Оценка междисциплинарной проектной STEM-модели в биотехнологическом образовании
DOI:
https://doi.org/10.47344/35nk8q58Ключевые слова:
STEM-образование, биотехнология, проектное обучение, междисциплинарное обучение, исследовательская компетентность, искусственный интеллектАннотация
Интеграция STEM-образования с биотехнологией имеет важное значение для формирования исследовательской компетентности, междисциплинарного мышления и навыков практического решения проблем у будущих учителей биологии. Однако применение междисциплинарных STEM-моделей, основанных на экспериментальных исследованиях и технологиях искусственного интеллекта, в биотехнологическом образовании остается ограниченным. Целью настоящего исследования являлись разработка и оценка междисциплинарного STEM-проекта, интегрирующего биотехнологию, экологию, химию, инженерное дело, математику и искусственный интеллект в подготовке учителей биологии. В исследовании применялся смешанный методический подход, объединяющий лабораторный эксперимент, проектное обучение, анкетирование, интервью и статистический анализ. STEM-проект был основан на изучении влияния меди, цинка и кадмия на рост Phaseolus vulgaris. В ходе проекта студенты использовали инструменты искусственного интеллекта и цифровые инструменты, включая ChatGPT, Claude AI, Python и OneCompiler, для обработки данных, визуализации и научной интерпретации результатов. Образовательные результаты показали, что 83,3% участников сообщили об освоении этапов планирования эксперимента, сбора и анализа данных, тогда как 91,7% участников сообщили о повышении интереса к биотехнологии после завершения проекта. Участники также сообщили о повышении исследовательской компетентности, междисциплинарного понимания и уверенности в применении научных методов для решения экологических проблем. Научная новизна исследования заключается в разработке и реализации междисциплинарной STEM-модели, интегрирующей экспериментальную биотехнологию, проектное обучение и искусственный интеллект в единую образовательную структуру. Предлагаемая модель способствует развитию исследовательски ориентированного биотехнологического образования и представляет практический подход к подготовке будущих учителей биологии, способных решать междисциплинарные научные задачи.
