Нет ошибки – есть этап работы. Как набор Lego WeDo 2.0 помогает ребенку выстроить «карту жизни»
В статье представлен опыт реализации модуля «Робототехника» дополнительной общеобразовательной общеразвивающей программы «СТЕМ-образование» на базе МБУ ДО «Дворец детского (юношеского) творчества» г. Сарова. Автор подробно рассматривает возможности использования образовательного набора Lego WeDo 2.0 как эффективного инструмента для развития интеллектуально-творческого потенциала обучающихся начальной школы. Статья обобщает практические результаты работы (с 2023 года) и адресована педагогам дополнительного образования, учителям начальных классов и специалистам в области СТЕМ-образования, методистам и руководителям учреждений дополнительного образования.
О.А. Потапкина,
методист,
Муниципальное бюджетное учреждение
дополнительного образования
«Дворец детского (юношеского) творчества»,
г. Саров
Главная цель современного образования – научить детей учиться: самостоятельно ставить перед собой цели, разрабатывать пути их достижения, оценивать свои результаты. Одним из инструментов в этом процессе является набор LegoWeDo 2.0, который включает в себя конструктор и программное приложение к нему.
Лего-конструирование позволяет обучающимся младшего школьного возраста почувствовать себя в роли исследователей, инженеров и математиков – действовать по инструкции, выполнять задания для межпредметных проектов. Интересные в сборке модели Lego дают ясное представление о работе механических конструкций, о силе, движении и скорости. А простота построения в сочетании с большими конструктивными возможностями Lego позволяют детям в конце занятия увидеть сделанную своими руками модель, которая выполняет поставленную ими же самими задачу.
С 2023 года Дворец детского (юношеского) творчества города Сарова (далее – Дворец) является инновационной площадкой по теме: «Развитие интеллектуальных способностей детей дошкольного и младшего школьного возраста средствами СТЕМ-образования». В рамках инновационной деятельности реализуется модульная дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «СТЕМ-образование» (далее – программа), целью которой на уровне начального общего образования является раскрытие интеллектуально-творческого потенциала личности ребенка через овладение новыми компетенциями и формирование потребности в их самостоятельной и креативной реализации.
Организационные условия реализации программы
В 2023—2024 учебном году модуль «Робототехника» программы реализовывался в группах продленного дня двух школ города Сарова. В настоящее время – на базе Дворца. Оборудование для реализации программы получено в рамках проекта «Новые места дополнительного образования детей» федерального проекта «Успех каждого ребенка» национального проекта «Образование». Образовательный процесс строится с использованием индивидуальных наборов конструктора LegoWeDo 2.0, ноутбука Aser и интерактивной панели EDFLAT.
Каких же результатов мы уже добились? Рассмотрим по блокам.
Развитие инженерных и конструкторских навыков
Каждая тема выстраивается таким образом, чтобы за 2—4 занятия обучающийся не только освоил тему, двигаясь путем от простого к сложному, повторяя действия педагога по инструкции, но и создал свою модель, используя уже полученные знания и навыки.
Работа с набором строится вокруг последовательного инженерного цикла:
– исследование и постановка задачи (например, спроектируй робота-помощника для педагога),
– создание модели (конструирование и сборка из деталей LegoWeDo 2.0),
– программирование (написание алгоритмов действий робота в среде программирования LegoWeDo 2.0),
– тестирование и анализ (запуск и наблюдение),
– модернизация и оптимизация (отладка/улучшение конструкции и программного кода).
В процессе сборки собственных моделей, обучающиеся интуитивно постигают ключевые инженерные принципы и понятия: передача и преобразование движения, устойчивость и прочность конструкции, баланс и центр тяжести. Они узнают, как с помощью шестеренок, зубчатых колес можно изменить скорость, направление или тип движения, правильно распределить нагрузку, какие соединения делают модель крепче и прочнее. Обучающиеся видят не абстрактные формулы, а причину и следствие в действии. Таким образом, органично и комфортно формируются условия для развития навыков проектной деятельности в сфере конструирования и инженерного дела.
Развитие функциональной грамотности обучающихся
В процессе тестирования готовой модели робота, созданной по инструкции, обучающиеся знакомятся с законами физики из раздела «Механика», проводят параллели с похожими процессами в природной и рукотворной среде. Итогом становится применение полученных практических знаний и теоретических выводов при создании собственной модели робота. Происходит формирование естественнонаучной грамотности.
Работа с LegoWeDo 2.0 требует постоянного оперирования математическими понятиями в контексте практики: работа с числами и величинами (подсчет зубьев шестеренок, измерение балок и осей), пространственное мышление и геометрия (анализ инструкции, понимание симметрии, пространственное соотношение деталей), логика и алгоритмика (построение логических цепочек и применение условий). Обучающийся видит практическое применение формул и правил математики. Происходит формирование математической грамотности.
Работа с конструктором – это постоянный диалог с текстом и графической информацией. Следование пошаговым инструкциям по сборке требует внимательного, осмысленного «чтения» обучающимся схем. Кроме того, он учится переводить визуальные и текстовые команды в моторные действия. При программировании обучающийся пишет понятный для компьютера «текст». Идет процесс формирования читательской грамотности.
Глобальная компетентность формируется через командную работу и коммуникацию. Для того, чтобы представить свой проект, обучающиеся должны объяснить логику своих решений, услышать критику, суметь договориться. Все это является важной частью социального взаимодействия.
При реализации модуля «Робототехника» академические знания из физики, математики и информатики становятся инструментами для достижения понятной и интересной цели. Рождается подлинная функциональная грамотность – умение интегрировать разрозненные факты для преобразования реальности вокруг себя.
Развитие 4К компетенций обучающихся
Образовательная среда LegoWeDo 2.0 – это идеальная педагогическая лаборатория для развития жизненно важных в современном мире 4К-компетенций. Творческий процесс по созданию робота представляет собой непрерывный цикл гипотез, тестов и анализа.
Анализ проблемы: перед обучающимся ставится задача, необходимо проанализировать условия, понять, какими свойствами должен обладать робот и какие функции выполнять? Далее происходит оценка принятых решений: какой механизм эффективнее? На следующем этапе происходит диагностика и устранение ошибок. Это требует системного подхода: проверить прочность конструкции, корректность соединений, логику программы и пр. Он учится видеть причинно-следственные связи, у него формируется критическое мышление и устойчивость к неудачам, которые воспринимаются как промежуточный этап решения.
Создание робота не всегда предполагает жесткое следование инструкциям. После сборки базовой модели присутствует этап адаптации и улучшения. Это стимулирует развитие изобретательности и дизайнерских навыков.
Самыми интересными для обучающихся младшего школьного возраста являются занятия с открытыми проектами. Они дают простор для воображения, позволяют почувствовать себя настоящим инженером-конструктором, а не просто сборщиком деталей. Через поиск нестандартных способов применения знакомых деталей развивается гибкость мышления и креативность.
Обязательно надо сказать о развитии коммуникативных навыков. Во время работы обучающиеся осваивают и начинают использовать точные технические понятия (балка, пластина, мотор и пр.). Это, в свою очередь, развивает способность четко формулировать мысли. На этапе представления и защиты проекта необходимо структурировать рассказ (цель проекта, процесс реализации, трудности и способы их преодоления). Это достигается тренировкой уверенной речи. Необходимость отвечать на вопросы педагога и сверстников учит рефлексии и умению аргументированно отстаивать свою точку зрения.
Ряд проектов обучающиеся выполняют в командах по 2—4 человека. В команде естественным образом распределяются роли, например, «конструктор» и «программист». Они учатся договариваться, учитывать сильные и слабые стороны друг друга, объединять усилия для достижения общей цели.
Разные взгляды на решение той или иной задачи – нормальная ситуация в любой команде. В диалоге находится способ разрешения конфликтов, возникает конструктивное взаимодействие и взаимоуважение. Появляется чувство ответственности не только за свою часть работы, но и за весь проект целиком, формируется кооперация.
Раскрытие воспитательного потенциала
В рамках реализации программы постоянно происходит профориентация обучающихся. Трудно представить занятие, на котором бы не шла речь о профессии программиста, инженера, математика и пр. При создании очередной модели робота всегда идет речь о сфере его применения, о представителях тех профессий, которые в этой сфере заняты.
В качестве примера можно привести создание модели пожарной машины. В процессе прохождения всех этапов сборки, мы обсуждаем перечень тех профессий, которые можно подвести под общее понятие «спасатель», личностные качества, которыми должны обладать эти люди.
Отдельно стоит остановиться на взаимосвязи профориентации и патриотического воспитания. На первый взгляд, эти направления образовательного процесса кажутся разными. Патриотическое воспитание развивает чувство принадлежности к стране, уважение ее истории, культуре и ценностям. Профориентация помогает обучающимся осознать свой потенциал и выбрать профессию, соответствующую их способностям и запросам общества. В то же время оба направления воспитывают социальную ответственность. Обучающиеся начинают видеть в профессии не только источник дохода, но и возможность внести вклад в развитие страны. Синтез патриотического воспитания и профориентации создает основу для формирования поколения, которое не только обладает профессиональными компетенциями, но и осознает свою роль в развитии общества. Ключевой принцип — сформировать у обучающихся понимание, что любовь к Родине может проявляться через качественную работу в любой сфере, а личный успех неотделим от общего прогресса.
Коррекция личностных особенностей обучающихся
В процессе работы с набором LegoWeDo 2.0 обучающиеся в 95% случаев оказываются в ситуации успеха. Это происходит благодаря реализации особого подхода, который коротко можно обозначить как «нет ошибки – есть этап работы». Даже при возникновении технических сложностей, а они неизбежны в любом процессе создания чего-то нового, можно провести анализ, внести корректировку и снова проверить результат. После прохождения темы у каждого обучающегося всегда будет работающая готовая модель. При этом происходит не только развитие его аналитических способностей, умения самостоятельно ставить перед собой задачи и решать их, но и корректировка самооценки, постепенное снижение тревожности, повышение инициативности и учебной мотивации.
Представленный опыт показывает, как в процессе реализации программы «СТЕМ-робототехника» мы помогаем обучающимся начальных классов серьезно задуматься над вопросом: «Кем я хочу стать?». Профессиональное самоопределение – важнейший процесс в жизни каждого человека, и чем раньше будет сделать правильный выбор, тем ярче проявятся лучшие личностные качества, скрытые способности и компетенции. Разобраться в чертежах и принципах действия механизмов, научиться работать в команде и выдвигать свои гипотезы, создавать авторские модели… Несомненно, эти и другие компетенции, полученные в детстве, станут базовым фундаментом успешной карьеры высококлассного инженера.
Список литературы:
- Аверин С.А. Робототехника и искусственный интеллект: Методическое пособие. М.: ЭЛТИ-КУДИЦ, 2023. 75 с.
- Аверин С.А. [и др.]. Реализация программы «СТЕМ-образование детей дошкольного и младшего школьного возраста» на уровне начального общего образования». М.: ООО «Русское слово – учебник», 2023. 56 с.
- Волосовец Т.В., Маркова В.А., Аверин С.А. STEM-образование детей дошкольного и младшего школьного возраста: Парциальная модульная программа развития интеллектуальных способностей в процессе познавательной деятельности и вовлечения в научно-техническое творчество: учебная программа. 2-е изд. М.: Лаборатория знаний, 2019. 112 с.
