14.07.2017
Заиченко Галина Васильевна, учитель информатики муниципального бюджетного общеобразовательного учреждения «Основная общеобразовательная школа № 6», г. Губкинский Ямало-Ненецкого автономного округа.
Актуальность применения инновационных педагогических технологий по развитию познавательно-исследовательской и конструктивной деятельности, технического творчества обучающихся посредством использования легоконструирования и робототехники в образовательный процесс обусловлена требованиями федерального государственного образовательного стандарта. В основе реализации основной образовательной программы начального общего образования лежит системно-деятельностный подход, который предполагает «воспитание и развитие качеств личности, отвечающих требованиям информационного общества, инновационной экономики».
Разработанная образовательным учреждением основная образовательная программа начального общего образования предусматривает:
Значимым для учителей школы стал вопрос: как сделать так, чтобы техническое творчество стало для детей действительно деятельностным, развивающим, современным и интересным?
Эту задачу мы - педагоги школы - решили реализовать через использование в своей педагогической деятельности идей лего-педагогики, развитие робототехники на базе конструктора Перворобот LEGO®WeDo™ (LEGO Education WeDo) во внеурочной деятельности.
Теоретическое обоснование опыта
В 1990-е гг. в зарубежной педагогической системе сформировалось особое направление — «Лего-педагогика», связанное с новой философией обучения — конструкционизмом. Ее автор С. Пейперт (S.Papert) указывал, что средством создания нового знания может служить конструктор Лего, компьютерные программы или даже песочные замки, если субъект обучения действительно вовлечен в работу с ними. Конструктор Лего идеально «вписывался» в качестве средства обучения в философию конструкционизма и начал активно занимать свою нишу в системе образования. В российских образовательных программах Lеgo-конструирование приобретает все большее значение. За сравнительно небольшое время комплекты Лего-конструкторов обрели широкую популярность у детей и учителей, поскольку их использование позволяет сочетать активную познавательную деятельность с игровыми моментами.
Сегодня уже с младших классов дети изучают робототехнику и успешно участвуют в соревнованиях.
Основная идея и новизна технологии
Современный этап развития общества характеризуется ускоренными темпами освоения техники и технологий.
Непрерывно требуются новые идеи для создания конкурентоспособной продукции, подготовки высококвалифицированных кадров. Становится актуальной задача поиска подходов, методик, технологий для реализации потенциалов, выявления скрытых резервов личности.
Механика является древнейшей естественной наукой, основополагающей научно-технического прогресса на всем протяжении человеческой истории, а современная робототехника - одно из важнейших направлений научно-технического прогресса, в котором проблемы механики и новых технологий соприкасаются с проблемами искусственного интеллекта. Стремительное развитие робототехники в мире является закономерным процессом, который вызван принципиально новыми требованиями рынка к показателям качества технологических машин и движущихся систем.
Основная цель обучения – сформировать личность, способную самостоятельно ставить учебные цели, проектировать пути их реализации, контролировать и оценивать свои достижения, работать с разными источниками информации, оценивать их и на этой основе формулировать собственное мнение, суждение, оценку, заложить основы информационной компетентности личности, помочь обучающемуся овладеть методами сбора и накопления информации, а также технологией ее осмысления, обработки и практического применения.
Объектом исследования являются интеллектуальные и личностные качества обучающихся, их технические способности, конструкторские умения и навыки.
Предметом – процесс развития логического мышления, развитие познавательно-исследовательской, конструктивной деятельности и технического творчества посредством легоконструкторов.
Задачи:
Длительность работы над опытом
2010-2011гг.- теоретический этап, включает создание материально-технической базы.
2012-2013гг. – практический этап, включает внедрение Lego-конструирования в учебный процесс и внеурочную деятельность школы.
2013-2014 – аналитический этап. За 5 лет в МБОУ «ООШ № 6» г. Губкинский получены положительные результаты в этом направлении. В 2014 году команда учащихся 2-4 классов стала призёром городских соревнований по Lego-конструированию, а в 2015 году - победителем.
Завершая курс обучения по Lego-конструированию, обучающиеся перенимают эстафету по робототехнике.
В данной работе мы представляем свой опыт по внедрению робототехники во внеурочную деятельность младших школьников через использование конструктора Перворобот LEGO®WeDo™ (LEGO Education WeDo).
Распределение деятельности между участниками педагогического процесса
|
Деятельность педагогов образовательного учреждения |
Деятельность обучающихся
|
|
|
1. Этап экспресс диагностики |
||
|
Подбор диагностических методов и методик, направленных на выявление у детей сформированности предпочтений к занятиям конструктивной деятельностью и техническим творчеством. Проведение мониторинг . |
Участие в диагностическом обследовании. |
|
|
Обработка результатов мониторинга. Изучение результатов. |
- |
|
|
2. Этап разработки и внедрения технологии |
||
|
Разработка технологии развития познавательно-исследовательской и конструктивной деятельности, технического творчества посредством робототехники. |
Ознакомление с технологией. Предложение своих идей по данному направлению. |
|
|
3. Этап планирования предстоящей деятельности |
||
|
Деятельность педагога образовательного учреждения |
Деятельность обучающихся |
|
|
- Выбор темы, цели с учетом разработанного примерного перспективного планирования. - Подбор методов, приемов и содержания материала. - Определение места и времени проведения образовательной деятельности. - Подготовка практического материала (подготовка наглядного, дидактического, раздаточного материала в виде схем, моделей, создание компьютерных слайдов, программ и т.д.). - Выявление технологических особенностей при построении образовательного процесса по развитию «познавательно-исследовательской и конструкторской деятельности, технического творчества посредством лего-конструирования и робототехники». - Организация педагогом образовательного процесса, координация, практическая помощь, контроль, корректировка на практическом этапе. |
Принятие позиции партнерства. |
|
|
4. Практический этап |
||
|
Деятельность педагога образовательного учреждения |
Деятельность обучающихся |
|
|
Деятельность по развитию познавательно – исследовательской и конструктивной деятельности, технического творчества посредством лего-конструирования и робототехники у обучающихся строится в следующей последовательности: 1 этап. Мотивация предстоящей деятельности. Для привлечения интереса и внимания обучающихся к предстоящей деятельности используется различный спектр методических приемов. 2 этап. Анализ построенных объектов моделирования: а) Определение основных деталей в объекте (степень подробности может быть разной, это зависит от того, насколько обучающиеся владеют терминологий: выделение основных объектов и их деталей и выделение только главных объектов. Для определения деталей одного объекта можно использовать такой игровой прием, как «Охота за подробностями», когда детям предлагается назвать и описать детали основного объекта. А также на этом этапе используется метод беседы, способствующей анализу построек, описательных характеристик объектов. Данные приемы и методы направлены на активизацию познавательно-исследовательской и конструкторской деятельности обучающихся (при этом педагог должен проявлять живой интерес и эмоционально реагировать на ответы детей). б) Конструкторское моделирование основных объектов (предлагается внимательно посмотреть на представленные графические объекты и выбрать именно тот, с помощью которого он будет производить моделирование). в) Выделение и называние второстепенных объектов (можно использовать те же приемы и методы, что и при выделении основных объектов). д) Соединение основных и второстепенных объектов для постройки сюжета (предложить соединить, а потом смоделировать сюжет). Педагогу здесь необходимо:
е) Завершение построения объекта, сюжета (после установления взаимосвязей между основными и второстепенными объектами, педагог предлагает самостоятельно построить, создать любой понравившийся тематический объект, сюжет). 4 этап. Презентация построенного объекта, сюжета (на данном этапе можно использовать такие приемы, как прием фантазирования, самостоятельной коммуникативной презентации, где каждый обучающийся получает шанс оказаться в центре всеобщего внимания и продемонстрировать свою работу, объект, используемый в общем сюжете, при этом получая всеобщее одобрение). |
||
|
5. Этап рефлексии |
||
|
Деятельность педагога образовательного учреждения |
Деятельность детей |
|
|
Получение обратной связи. Выводы: «Скажите о том, что сделано», «Что вызвало сложность», «Что вы сделали, чтобы решить возникающие затруднения», «Какие чувства вас переполняют сейчас». Рефлексия начинается с концентрации детей на эмоциональном аспекте, чувствах, которые они испытывали в процессе и в результате деятельности. |
||
Какие способы, методы и приёмы деятельности нам позволяет использовать эта «умная игрушка»?
Работая с этим конструктором индивидуально, парами или в командах, учащиеся 7-11 лет могут учиться, создавая и программируя модели, проводя исследования, составляя отчёты и обсуждая идеи, возникающие во время работы с этими моделями.
Комплект заданий WeDo позволяет учащимся работать в качестве юных исследователей, инженеров, математиков и даже писателей, предоставляя им инструкции, инструментарий и задания для межпредметных проектов.
Учащиеся собирают и программируют действующие модели, а затем используют их для выполнения задач, по сути являющихся упражнениями из курсов естественных наук, технологии, математики, развития речи.
Конструктор позволяет строить модели машин и животных, программировать действия («поведение») изделия.
Комплект заданий WeDo предоставляет учителям средства для достижения целого комплекса образовательных целей:
Как видно, названные цели тесно перекликаются с основными требованиями ФГОС НОО, направленными на развитие личности обучающихся на основе освоения универсальных учебных действий, познания и освоения мира.
Формой внедрения нового для нас направления – робототехники - мы выбрали кружковую деятельность на основе добровольного участия детей. Свой кружок мы назвали «Юный конструктор». На основе «Книги для учителя», предлагаемой авторами конструктора и его программного обеспечения, мы разработали свою Рабочую программу кружка.
При составлении Программы мы учитывали, что первоначальное освоение лего-конструкторов требует наличия для детей готовых шаблонов. Такими шаблонами конструктора стали технологические карты, заложенные авторами в программное обеспечение, сопровождающее конструктор.
При отсутствии у многих детей практического опыта необходим первый этап обучения, на котором происходит знакомство с различными видами соединения деталей, вырабатывается умение читать технологические карты и взаимодействовать друг с другом в единой команде. В дальнейшем, однако, учащиеся могут отклоняться от инструкций, «включая» собственную фантазию, которая позволит им создавать совершенно новые модели. Недостаток знаний для изготовления собственной модели при этом компенсируется возрастающей активностью и любознательностью учащегося, что выводит занятия на новый продуктивный уровень.
Для организации занятий кружка нами использовались методические рекомендации «Книги для учителя» (ПервоРобот LEGO ® WeDo ™ Книга для учителя – электронный вариант).
Дети работали в парах за ученическими партами. Каждая пара имела свой пронумерованный конструктор. Рабочее место оборудовано специальной коробочкой-контейнером для пересчёта деталей конструктора.
Рабочее место учителя оснащено компьютером с установленной программой ПервоРобот LEGO ® WeDo ™, электрифицированной доской для демонстрации и проектором.
Первое занятие посвятили знакомству с конструктором и его программным обеспечением. Дети с удовольствием пересчитывали детали конструктора, запоминали их названия, учились находить их изображения на картонных картах-перечнях. Учитель демонстрировал детали на доске, используя авторскую презентацию «Перечень элементов LEGO® 9580», разработанную на основе материалов раздела «Книги для учителя».
В дальнейшем использование терминологии, заложенной в программе Конструктора, стало обязательным условием при проговаривании всех действий, планировании и рефлексии деятельности, представлении и защите своих проектов.
Вторую часть занятий с конструктором мы запланировали как подготовительную к конструированию и программированию моделей Комплекта заданий и назвали её «Первые шаги». Цель данного раздела программы - познакомить учащихся с основами построения механизмов и программирования.
На этом этапе дети осваивали основные механизмы процесса передачи движения и преобразования энергии в машине, включая рычаги, зубчатые и ременные передачи; знакомились с более сложными типами движения, использующими кулачок, червячное и коронное зубчатые колеса; наблюдали зависимость повышения и понижения скорости движения, направления вращения; осваивали программное обеспечение Конструктора, а именно, упражнялись в составлении и модификации программ, учились управлять механизмами с помощью составленных программ, конструировали механизмы движения, программировали их работу, испытывали модели в действии, экспериментировали, исследовали и делали выводы. С этой целью использовали раздел программного обеспечения программы LEGO Education WeDo «Первые шаги».
Освоение механизмов движения и их программирования осуществлялось в следующей последовательности:
О сборке и программировании.
Мотор и зубчатые колёса.
Повышающие и понижающие зубчатые передачи. Датчик наклона.
Шкивы.
Датчик расстояния и датчик наклона.
Коронное зубчатое колесо, червячное колесо, кулачок.
Цикл, Прибавить к Экрану, Вычесть из Экрана, Начать при получении письма, Маркировка.
При построении занятий использовался метод исследований и эксперимента. После конструирования моделей обязательным этапом являлся этап обсуждения, проговаривания механизма движения, развития механизма сборки и программирования, исследования и умозаключений. Дети учились пользоваться принятой терминологией, объяснять свои действия и работу моделей. В качестве методического ориентира построения проблемного диалога на занятиях кружка использовались «Рекомендации учителю» из Книги для учителя.
Третий, основной раздел программы кружка, называется конструирование моделей конструктора на основе изученных механизмов движения. Комплект включает 12 заданий – 12 моделей. В каждом задании учащиеся занимаются технологией, сборкой и программированием.
Все задания снабжены анимацией и пошаговыми сборочными инструкциями.
На этом этапе работы с Конструктором мы оборудовали рабочие места детей ноутбуками для индивидуальной работы по сборке моделей. Теперь каждая пара детей могла работать в своём темпе, опираясь на технологические карты по сборке, листая программу компьютера.
Работа с каждой из 12-ти моделей LEGO® Education теперь состояла из 4 этапов:
Установление взаимосвязей
При установлении взаимосвязей учащиеся как бы «накладывали» новые знания на те, которыми они уже обладают, расширяя, таким образом, свои познания. К каждому из заданий комплекта в программе Конструктора прилагается анимированная презентация с участием фигурок героев – Маши и Макса. Мы использовали эти анимации, чтобы проиллюстрировать занятие, заинтересовать учеников, побудить их к обсуждению темы занятия.
Конструирование
Учебный материал лучше всего усваивается тогда, когда мозг и руки «работают вместе». Работу с конструктором Перворобот LEGO®WeDo™ мы строили на принципе практического обучения: сначала обдумывание, а затем создание моделей, используя пошаговые инструкции.
Рефлексия
На данном этапе учащиеся исследовали, какое влияние на поведение модели оказывает изменение ее конструкции: они заменяли детали, проводили расчеты, измерения, создавали отчеты, проводили презентации своих моделей. На этом этапе вновь использовали приём проговаривания устройства механизма движения действующей модели. Дети учились объяснять, как работает их конструкция, что приводит её в движение.
Развитие
В этап «Развитие» для каждого занятия включали идеи по созданию и программированию моделей с более сложным поведением. Ребята пытались создавать свои программы, демонстрировали свои проекты друг другу.
Условия формирования опыта
Наш опыт формировался как инновационный, т. к. в школах ранее не применялась технология образовательной робототехники. Рабочая программа разработана для учащихся 7 – 11 лет, рассчитана на 4 года обучения .
Для осуществления Программы имеем оборудование:
Границы применения опыта
Опыт работы представлен на методических объединениях учителей школ города Губкинский, на городской конференции педагогов города. В настоящее время ведется работа по подготовке городского обучающего семинар для воспитателей ДОУ города по освоению конструктора ПервоРобот LEGO® WeDo™.
Учащиеся проводили мастер-классы и представили свой опыт городском этапе «Лабиринты наук».
Результаты деятельности
Занятия конструированием, программированием, исследованиями, а также общение в процессе работы с конструктором Перворобот LEGO®WeDo™ способствовали интеллектуальному развитию учащихся, позволили во многом реализовать задачи образовательных стандартов. Интегрирование различных школьных предметов во внеурочном курсе ЛЕГО открыло возможность для реализации новых образовательных концепций, овладения новыми навыками и расширения круга интересов:
В своей работе мы использовали 9580, 9585 конструктора ПервоРобот LEGO® WeDo™ (LEGO Education WeDo Construction Set). Используя этот конструктор, ученики строили лего-модели, подключали их к ЛЕГО-коммутатору и управляли ими посредством компьютерных программ.
Литература и оборудование
• ПервоРобот LEGO ® WeDo ™ Книга для учителя – электронный вариант
• Конструктор ПервоРобот LEGO® WeDo™ (LEGO Education WeDo).
• Программное обеспечение LEGO ® EducationWeDo ™
Вам понравилось? Расскажите о своем опыте своим друзьям в социальных сетях. Пусть им понравится тоже!
