МЕТОДЫ ОРГАНИЗАЦИИ ВНЕУРОЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРИ ИЗУЧЕНИИ LEGO WEDO 2.0 В НАЧАЛЬНОЙ ШКОЛЕ

Статья опубликована в рамках: Международной научно-практической интернет-конференции «Актуальные проблемы методики обучения информатике и математике в современной школе» (Россия, г.Москва, МПГУ, 22 — 26 апреля 2019г.)

МЕТОДЫ ОРГАНИЗАЦИИ ВНЕУРОЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРИ ИЗУЧЕНИИ LEGO WEDO 2.0 В НАЧАЛЬНОЙ ШКОЛЕ

Баюрова Василиса Руслановна,
магистр, ФГБОУ ВО «Российский
государственный социальный университет»

Аннотация: в статье представлены аспекты эффективности изучения робототехники младшими школьниками в рамках внеурочной деятельности в соответствии с Федеральным государственным стандартом.

Внеурочная деятельность является обязательным компонентом основной образовательной программы начального общего образования и важной частью образовательного процесса, оказывает положительное влияние на процесс обучения по различным предметам и способствует более разностороннему раскрытию индивидуальных способностей ребенка. ФГОС предъявляет требования к метапредметным результатам обучения, одним из составляющих которого являются межпредметные связи. Образовательная робототехника, как элемент информационной внеурочной деятельности, может являться основой межпредметных связей в содержании обучения других предметных областей.

В российской системе образования отсутствуют стандарты преподавания робототехники, преподаватели сталкиваются с затруднениями при разработке конспектов уроков, позволяющих формировать практико-исследовательские и творческие компетенции и метапредметные умения. Вследствие чего появляются проблема в множественности различных, порой не согласованных между собой курсов и методик обучения. Программы обучения предлагаются в основном специалистами компаний-производителей учебных конструкторов, а не педагогами.

Предложенные методические принципы помогут сформировать творческие научные и исследовательские навыки, проектную, практико-ориентированную деятельность учащихся, умение публично представить результаты своей исследовательской и конструкторской деятельности.

Материалы исследования могут использоваться педагогами при подготовке к занятиям урочной и внеурочной деятельности по робототехнике.

Ключевые слова: образовательная робототехника, внеурочная деятельность, исследовательская компетенция, универсальные учебные действия, системно-деятельностный подход, метапредметные компетенции.

В соответствии с ФГОС НОО основная образовательная программа начального общего образования реализуется организацией, осуществляющей образовательную деятельность через организацию урочной и внеурочной деятельности в соответствии с санитарно-эпидемиологическими правилами и нормативами. (Раздел 3 п. 16 ФГОС НОО в редакции, введенной в действие с 21 февраля 2015 года приказом Минобрнауки России от 29 декабря 2014 года № 1643.)

Одной из главных новаций, в соответствии с новыми методическими рекомендациями, направленные письмом Минобрнауки от 18.08.2017 № 09–1672, стала необходимость изменения методов организации внеурочной деятельности. Она объединяет все виды деятельности учащихся (кроме классно-урочной) реализация которых дает возможность максимально охватить ООП и направлена на достижение планируемых личностных, метапредметных и предметных результатов. Особое место во внеурочной деятельности учащихся отводится информатизации. Информатизация включает в себя методические приемы, направленные на формирование у школьника умения осуществлять поиск, анализ, и обработку информации, осуществлять экспериментально-исследовательскую деятельность. Эти знания являются важнейшей составляющей ФГОС НОО и определяют актуальность информатизации внеурочной деятельности школьников. Органично дополняя и продолжая урочную деятельность внеурочная деятельность, при наличии свободного выбора, формирует условия для развития интересов школьником и создает нравственно-воспитательную и социальную среду, которые способствуют для развития творческой личности.

Внеурочная деятельность ориентирована на реализацию решение задач:

  • оптимизировать учебную нагрузку обучающихся;
  • выявить интересы и творческие способности учащихся воспитание в учениках настойчивости и целеустремленности;
  • создать условия для дальнейшего развития полученных навыков и реализацию приобретенных навыков и умений;
  • развивать опыт коллективного творчества и общения, социального становления личности младшего школьника;
  • эффективное задействование материально-технической и учебно-методической базы ОУ, кадрового и методического потенциал.

Сегодня школьники начальных классов умело пользуются смартфонами, компьютерной техникой, повышенным интересом у младших школьников пользуется конструирование с использованием различных образовательных конструкторов. Использование инновационных технологий на внеурочных занятых вызывает интерес учащихся к дисциплинам технической направленности.

Несмотря на большое количество разноплановых исследований, широкое распространение и динамическое развитие робототехники, проблема внедрения робототехники в образовательный процесс остается актуальной ввиду отсутствия системности организационных форм и преемственности между уровнями образования.

Опыт проведения обучения по робототехнике в рамках внеурочной деятельности позволил определить методические принципы построенную на росте и постоянном развитии личности обучаемого.

Образовательная робототехника, ориентированная на формирование регулятивных УУД и в итоге ключевых компетенций, позволяет реализовать данную обучающею стратегию в рамках внеурочной деятельности.

  • Формирование навыков к целеполаганию:

Урок начинается с повторения и выявления «пробелов» в усвоенных знаниях, перед учеником ставиться цель. При создании робота ребенок удерживает ее на протяжении всего занятия планирует свои действия контролирует и оценивает их в соответствии с поставленной целью. При самостоятельной сборке робота учащиеся учиться определять его функциональные особенности и ставить перед собой задачи.

  • Формирование навыков к планированию:

Сборка робота состоит из нескольких этапов. Работая в команде или самостоятельно, ученик составляет план работы, определяет этапы выполнения, соотносит свои силы с поставленными задачами. Оценить время, которое необходимо для сборки и программирования, распределять обязанности между участниками. Определить наиболее эффективные способы достижения результата.

  • Формирование навыков к прогнозированию:

При выполнении задания ребенок может выбрать различные способы решения, изменять схемы, детали, порядок выполнения, при этом у ребенка формируются навык прогнозирование. Выполнив задание, учащийся имеет возможность оценить правильность выполнения. Основным приобретенным умением считается, объективная самооценка.

  • Формирование действия коррекции:

В случае недочетов при выполнении задания учащийся может внести исправления на любом шаге сборки. При этом ребенок учится критично воспринимать ошибки как свои, так и напарника. Младшие школьники учатся делить общую задачу на более мелкие составляющие, выдвигать гипотезы и проверять их, решают, что делать в случае неожиданного результата. [5 c. 64] (работа над ошибками).

  • Формирование способности к оценке:

Готовую модель учащийся можно сравнить с моделями других участников группы, следовательно, оценить правильность выполнения действия. Оценить результат как свой, так и других учащихся. Учится оценивать уровень своих знаний и умений.

  • Формирование саморегуляции:

При сборке конструкции требуется терпение, внимание, самообладание. Если по каким-то причинам модель необходимо начать собирать сначала или исправлять недочеты, то учащийся должен проявить волю и сдержанность В работе с напарником необходим самоконтроль умение сотрудничать, принимать и рассматривать чужое мнение. У учащихся формируется навык сотрудничества как со взрослыми, так и со сверстниками, умение разрешать конфликты посредством учета интересов сторон, находить выход в спорных ситуациях.

  • Формирование предметных умений:

В процессе обучения, учащиеся приобретают навыки моделирования, конструирования, проектирования, алгоритмизации.

Школьники, при изучении робототехники, прежде всего, познают себя, свои возможности, собственные интересы. Не менее важным психолого-педагогическим аспектом является самостоятельное объединение учащихся для совместного выполнения задания, что естественным образом влияет на развитие коммуникативных навыков и умения работать в команде.

Образовательные конструкторы Lego Education WeDo 2.0 являются незаменимыми при реализации системно-деятельностного подхода у младших школьников. Основной целью такого подхода является создание образовательной среды, где все должно быть открытием, полученным в творческой самостоятельной деятельности. При этом учитель выступает в роли организатора и его основная задача — предоставить комфортные требования для самостоятельной работы учащихся. При таком подходе полученные знания останутся навсегда.

Организация внеурочных занятий по робототехнике ориентирована на использование методов проектов по стандарту Jr. FLL. Миссия проектов First Lego League Junior (Jr FLL) направлена на повышение у детей начальной школы интереса к науке и технике. Развивая врожденную любознательность детей вовлекать их в исследования, вдохновлять на то, чтобы быть лидерами и новаторами в области науки и техники, направляя их деятельность на улучшение мира вокруг. Это способствует развитию всесторонних жизненных навыков, включая уверенность в себе, общение и лидерство.

Основная форма занятий

Преподаватель знакомит учащихся с новой технической задачей, после чего учащийся предлагают методы и возможные решения задачи. Теоретически материал представляется в виде презентации, просмотров видео роликов, демонстрации действий педагогом. Перед выполнением практической работы учащимся проводиться: Водный инструктаж – перед началом сборки модели, Текущий инструктаж, проводится вовремя практической работы. Над сборкой модели ученики работают в паре. На первом уровне обучение сборка моделей проходит по готовым инструкциям. Выполнение проектов по готовым инструкциям позволяет привить интерес к робототехнике сформировать уверенность в своих силах, нацелить на успех. При выполнении проектов соблюдается поэтапное обучение: исследование проблемы – создание модели- обмен результатами.

Во время занятия проводятся физминутки у младших школьников и подвижные игры у среднего возраста.

На первом уровне программирование дается в виде основ, для проверки действия различных передач и механизмов.

На втором и третьем уровнем к программированию добавляется решение задач, что позволяет создавать истории и испытывать модель в разных условиях. Третий уровень усложняется микросборкой модели по рисунку.

Готовая программа загружается в коннектор робота и позволяет сразу увидеть результат. При необходимости учащиеся может изменить программу или конструкцию. После проведения испытаний учащиеся обмениваются опытом, выявляют области, в которых они успешно справились, и где необходима дополнительная помощь. Все модели снимаются на фото и видео. В конце занятий конструкции полностью разбираются. Правильность сортировки деталей в набор конструктора также оценивается преподавателем.

Организация дополнительных занятий

В зависимости от индивидуальных и психологических особенностей, имеющегося опыта и активности ребенка, обучение в группе учащихся происходит не равномерно. Для учащихся пропустивших занятие и для талантливых учащихся проводятся дополнительные занятия, как групповые, так индивидуальные.

В каникулярное время проводятся дополнительные занятия для желающих учащихся. Такие занятия дополняются знакомством с Scratch. Scratch – визуальная событийно-ориентированная среда программирования, созданная для детей и подростков.

Отличительные особенности методики

Одной из важных компетенций является умение решать реальные практические задачи, основываясь на имеющихся знаниях и применяя сформированные умения и навыки. Таким образом, одним из важнейших методических принципов является практико-ориентированные задачи, связанные с реальной действительностью.

Выполнения практико-ориентированных задач, связанных с реальной действительностью с помощью собранной своими руками конструкции возможно сразу, в конце занятия. При выполнении проектов соблюдается поэтапное обучение: исследование проблемы – создание модели – обмен результатами. На этапе испытания дети могут выполнить исследование проблемы, получить различные варианты решения, убедиться, что на работу конструкции могут влиять различные факторы:

  • физики – работа приводов (электродвигатель, пневматический и гидравлический приводы), промежуточные передачи (скорость вращения, скольжения трения качания), свет расстояние, звук и др;
  • математики – измерение времени до долей секунды; использование чисел для изменения скорости мотора; написание кода для начала выполнения действий робота; взаимосвязи между расстоянием до объекта и показанием датчика расстояния или датчиком наклона; подсчет выполненных действий, соотношение зубчиков шестеренок между собой и др.;
  • информатики – описание логической последовательности событий; написание алгоритмов и программ для «оживления» моделей;
  • средой обитания и повадками животных – при сборке конструкций животных; понимание того, что различные части своих тел животные используют в качестве инструментов;
  • кроме того, переносятся в различные эпохи, путешествуют по странам, знакомятся с великими ученными и их изобретениями, создают свои модели и истории.

Таким образом достигается взаимосвязь между различными предметными областями, что благоприятно влияет на расширение предметных знаний по математике, информатике, окружающему миру и реализации пропедевтики инженерной подготовки на этапе начального общего образования. Важными психолого-педагогическими аспектом и реализации деятельностного подхода в образовании является обязательная организация самооценки детьми процесса и результата выполнения заданий – без этого развивающий эффект будет неполным.

Проектно-исследовательская деятельность, ориентированная на использование методов проектов по стандарту Jr. FLL, позволяет использовать полученный опыт не только при защите проектов по робототехнике, но и применять инновационные методы при выполнении творческих проектов по другим общеобразовательным предметам. В результате выполнения проекта, учащиеся имеют глубокое понимание исследуемой темы, осознания законченности и значимости выполненной работы, повышается самооценка.

Эффективность метода подтверждена педагогическим экспериментом. В результате применения методики уровень усвоения знаний и умений по дисциплинам естественнонаучного цикла и технических способностей у учащихся повысился (см. табл.1., диаграмма 1., 2.)

Таблица 1. Уровень усвоения знаний и умений по дисциплинам естественнонаучного цикла

Уровень мотивации Распределение учащихся по уровням
Контрольная группа Экспериментальная группа
начальный срез итоговый срез начальный срез итоговый срез
кол-во % кол-во % кол-во % кол-во %
Низкий 6 9,8 4 5,7 8 14,8 0 0
Средний 31 49,5 19 30,4 35 58,2 11 18
Высокий 23 40,7 37 63,9 17 27 49 82

Диаграмма 1. Уровни мотивации в контрольной группе
Диаграмма 2. Уровни мотивации в экспериментальной группе

К можно сделать вывод, что робототехника в рамках внеурочной деятельности расширяет знание предметных областей, обеспечит формирование универсальные учебных действий и развивать интерес младших школьников к естественно-научным дисциплинам, и инженерному искусству.

Таким образом робототехника может рассматриваться как эффективный воспитательный потенциал способная к превращению практических умений в общекультурную компетентность, связанную с проектной способностью участника образования в любой сфере деятельности.

ЛИТЕРАТУРА:
  1. Левченко И.В., Крылова С.П «Особенности организации внеурочной деятельности по информатике в начальной школе». //Статья. Журнал: Вестник московского городского педагогического университета. Серия: информатика и информатизация образования //URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=22762195
  2. Методические рекомендации, направленные письмом Минобрнауки от 18.08.2017 № 09–1672 Методические рекомендации, направленные письмом Минобрнауки от 18.08.2017 № 09–1672// [Электронный ресурс] – URL: http://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/71670346/
  3. Письмо Минобрнауки РФ от 12 мая 2011 г. № 03-296 «Об организации внеурочной деятельности при введении ФГОС общего образования»; [Электронный ресурс] – URL: http://www.garant.ru/products/ ipo/prime/doc/55071318/
  4. Полушкина Е.В. Рабочая программа по внеурочной деятельности «Робототехника» (общеинтеллектуальное направление) (начальное общее образование)» [Электронный ресурс]. – URL: https://nsportal.ru/nachalnaya-shkola/raznoe/2017/11/01/rabochaya-programma-po-vneurochnoy-deyatelnosti-robototehnika
  5. Регламент соревновательного сезона 2017/2018 направление Jr.FLL. Робототехника. Инженерно-технические кадры инновации России. // [Электронный ресурс] – URL:http://www.robofestomsk.ru/doc/MissionMoonReglament.pdf
  6. Тузикова И. В. Изучение робототехники — путь к инженерным специальностям [Текст] / И. В. Тузикова// Школа и производство. — 2013. — № 5. — С. 45-47.
  7. ФГОС НОО от 06.10 2009 г, с изменениями от 26 декабря 2010г. №1241; [Электронный ресурс] – URL: http://base.garant.ru/197127/
  8. Федосов А.Ю. Лего-конструирование как средство формирования операционного стиля мышления младшего школьника//Герценовские чтения. Начальное образование, 2017 [Электронный ресурс]. – URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=30311265
 
Подписаться
Уведомить о
guest
10 комментариев
oldest
newest
Inline Feedbacks
View all comments
Хусяинова Адиля
Хусяинова Адиля
4 лет назад

Здравствуйте, Василиса Руслановна! Спасибо вам, за такую интересную, актуальную и значимую статью. С введением новых стандартов у педагогов возникают трудности и сложности. В своей статье вы указали на то, что » в российской системе образования отсутствуют стандарты преподавания робототехники». На ваш взгляд, каким образом можно изменить сложившуюся ситуацию, кто должен отвечать за разработку стандартов? Как помимо внеурочной деятельности, можно задействовать возможности LEGO WEDO 2.0 в начальной школе?

Баюрова В.Р.
Баюрова В.Р.
Reply to  Хусяинова Адиля
4 лет назад

Добрый день, благодарю за проявленный интерес к моей статье. (В-Вопрос, О-Ответ) В: На ваш взгляд, каким образом можно изменить сложившуюся ситуацию, кто должен отвечать за разработку стандартов? О: В соответствии со Стратегией развития ИТ-отрасли на 2014-2020 гг. и на перспективу до 2025 года, развитие человеческого капитала в отрасли является приоритетной задачей институтов развития. В целях реализации Стратегии была разработана и утверждена распоряжением Правительства №2602-р от 30 декабря 2013 года «Дорожная карта» «Развитие отрасли информационных технологий». Цель данной программы — существенное увеличение вклада профессионального образования в социально-экономическую и культурную модернизацию Российской Федерации, в повышение ее глобальной конкурентоспособности, обеспечение востребованности экономикой и… Read more »

Дмитрий Павлов
Дмитрий Павлов
4 лет назад

Добрый день!
Спасибо за интересный материал. Есть два вопроса.
1. Вы рассматриваете исследование среды обитания и повадок животных на базе роботизированных моделей. Базовые задания WeDo 2.0 предлагают такие решения. Вы считаете их педагогически обоснованными? Видите в них реальный педагогический эффект?
2. Вы говорите о том, что «Одной из важных компетенций является умение решать реальные практические задачи, основываясь на имеющихся знаниях и применяя сформированные умения и навыки. «. В этой связи вопрос, считаете ли вы базовую программу предложенную Lego достаточной для выполнения заданий продуктивного уровня? Или вы знаете примеры других авторских программ, уходящих от репродуктивной сборки?

Баюрова В.Р.
Баюрова В.Р.
Reply to  Дмитрий Павлов
4 лет назад

Добрый день! Спасибо за вопросы! 1. Да, как правило на своих практических занятиях мы исследуем с учениками среду обитания и поведения животных на базе роботизированных моделей. Так как курс предназначен для детей начальных классов, то легче усваивать сложный новый материал, через узнаваемые формы. Ученики, благодаря животным, знакомятся с новыми механизмами движения. Например, кулачковый механизм, объясняется на обезьянке-барабанщице. Кроме того, любая информация обогащает и расширяет кругозор учеников, а также способствует укреплению меж предметных связей (физика, математика, информатика, окружающий мир, природоведение). 2. У Lego Wedo много разнообразных уроков и сам комплект достаточно мобилен для того, чтобы уроки были продуктивными. SPIKE Prime, LEGO… Read more »

Татьяна
Татьяна
4 лет назад

Здравствуйте! Спасибо за интересную статью! Полностью с вами согласна, но хотелось бы дополнить тем, что набор Wedo 2.0 также рассчитан на то, чтоб опытным путем привить детям любознательность. Ведь каждый урок это отдельная мини тема из какой либо области (например, метаморфоз лягушки). И поэтому очень важно в начале урока рассказать детям что то новое и интересное по теме урока.

Виктория Безверхова
Виктория Безверхова
4 лет назад

Здравствуйте, Василиса Руслановна! Спасибо за актуальную и интересную статью. Но область программирования очень творческий процесс, требующий полного погружения, большого количества практики, возможность выбора инструментов и комфортного места для работы. Что по вашему мнению, должны регламентировать стандарты и кто их должен разработать? И насколько возможно стандартизировать творчество?
В каком ключе проводятся занятия в среде Scratch в каникулы?

Юлия Кузьменко
Юлия Кузьменко
4 лет назад

Добрый день, Василиса Руслановна.
Материал актуальный и интересный, СПАСИБО.
LEGO® Education WeDo 2.0 очень радует учеников и хорошо, если есть возможность работать с данными образовательными конструкторами.
Хотела бы уточнить:
*базовый набор WeDo 2.0 предназначен для работы 1-2 учеников — с каким количеством учащихся есть возможность заниматься одновременно, как лучше организовать помощь детям и в каком объеме она нужна?
*«В результате применения методики уровень … у учащихся повысился» — в вашем случае, за какой интервал времени и при какой интенсивности занятий?
*«… занятия дополняются знакомством с Scratch» -какие материалы для работы в данной среде вам кажутся наиболее удачными?

Баюрова В.Р.
Баюрова В.Р.
Reply to  Юлия Кузьменко
4 лет назад

Здравствуйте, Юлия! Изначальное число учеников в группе 12. Так 100% явку обеспечить очень сложно (ученики отсеиваются, болеют). На основной курс остаются 9-10 учеников. По 2 человека на набор. Процесс обучения выстроен логично по нарастающему уровню сложности, например, в течении 1 уровня ученики знакомятся с деталями и собирают роботов исключительно по готовой инструкции. Выполнение проектов по готовым инструкциям позволяет привить интерес к робототехнике сформировать уверенность в своих силах, нацелить на успех. Учитель знакомит группу с деталями, и сборка не предоставляет сложности. Лучше, позволить ученику проявить самостоятельность, дать возможность раскрыться творческим способностям. При необходимости – не подсказывать, а направить ученика на верное… Read more »

Салахова А.А.
Салахова А.А.
4 лет назад

Здравствуйте!
Уважаемая Василиса Руслановна,
очень приятно встретить статьи, где упоминаются соревнования семейства FIRST, поскольку у них, действительно, системный и проработанный подход. Вы также говорите о работе в связке WeDo 2.0 + Scratch. Радостно, что сейчас Scratch 3.0 понимает роботов «из коробки». Мой вопрос связан с продолжением деятельности. Будете ли вы переходить на LEGO SPIKE, который уже в августе поступит в продажу? Или пока данная платформа не кажется для вас перспективной?

Баюрова В.Р.
Баюрова В.Р.
Reply to  Салахова А.А.
4 лет назад

Здравствуйте, благодарю Вас за положительный отзыв. «LEGO SPIKE — это совершенно новый формат образовательного решения от LEGO Education. Он создавался для обучающихся с любым уровнем подготовки и воплощает в себе инклюзивный, интуитивный и естественно адаптивный креативный подход к учебе, позволяющий всем ученикам 5-7 классов с уверенностью включаться в процесс STEAM-обучения с использованием цифровых технологий.» (http://edurobots.ru/2019/04/lego-spike-prime/). Я не думаю, что стоит именно переходить на новые наборы LEGO SPIKE, но стоит их включить в процесс обучения для учеников 5-7 классов, которые не занимались робототехникой вообще, либо имеют начальный уровень. Данные конструкторы рассчитаны на 45 мин, такие уроки легко можно будет встраивать в… Read more »