Методические рекомендации по внедрению ЛЕГО-конструирования в рамках межпредметной связи в учебную деятельность начальной школы
методическая разработка по теме

Алисейко Наталья Николаевна

Методист ГБОУ СОШ №430, ЮВАО

Учитель информатики

Методические рекомендации по внедрению ЛЕГО-конструирования в рамках межпредметной связи в учебную деятельность начальной школы:

Вечным законом да будет: учить и учиться всему через примеры, наставления и применения на деле.

(Великая дидактика, гл. XIII)

Приоритетной целью современного российского образования становится не репродуктивная передача знаний, умений и навыков от учителя к ученику, а полноценное формирование и развитие способностей ученика самостоятельно очерчивать учебную проблему, формулировать алгоритм ее решения, контролировать процесс и оценивать полученный результат – научить учиться. Перед образовательной системой страны стоит непростая задача: формирование и развитие мобильной самореализующейся личности, способной к обучению на протяжении всей жизни. И это в свою очередь корректирует задачи и условия образовательного процесса, в основу которого положены идеи развития личности школьника.

 Отличительной особенностью ФГОС НОО является его деятельностный характер, ставящий главной целью развитие личности учащегося. Система образования отказывается от традиционного представления результатов обучения в виде знаний, умений и навыков, формулировки стандарта указывают реальные виды деятельности, которыми учащийся должен овладеть к концу начального обучения. Требования к результатам обучения сформулированы в виде личностных, метапредметных и предметных результатов. Необходим переход к деятельностной парадигме, к реализации системно-деятельностного подхода, к формированию универсальных учебных действий.

Реализация программы формирования УУД в начальной школе – ключевая задача внедрения нового образовательного стандарта. Стандарт устанавливает требования к:

личностным результатам, включающим готовность и способность обучающихся к саморазвитию, сформированность мотивации к обучению и познанию, ценностно-смысловые установки обучающихся, отражающие их индивидуально-личностные позиции, социальные компетенции, личностные качества; сформированность основ гражданской идентичности.

метапредметным результатам, включающим освоенные обучающимися универсальные учебные действия (познавательные, регулятивные и коммуникативные), обеспечивающие овладение ключевыми компетенциями, составляющими основу умения учиться, и межпредметными понятиями.

предметным результатам, включающим освоенный обучающимися в ходе изучения учебного предмета опыт специфической для данной предметной области деятельности по получению нового знания, его преобразованию и применению, а также систему основополагающих элементов научного знания, лежащих в основе современной научной картины мира.

Под метапредметными результатами в начальной школе мы подразумеваем освоенные универсальные учебные действия, ключевые компетенции и межпредметные понятия.

Межпредметные результаты сгруппированы по предметным областям, внутри которых указаны предметы. Они формулируются в терминах «выпускник научится...», что является группой обязательных требований, и «выпускник получит возможность научиться...».

Интегрированный подход к обучению, применяемый в свете нового стандарта, предполагает активное использование знаний, полученных при изучении одного предмета, на уроках по другим предметам. Стандарт поставил задачу разработки новых учебно-методических комплексов, которая решается в настоящее время.

 Основная масса детей, поступающих в начальную школу – шестилетки, ведущей деятельностью для которых является игра. Шестилетнему ребенку свойственна активная игра, через игру он реализует свои потребности в движении, общении, психологически лучше присваивает новые знания и виды деятельности. Поэтому среда образовательного учреждения должна быть насыщена средствами, побуждающими ребенка к игровой деятельности и позволяющими решать в ходе игры образовательные задачи.

Компания LEGO EDUCATION предоставляет возможность учителям организовывать высокомотивированную учебную деятельность по пространственному конструированию, отработку систему межпредметного взаимодействия и межпредметных связей в урочной и внеурочной деятельности.

Интегрирование различных школьных предметов в учебном курсе образовательного конструктора LEGO открывает новые возможности учителям для реализации новых образовательных концепций, овладения новыми навыками и расширения круга интересов учащихся.

Так на  занятиях математики возможно составление математических рассказов и решение задач с помощью LEGO, использование LEGO при изучении состава числа,  графические и математические диктанты, демонстрация ответов при устном счёте, построение логических цепочек, закономерностей, изучение геометрического материала. (п.12.2 ФГОС)

На занятиях русского языка с помощью LEGO можно составлять звуко– буквенный анализ, схема предложений, при ответе на устные вопросы. Допустим, на доске записаны ряд слов с пропущенными орфограммами, например, с безударными «а» и «о». Красный кирпичик LEGO – означает «а», синий - «о». Выложите в правильном порядке кубики в цепочку. (п.12.1 ФГОС)

При интеграции занятий технология и развитие речи, одной из очень важных задач начальной школы - создание собственных проектов, создавая естественную для ребенка ситуацию, в которой у него будет возможность говорить, делая что-то. Говорить не о чем-то абстрактном - это ребенку трудно - а о том, в чем он участвует, о том, что создает своими руками. И материал, из которого ребёнок может своими руками вместе с друзьями строить модель мира, является очень важной частью образовательной среды. (п.12.6 ФГОС)

Работа с этим конструктором дарит возможность создавать яркие "умные" модели, наделять их интеллектом, освоить базовые принципы программирования на ПК, научиться работать с моторами и сенсорами. Человек, который способен конструктивно мыслить, быстро решать логические задачи, наиболее приспособлен к жизни, так как быстро находит выход из затруднительных ситуаций, принимает рациональное решение.

Новый уровень развития образовательной программы - «обучение в игре»:

ФГОС НОО должны давать ученикам возможность не только приобретать знания, но и применять их при этом работая в группах, решая коллективно задачи. Такое образование мотивирует учеников, так как, общаясь и в то же время, работая над какой-либо задачей со сверстниками, они могут находить ответы на вопросы любой сложности. Новые технологии, электронные приспособления, виртуальное общение - все это на сегодняшний день дает возможность углублять и расширять методы обучения, прокладывая тем самым новый прочный путь к получению и применению знаний.

Преемственность и развитие реализуются в требованиях к результатам освоения основных образовательных программ. Этот компонент стандарта мы считаем ведущим и системообразующим. Формируя эту составляющую, разработчики проекта руководствовались тем, что новые образовательные стандарты — это переход от освоения обязательного минимума содержания образования к достижению индивидуального максимума результатов. Сформированные как социальный заказ цели образования трансформируются в требования к результатам, а после их конкретизации и операционализации — в планируемые результаты.

Предметом итоговой оценки освоения обучающимися ООП начального общего образования должно быть достижение предметных и мерапредметных результатов освоения ООП начального общего образования, необходимых для продолжения образования.

Деятельность выступает как внешнее условие развития у ребенка познавательных процессов. Для того чтобы ребенок развивался, необходимо организовать его деятельность. Значит, образовательная задача состоит в организации условий, провоцирующих детское действие.  

Такую стратегию обучения легко реализовать с образовательной средой LEGO, которая объединяет в себе специально скомпонованные для занятий в группе комплекты, тщательно продуманные системы заданий.

Что подтверждается словами академика П. Капица: «Самое важное и трудное в организации науки – это создание  условий для творчески одаренной молодежи, при которых ее талант мог бы быстро развернуться в полной мере».

Специфика обучения учеников начальной школы состоит в том, что учитель является лишь связующим звеном между всеми предметами и активными помощниками в этом являются образовательные решения ЛЕГО, т.к. они помогают в освоении не только учебных предметов, но и могут быть использованы  при работе с одаренными учащимися в организации проектно-исследовательской деятельности, в игровых моментах на переменах, ГПД. Что позволяет развивать и преумножать полученные знания в действии.

Таким образом, межпредметность - это современный принцип  обучения, который влияет на отбор и структуру учебного материала  целого ряда предметов. Усиливая системность знаний учащихся, с помощью образовательных решений Лего, позволяет формировать мотивацию школьников к познанию окружающего мира, что отвечает требованиям Федерального государственного образовательного стандарта общего образования и активизирует  на применение комплексных  форм организации обучения, обеспечивая единство учебно-воспитательного процесса.

Учебно-методические документы:

учебный план, учебно-тематический план, учебная программа.

«Конструирование и программирование на базе

образовательного конструктора ПервоРобот LEGO WeDo»

Автор-составитель:

Алисейко Наталья Николаевна

Методист, учитель информатики и ИКТ

Москва, 2015

 УЧЕБНЫЙ ПЛАН

«Конструирование и программирование на базе

образовательного конструктора ПервоРобот LEGO WeDo»

(72 часа)

Цель: овладение слушателями алгоритмом введения ФГОС НОО, методическим инструментарием образовательного конструктора LEGO EDUCATION для разработки и реализации ООП в соответствии с ФГОС НОО на основе системно-деятельностного, компетентностного подхода.

Предлагаемый курс – это интегрированный курс, в котором помимо информационных технологий задействованы:

• естественным наукам,
• технологии,
• математике
• развитию речи.

Категория слушателей: для педагогических работников

Срок обучения: 72 учебных часа

Форма обучения: дистанционная

УЧЕБНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

«Конструирование и программирование на базе

образовательного конструктора ПервоРобот LEGO WeDo»

(72 часа)

Цель: овладение слушателями алгоритмом введения ФГОС НОО, методическим инструментарием образовательного конструктора LEGO для разработки и реализации ООП в соответствии с ФГОС НОО на основе системно-деятельностного, компетентностного подхода.

ПервоРобот WeDo предоставляет учителям средства для достижения целого комплекса образовательных целей:

• Развитие словарного запаса и навыков общения при объяснении работы модели.
• Установление причинно-следственных связей.
• Анализ результатов и поиск новых решений.
• Коллективная выработка идей, упорство при реализации некоторых из них.
• Экспериментальное исследование, оценка (измерение) влияния отдельных факторов.
• Проведение систематических наблюдений и измерений.
• Использование таблиц для отображения и анализа данных.
• Построение трехмерных моделей по двухмерным чертежам.
• Логическое мышление и программирование заданного поведения модели.
• Написание и воспроизведение сценария с использованием модели для наглядности и драматургического эффекта.

Предлагаемый курс – это интегрированный курс, в котором помимо информационных технологий задействованы:

• естественным наукам,
• технологии,
• математике
• развитию речи.

Категория слушателей: для педагогических работников

Срок обучения: 72 учебных часа

Форма обучения: дистанционная

УЧЕБНАЯ  ПРОГРАММА

Пояснительная записка

        Программа «Конструирование и программирование на базе образовательного конструктора ПервоРобот LEGO WeDo» (72 часа), ориентированная на повышение квалификации учителей-профессионалов образовательных учреждений и методического сопровождения введения нового Стандарта (ФГОС НОО).

Цель программы: овладение слушателями алгоритмом введения ФГОС второго поколения, методическим инструментарием для разработки и реализации ООП НОО в соответствии с ФГОС второго поколения на основе компетентностного подхода. Предоставление  возможности учителям организовывать высокомотивированную учебную деятельность по пространственному конструированию, отработать систему межпредметного взаимодействия и межпредметных связей.

Программа направлена на решение ряда задач, в том числе:

1. возможность создания занятий более интересных и веселых;
2. понимания методики преподавания ПервоРобот LEGO WeDo, и того, как с ее помощью можно повысить успеваемость учащихся;
3. доступа к эффектифным инструментам преподавания;
4. средств, для более полного использования ресурсов;
5. освоение учебных материалов, адаптированных к своим методикам преподавания.

Особенностью данной целевой программы является получение и применение практического опыта и информации о способах оптимизации использования образовательных ресурсов LEGO в классе в соответствии с ФГОС второго поколения.

В качестве формы промежуточной аттестации предусмторены тесты.

Форма итогового контроля – защита проекта (практико-ориентированная работа).

Образовательные конструкторы LEGO и программное обеспечение к нему предоставляет прекрасную возможность учиться ребенку на собственном опыте. Такие знания вызывают у детей желание двигаться по пути открытий и исследований, а любой признанный и оцененный успех добавляет уверенности в себе. Обучение происходит особенно успешно, когда ребенок вовлечен в процесс создания значимого и осмысленного продукта, который представляет для него интерес.

Интегрирование различных школьных предметов в учебном курсе образовательного конструктора LEGO открывает новые возможности учителям для реализации новых образовательных концепций, овладения новыми навыками и расширения круга интересов учащихся.

СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ

1. Концептуальные основы введения ФГОС 

1. Лекция (4ч.): Конструктор ЛЕГО WeDo как эффективное средство достижения целевых установок ФГОС НОО

Получение и применение практического опыта и информации о способах оптимизации использования образовательных ресурсов LEGO для разработки и реализации ООП в соответствии с ФГОС второго поколения на основе системно-деятельностного, компетентностного подхода.

2. Лекция (4ч.): Состав конструкторов LEGO

LEGO Education предлагает уникальные решения для педагогов-профессионалов, которые хотят привнести инновации и творчество в ежедневную школьную практику. Знакомство с образовательными конструкторами LEGO:

• Развивающие конструкторы
• Образовательные конструкторы
• Робототехника

3. Лекция (4ч.): Программное обеспечение конструктора  ЛЕГО WeDo

Знакомство с принципами создания и программирования LEGO-моделей.

Проектирование содержания основной образовательной программы начального общего образования на базе образовательного конструктора LEGO

Образовательные конструкторы LEGO

Набор Машины и механизмы. Технология и физика

Наборы, относящиеся к этой тематике, предназначены для изучения основных законов механики и простейших механизмов, позволяют детям лучше понять, как работают простые и сложные механизмы, которые их окружают в повседневной жизни: зубчатые колеса, колеса на осях, рычаги и шкивы, и исследовать их. Учащиеся будут собирать, исследовать и испытывать модели различных реальных механизмов, адаптировать их для решения поставленных задач и придумывать новые пути решения.

4. Лекция (4ч.):  Инерционная машина ЛЕГО

Изучение маховика как механизма регулировки скорости (повышающая передача) и средства обеспечения безопасности. Исследование маховика как аккумулятора энергии. Использование зубчатых колес для повышения скорости.

5. Лекция (4ч.): Буер

Исследование зависимости эффективности использования энергии ветра от формы, площади и угла наклона паруса. Поиск механизмов для эффективного использования энергии в транспортных средствах. Разработка и создание наиболее эффективного транспортного средства, использующего энергию ветра, способного

двигаться в любом направлении.

Робототехника. Конструирование и программирование на базе конструктора ПервоРобот LEGO Education WeDo

Комплект LEGO Education WeDo включает 12 заданий, которые разбиты на четыре раздела, по три задания в каждом. В каждом разделе учащиеся занимаются технологией, сборкой и программированием, а также упражняются во всех четырех предметных областях. Однако каждый раздел имеет свою основную предметную область, на которой фокусируется деятельность учащихся.

Забавные механизмы

В разделе «Забавные механизмы» основной предметной областью является физика. На занятии «Танцующие птицы» происходит знакомство с ременными передачами, экспериментирование со шкивами разных размеров, прямыми и перекрёстными ременными передачами. На занятии «Умная вертушка» исследуется влияние размеров зубчатых колёс на вращение волчка. Занятие «Обезьянка-барабанщица» посвящено изучению принципа действия рычагов и кулачков, а также знакомству с основными видами движения.

6.  Лекция (4ч.): «Умная вертушка»

Построить модель механического устройства для запуска волчка и запрограммировать его таким образом, чтобы волчок освобождался после запуска, а мотор при этом отключался.

7. Лекция (4ч.): «Танцующие птицы»

Сконструировать двух механических птиц, которые способны издавать звуки и танцевать. Запрограммировать их поведение. В модели используется система ременных передач.

8. Лекция (4ч.): «Обезьянка-барабанщица»

Постройте модель механической обезьянки с руками, которые поднимаются и опускаются, барабаня по поверхности и отбивая разные ритмы.

Звери

В разделе «Звери» основной предметной областью является технология, понимание того, что система должна реагировать на свое окружение. На занятии «Голодный аллигатор» программируют аллигатора, чтобы он закрывал пасть, когда датчик расстояния обнаруживает в ней «пищу». На занятии «Рычащий лев» программируют льва, чтобы он сначала садился, затем ложился и рычал, учуяв косточку.

9.  Лекция (4ч.): «Голодный аллигатор»

Сконструировать и запрограммировать механического аллигатора, который мог бы открывать и захлопывать свою пасть и одновременно издавать различные звуки.

10. Лекция (4ч.): «Рычащий лев»

Построить модель механического льва и запрограммировать его, чтобы он издавал звуки (рычал), поднимался и опускался на передних лапах, как будто он садится и ложится.

Футбол

Раздел Футбол сфокусирован на математике. На занятии «Нападающий» измеряют расстояние, на которое улетает бумажный мячик. На занятии «Вратарь» ученики подсчитывают количество голов, промахов и отбитых мячей, создают программу автоматического ведения счета.

11. Лекция (4ч.): «Нападающий»

Сконструировать и запрограммировать механического футболиста, который будет бить ногой по бумажному мячу.

12. Лекция (4ч.): «Вратарь»

Сконструировать и запрограммировать механического вратаря, который был бы способен перемещаться вправо и влево, чтобы отбить бумажный шарик.

13. Лекция (4ч.): «Ликующие болельщики»

Сконструировать и запрограммировать механических футбольных болельщиков, которые будут издавать приветственные возгласы, и подпрыгивать на месте.

Приключения

Раздел «Приключения» сфокусирован на развитии речи, модель используется для драматургического эффекта. На занятии «Спасение самолёта» осваиваются важнейшие вопросы любого интервью Кто?, Что?, Где?, Почему?, Как? и описывают приключения пилота – фигурки Макса.

14. Лекция (4ч.): «Спасение самолёта»

Построить и запрограммировать модель самолета, скорость вращения пропеллера которого зависит от того, поднят или опущен нос самолета.

15.  Лекция (4ч.): «Непотопляемый парусник»

Сконструировать и запрограммировать модель парусника, которая способна покачиваться вперёд и назад, как будто она плывёт по волнам, что будет сопровождаться соответствующими звуками.

Конструктор Перворобот NXT 9797

Mindstorms nxt - настоящий интеллектуальный робот из конструктора lego, обладающий безграничными возможностями! Сердце lego Mindstorms - это компьютерный контроллер nxt с широким кругом периферийного оборудования, включающего в себя Bluetooth-модуль для возможности управления роботом в реальном времени. Конструктор призван удивлять, увлекать и побуждать учеников к действию.

LEGO® MINDSTORMS® Education – новое поколение образовательной робототехники, позволяющей изучать естественные науки и технологии в процессе увлекательных и практических занятий.

16. Лекция (4ч.): «Движение вдоль сторон квадрата» 

Изучение важнейшей конструкции любого языка программирования - цикла. Создание робота, который будет способен двигаться вдоль сторон квадрата. В качестве дополнительного задания - запрограммировать робота на движение вдоль сторон и других правильных многоугольников.

Итоговый контроль

17. Разработка проекта (4ч.): Фиксация результата. Разработка урока с применением образовательного конструктора LEGO
18. Разработка проекта (4ч.): Интеграция с уроками: окружающего мира, математики, развития речи.

Предметом итоговой оценки является достижение предметных и метапредметных результатов, необходимых для дальнейшего продолжения образования. При итоговом оценивании учитывается сформированность умений выполнения индивидуальных проектов.

Список рекомендуемой литературы

Законодательные и нормативные документы

1.  Внеурочная деятельность школьников. Методический конструктор: пособие для учителя / Д.В. Григорьев, П.В. Степанов. – М.: Просвещение, 2010.
2. Закон Российской Федерации «Об образовании» (с учетом изменений и дополнений, внесенных Федеральными законами, последние изменения внесены Федеральным законом Российской Федерации от 21 июля 2005 года № 100–ФЗ)
3.  Как проектировать универсальные учебные действия в начальной школе. От действия к мысли: пособие для учителя / (А.Г. Асмолов, Г.В. Бурменская, И.А. Володарская и др.); под ред. А.Г. Асмолова. – 2-е изд. – М.: Просвещение, 2010……

Общий список литературы

1. Аникеева Н.П. Воспитание игрой: кн. для учителя / Н.П. Аникеева. – М.: Просвещение, 1987.
2. Асмолов А.Г. Психология личности. Культурно-историческое понимание развития человека. – М.: Смысл, 2007.
3. Аспекты  модернизации российской школы: научно-методические рекомендации к широкомасштабному эксперименту по обновлению содержания и структуры общего среднего образования. – М.: ГУ ВШЭ, 2001……

Литература

1. Индустрия развлечений: ПервоРобот. Книга для учителя и сборник проектов. int.
2. Автоматизированные устройства: ПервоРобот. Книга для учителя. int.
3. MindStorms  for schools. Educational division.
4. Наука. Энциклопедия. – М., «РОСМЭН», 2001. – 125 с.
5. Энциклопедический словарь юного техника. – М., «Педагогика», 1988.
6.  www.school.edu.ru/int
7. http://www.int-edu.ru
8. CD ПервоРобот/RoboLab 2.5.4. Руководство пользователя. Int
9. CD ПервоРобот/RoboLab 2.5.4. Программное обеспечение. Int