close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Формирование инженерного мышления у учащихся школы посредством LEGO WeDo

код для вставки
ФОРМИРОВАНИЕ ИНЖЕНЕРНОГО МЫШЛЕНИЯ У УЧАЩИХСЯ ШКОЛЫ
ПОСРЕДСТВОМ LEGO WEDO
1. Планирование деятельности по формированию инженерного мышления
обучающихся
По результатам педагогической диагностики развития конструктивно-модельной
деятельности образовательной области «Художественно–эстетическое развитие»
учащихся школы ГБОУ СОШ №451были выявлены дети, имеющие опережающее
развитие конструктивного мышления. Количество таких детей небольшое, однако, Закон
«Об образовании в Российской Федерации» требует «реализации права каждого человека
на расширение возможностей удовлетворять потребности в получении образования
различного уровня и направленности в течение всей жизни».
Реализация инновационной программы, анализ полученных результатов,
формирование предпосылок основ инженерного мышления школьников, имеющих
опережающее развитие в естественнонаучном направлении с использованием
конструктора LEGO EducationWeDo, конструктора ТИКО,результаты независимой оценки
явились обоснованием выбора темы инновационного педагогического опыта:
«Формирование инженерного мышления учащихся школы посредством LEGO
WeDo, в рамках предметных недель».
Актуальность выбранной темы определяется:
 необходимостью вести пропедевтическую работу в естественнонаучном
направлении для создания базы, позволяющей совершить плавный переход в обучениик
дисциплинам среднего звена (физике, биологии, технологии, информатике, геометрии), в
связи с особенностями градообразующих предприятий города Санкт-Петербурга:
внедрение наукоѐмких технологий, автоматизация производства, недостаток
квалифицированных специалистов;
 отсутствием в программе начального образования видов деятельности,
обеспечивающих формирование у воспитанников конструкторских навыков и опыта
программирования.
Новизна опыта:
 инженерная направленность обучения, которая базируется на новых
информационных технологиях,
 формирует умения и навыки исследовательского поведения, осуществляется
физическое совершенствование развитие личностно – волевой сферы ребѐнка;
 авторское воплощение замысла для работы с автоматизированными моделями и
проектами;
 проект отвечает требованиям направления региональной политики в сфере
образования - развитию научно-технического творчества детей в условиях модернизации
производства.
Все это и позволило определить цель: формирование инженерного мышления
учащихся школы, имеющих опережающее развитие в естественнонаучном направлении
средствами LEGO WeDo.
Для реализации цели, были определены задачи:
1
 изучить и апробировать этапы формирования предпосылок основ инженерного
мышления учащихся начальной школы.
 подобрать методы, формы организации и средства формирования предоснов
инженерного мышления учащихся начальной школы.
 представить опыт реализации программы дополнительного образования детей с
признаками одарѐнности «Маленький инженер педагогическому сообществу» для
получения независимой оценки.
Практическая значимость данного опыта заключается в возможности в будущем
использовать материалы деятельности педагогов средних общеобразовательных
учреждений.
2. Создание условий для формирования инженерного мышления обучающихся
Этапы формирования инженерного мышления
I этап - технологический.
Дети рассматривали основные компоненты конструктора ЛЕГО – детали, вертушки,
датчик наклона, датчик движения, моторчик, закрепили представления о величине
деталей, цвете, размере и количестве, познакомились со схемами сборки моделей,
закрепили технологию конструирования.
II этап - практический (сборка моделей). Основной акцент на развитие логикоматематических представлений детей на данном этапе идет через работу по алгоритму.
Развиваются умения выбирать и отсчитывать предметы из большого количества деталей
по образцу и количеству; определять направление присоединения деталей. Формируется
представления о связи между диаметром зубчатого колеса и оси, скоростью вращения.
Закрепляются понятия: цвет, форма, размер деталей, пространственная ориентировка
(слева, справа, вверху, внизу), формируются представления о симметрии.
III этап - программирование заданного поведения модели (т.е. создание алгоритма
действия «Умной игрушки») с использованием компьютера. На этапе создания такого
алгоритма дети учатся излагать мысли в четкой логической последовательности,
отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить
ответы на вопросы путем логических рассуждений. Вычисляют траекторию движения
игрушки.
Используют числа для задания продолжительности звуков и работы мотора по часовой
стрелке и против часовой стрелки. Устанавливают взаимосвязь между расстоянием до
объекта и показанием датчика расстояния. В качестве самоконтроля после сборки модели
дети исследуют, какое влияние на поведение модели оказывает изменение еѐ
конструкции.
Таким образом, реализация всех трех этапов способствует формированию основ
инженерного мышления у учащихся начальной школы.
В 2016-2017 году предметные недели в школе прошли под
«Образовательная робототехника».
лозунгом
2
Учащиеся 5-7 классов самостоятельно собрали и запрограммировали роботов,
которые рисуют разные фигуры. Ребята презентовали свой опыт перед одноклассниками.
Учащиеся 8-11 классов используют роботы на уроках физики. Лего-конструкторы
позволяют изучать простые механизмы. Конструкторы используются, в частности, при
изучении разделов «Механика»: блоки, рычаги, виды движения, преобразование энергии и
законы сохранения. «Молекулярная физика»: свойства газов, реальные газы, элементарные механизмы, пневматика и гидравлика (в средней и старшей школе), а также при
изучении раздела «Элементы квантовой физики». Ребята в ходе выполнения заданий
обеспечиваются дистанционной поддержкой учителя.
В рамках реализации проекта используются программно-аппаратные комплексы
образовательной техносферы: интерактивные доски, документ-камера, МФУ, ПК, наборы
Lego, графические планшеты, интерактивный конструктор LEGO EducationWeDo 9580,
программное обеспечение к интерактивному конструктору, программное обеспечение
конструктора ПервоРобот LEGO WeDo(предназначено для создания программ по
«оживлению» моделей роботов). Также свое применение нашел и конструктор ТИКО.
ТИКО – хорошая основа для занимательного педагогически ценного путешествия в
страну геометрических фигур и тел. Использование широкого спектра педагогических
технологий дает возможность нам продуктивно использовать учебное время и добиваться
высоких результатов обученности учащихся.
3. Методика
техносферы
организации
деятельности
с
использованием
образовательной
LEGO WeDo-это обучение с удовольствием –более высокий уровень мотивации к
получению знаний, который ведет к успешной учебе и осмысленному познавательному
процессу.
Образовательная робототехника занимает особое место – навыки XXI века в
чистом виде. Здесь все, что связано с программированием, моделированием,
конструированием, решением проблем. И во главе всего – проектная деятельность: работа
в команде, поиск оптимальных решений, навыки отстаивания собственных идей и умение
быть лидером, коллегой. Учащиеся собирают и программируют модели, используют их
для выполнения задач. Работая индивидуально, парами или в командах, проводят
исследования, обсуждают идеи, возникающие во время работы с этими моделями.
Продолжительность реализации программы – 2 года, объѐм занятий – 144 часа.
Группу могут посещать до 15учащихся, занятия проводятся два раза в неделю, в
подгруппах работают по 3-5 человек. Предусмотренные программой занятия могут
проводиться как на базе одной отдельно взятой группы, так и в смешанных группах
старшего возраста (5-11 классы). Отметим, что происходит и проектное обучение: ребята
старшеклассники вместе с учащимися начальной школы собирают своего робота.
В образовательном процессе использовались следующие методы: традиционные объяснительно-иллюстративный метод (рассказ, работа с литературой и т.п.),
репродуктивный метод, метод проблемного изложения, частично-поисковый (или
эвристический) метод, исследовательский метод; современные - метод проектов, метод
обучения в сотрудничестве, метод взаимообучения.
Изначально занятия строились таким образом, что руководящая роль была у
педагога, а затем, постепенно, по мере изучения технических терминов, ведущая роль
3
передавалась воспитанникам. Опыт показал, что на первом этапе работы с LEGO WeDo в
каждой группе должен быть «сильный» ребенок.
4. Оценка реализации проекта
По результатам первичной диагностики из 15 учащихся школы проявляли интерес
к техническим видам творчества 80 %; на высоком уровне развиты конструкторские
навыки у 45 % детей.Однако основными приѐмами сборки и программирования
робототехнических средств дети не владели, не видели проблему целиком, с разных
сторон, но видели связь между еѐ частями.
По исследованиям педагога-психолога умение анализировать и сравнивать
сформировано на высоком уровне у 50% детей, посещающих кружок, умение
абстрагировать и обобщать развито у 25% воспитанников
Занятия по реализации программы были продемонстрированы родителям
воспитанников, педагогам образовательного учреждения. Результаты просмотров
показали востребованность кружка «Маленький инженер» как воспитанниками, так и
родителями. Количество учащихся, обучающихся по данной программе с начала учебного
года по просьбе участников образовательных отношений возросло в два раза.
Сравнительные показатели результатов
мониторинговых исследований реализации
программы воспитанниками: показатели
развития
1. Развитие конструкторских навыков
Первичная
диагностика
Итоговая
диагностика
45% воспитанников
58%
воспитанников
67%
воспитанников
2. Владение основными приемами сборки и
0
программирования робототехнических
средств
3. Умение видеть проблему целиком, с
25% воспитанников
50%
разных сторон, видеть связь между еѐ
воспитанников
частями.
По исследованиям педагога-психолога умение анализировать и сравнивать
сформировано на высоком уровне у 60% детей, посещающих кружок, умение
абстрагировать и обобщать развито у 50% воспитанников.
Таким образом, оценка опыта реализации программы педагогическим сообществом
была положительной.
Заключение
Востребованность профессии инженера на современном этапе развития страны
способствовало изучению этапов формирования основ инженерного мышления как
разновидности конструктивного мышления, и на их основе -разработки программы
«Маленький инженер». Для организации образовательной деятельности учащихся подбор
4
методов, форм и средств проводился в соответствии с возрастными особенностями
воспитанников. В образовательном процессе использовались как традиционные, так и
современные методы. Реализация естественных потребностей учащихся конструировать, а
также экспериментировать, создавать «нечто новое» осуществлялся с помощью
интерактивного конструктора LEGO EducationWeDo 9580и его программного
обеспечения.
Игровые технологии формируют коммуникативные УУД (умение слушать,
слышать, уметь договориться, правильно выражать свои мысли); познавательные УУД
(сравнивать, искать хитроумные решения, находить закономерности); личностные УУД
(фантазировать, проявлять интерес к окружающему миру); регулятивные УУД
(планировать, оценивать правильность выполнения действий).
Создание моделей вызвало у воспитанников огромный интерес, только далеко не
все дети могут читать схемы сборки моделей. Это вызывает определенные сложности.
Ведь малейшая неточность - и птица крыльями не машет, а парусник не качается на
волнах. Но какой восторг появляется у детей, если модель начинает двигаться по заданной
программе. И моментально включается процесс творчества: а что будет, если изменить те
или другие параметры в программе? И пробы, пробы, пробы…
Вот оно – исследование и формирование инженерной мысли! Именно этой цели и
стоит отдать предпочтение. Здесь даже самые подвижные мальчишки становятся
настойчивыми и кропотливыми в достижении своей цели.
Ребята снимают видеосюжеты (https://www.youtube.com/watch?v=QKYw1C0gin0),
проводят интересные занятия друг для друга, выступают в роли лаборантов на
лабораторных работах по физике.
Реализация проекта имеет свое продолжение. Творческая группа ГБОУ СОШ №451
работает над разработкой программы «Юный инженер», которая позволит обучающимся
работать над более сложными задачами, участвовать в соревнованиях по робототехнике.
Это
поспособствует
продолжению
формирования
инженерной
компетенции
обучающихся.
5
Автор
Elena_O
Elena_O307   документов Отправить письмо
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
82
Размер файла
410 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа