, мостів, транспорту з картону та підручних матеріалів (інженерія, дизайн).

Світлофор на світлодіодах: вивчення простих електричних кіл за допомогою батарейки, дротів та світлодіодів (основи електроніки).

Автоматизована іграшка: прості рухомі механізми на основі резинок та важелів.

•  Середня школа (5-9 класи):

Гідравлічний маніпулятор: створення робо-руки за допомогою шприців та трубок, що демонструє закони гідравліки (фізика, інженерія).

Розумна годівничка: проєкт з використанням Micro:bit, який автоматично видає корм за розкладом або фіксує приліт птахів (програмування, біологія, технології).

3D-друк брелоків або корисних гаджетів: учні вивчають основи 3D-моделювання (Tinkercad, Fusion 360) і друкують власні вироби (інформатика, дизайн).

•  Старша школа (10-11 класи):

Метеостанція на Arduino: створення пристрою, що збирає дані про температуру, вологість та тиск і виводить їх на екран або в інтернет (електроніка, програмування, фізика).

CNC-фрезер або 3D-принтер «з нуля»: амбітний проєкт для просунутих учнів, що вимагає глибоких знань з механіки, електроніки та програмування.

Соціально значущі проєкти: розробка пристроїв для людей з особливими потребами, створення систем автоматичного поливу для шкільної теплиці тощо.

Оцінювання в мейкерському підході

Традиційна система оцінювання (бали за кінцевий продукт) тут малоефективна. Важливо оцінювати процес, а не лише результат.

• Портфоліо проєкту: учні можуть вести щоденник (цифровий або паперовий), де фіксують ідеї, ескізи, проблеми, з якими зіткнулися, та шляхи їх вирішення.

• Критерії оцінювання: розробіть чіткі критерії, що оцінюють:

Креативність та оригінальність ідеї.

Планування та організацію роботи.

Технічну складність та якість виконання.

Вміння працювати в команді та презентувати свій результат.

Аналіз помилок та здатність до ітерацій (покращень).

•  Самооцінювання та взаємооцінювання: залучайте учнів до оцінки власної роботи та роботи однокласників.

Використання комп’ютеризованої швейно-вишивальної машинки Minerva MC 450 ER для модернізації освітнього процесу та розвитку ключових компетентностей учнів.

Комп’ютеризована швейно-вишивальна машина Minerva MC 450 ER — це потужний дидактичний інструмент, який виходить далеко за межі традиційного трудового навчання. Вона дозволяє інтегрувати в уроки технологій елементи дизайну, інформатики, проєктного менеджменту та підприємництва, повноцінно реалізуючи принципи STEM-освіти. Ця машинка перетворює класичний урок шиття на сучасну лабораторію з цифрового виробництва (мейкерства), де учні можуть втілювати найсміливіші ідеї.

1. Підготовчий етап: безпека та ознайомлення з машинкою

Перш ніж розпочати роботу, критично важливо приділити час безпеці та вивченню основних компонентів машинки.

1.1. Інструктаж з техніки безпеки (обов’язково з підписом у журналі):

• Електробезпека: машинка підключається до мережі 220В. Слідкувати за цілісністю шнура живлення та педалі. Вмикати та вимикати машинку лише за допомогою кнопки на корпусі.

• Робота з голкою: найважливіше правило – «Жодних рук біля голки під час роботи машинки!». Всі маніпуляції з тканиною, нитками та заміна лапки проводяться лише при вимкненому двигуні. При заміні голки або лапки рекомендується повністю вимикати живлення.

• Правильна посадка: спина рівна, волосся зібране, відстань до машинки комфортна, руки розташовані по обидва боки від лапки, а не перед нею.

• Освітлення: робоча зона має бути добре освітлена вбудованою LED-підсвіткою.

1.2. Ознайомча екскурсія по машинці Minerva MC 450 ER: проведіть з учнями інтерактивне заняття, де кожен зможе знайти та ідентифікувати ключові вузли:

• Основні компоненти: голкотримач, притискна лапка, голкова пластина, зубчаста рейка, регулятор натягу верхньої нитки, махове колесо, важіль зворотного ходу.

• Особливості моделі:

LCD-дисплей: центр керування, де відображається обраний рядок, його параметри (довжина, ширина), рекомендована лапка та можливі помилки.

Кнопки керування: кнопка «Старт/Стоп» (для шиття без педалі), кнопка позиціювання голки (вгору/вниз), кнопка точкової закріпки.

Горизонтальний човник: продемонструйте учням, як легко заправляти шпульку завдяки прозорій кришці.

Нитковтягувач: покажіть, як працює автоматичний нитковтягувач – це значно спрощує підготовку до роботи.

Вишивальний блок: поясніть, як приєднується і для чого призначений цей модуль.

2. Освоєння швейних операцій: від базових до творчих

Ця машинка виконує 404 види рядків. Розділіть їх вивчення на логічні блоки.

2.1. Базовий рівень (5-6 класи): «Впевнений старт»

• Мета: Навчитись заправляти нитку, намотувати шпульку, виконувати прямий рядок та зигзаг.

• Практичні завдання:

«Водійський іспит на швейній машинці»: роздрукуйте аркуші з лініями (прямими, хвилястими, ламаними). Учні мають «прошити» ці лінії на папері без нитки, щоб відпрацювати керування швидкістю та напрямком.

Виготовлення серветки або мішечка для дрібниць: проєкт, де учні відпрацьовують прямий шов, закріпки на початку та в кінці рядка.

2.2. Середній рівень (7-8 класи): «Розкриваємо потенціал»

• Мета: Освоїти оверлочні, трикотажні, декоративні рядки та операцію виконання петлі.

• Практичні завдання:

Пошиття фартуха або еко-сумки (шопера): учні вчаться обробляти краї тканини оверлочними рядками, пришивати кишені, робити оздоблення декоративними швами.

Ремонт одягу: навчіть учнів використовувати функцію штопання або еластичні рядки для ремонту трикотажних речей.

Виготовлення петлі-автомат: продемонструйте, як машинка самостійно виконує петлю за розміром ґудзика за один крок. Це викликає справжній захват і показує переваги автоматизації.

3. Машинна вишивка: від дизайну до готового виробу

Вишивальний блок перетворює урок технологій на заняття з цифрового мистецтва.

3.1. Підготовка до вишивки:

• Стабілізація тканини: поясніть важливість використання стабілізатора (флізеліну), щоб тканина не стягувалася.

• Зап’ялювання: проведіть майстер-клас з правильного та рівномірного натягування тканини в п’яльцях.

• Встановлення вишивального блоку: покажіть, як зняти швейний столик і приєднати вишивальний модуль.

3.2. Робота з вбудованими дизайнами:

• Мета: навчитись обирати дизайн, редагувати його (масштабувати, повертати, дзеркально відображати) та запускати процес вишивки.

• Практичні завдання:

Персоналізація носовичка або серветки: учні обирають вбудований алфавіт і вишивають свої ініціали. Це простий, швидкий та дуже мотивуючий проєкт.

Створення шеврона або нашивки: використовуючи вбудовані малюнки, учні можуть створити емблему для шкільної форми або свого гуртка.

3.3. Робота з зовнішніми дизайнами (Просунутий рівень, 9-11 класи):

• Мета: Інтеграція інформатики та дизайну. навчити учнів знаходити, завантажувати та переносити дизайни на машинку.

• Процес:

Пошук: навчіть учнів шукати безкоштовні дизайни для машинної вишивки в інтернеті (формат .dst, .pes та інші).

Конвертація (за потреби): розкажіть про безкоштовні онлайн-конвертери або програмне забезпечення для перетворення зображень у вишивальні формати.

Перенесення: покажіть, як за допомогою USB-флешки перенести файл з комп’ютера на машинку Minerva MC 450 ER.

• Проєктна діяльність:

Розробка мерчу для шкільного заходу: створення футболок, кепок або еко-сумок з логотипом школи, класу чи події.

Виготовлення вишитої карти України: колективний проєкт, де кожен учень чи група вишиває свою область з характерним орнаментом.

Підприємницький проєкт: учні можуть розробити лінійку персоналізованих подарунків (іменні рушники, мішечки для подарунків, декоративні подушки) та прорахувати їхню собівартість.

4. Догляд та обслуговування машинки

Навчіть учнів відповідальності за обладнання.

• Чищення: регулярно очищуйте зону човника від обрізків ниток та пилу за допомогою щіточки з комплекту.

• Заміна голки: поясніть, що голки потрібно міняти кожні 8-10 годин роботи або при появі пропусків стібків. Використовуйте голки відповідного типу та товщини для різних тканин.

• Зберігання: коли машинка не використовується, накривайте її чохлом для захисту від пилу.

Швейно-вишивальна машина Minerva MC 450 ER — це не просто інструмент для пошиття одягу. Це сучасний освітній комплекс, який дозволяє вчителю технологій:

• Підвищити мотивацію учнів завдяки використанню сучасних технологій.

• Розвивати цифрову грамотність та навички роботи з програмним забезпеченням.

• Формувати проєктне мислення та вміння доводити ідею до кінцевого продукту.

• Проводити міжпредметні зв’язки з інформатикою, мистецтвом, історією (при вивченні орнаментів) та математикою (при розрахунках).

• Готувати учнів до сучасного ринку праці, де цінуються креативність, технологічність та вміння працювати руками.

Впровадження цієї машинки в освітній процес відкриває безмежні можливості для творчості та інновацій як для учнів, так і для самого вчителя.

Мейкерство – це не просто новий тренд, а потужний педагогічний інструмент, що дозволяє «оживити» STEM-освіту. Воно вчить дітей бути не споживачами, а творцями. Інтегруючи мейкерські практики в уроки технологій, ви не просто навчаєте їх працювати з інструментами, а розвиваєте інженерний склад розуму, допитливість та впевненість у власних силах, готуючи їх до викликів майбутнього.