Евгения Соболева
Обучение старших дошкольников робототехнике с помощью STEM-технологии, как средство формирования технического творчества
Пояснительная записка
Современное общество живет в мире постоянного умножения потока информации, которая каждые несколько лет удваивается. Точно ориентироваться, а не утонуть в этом информационном море, человеку помогает решать практические задачи компьютер. «Завтра» наших детей – это информационное общество. А самое главное для эффективного применения компьютера – это развитое логическое, алгоритмическое и системное мышление.
Публикация «Обучение старших дошкольников робототехнике с помощью STEM-технологии, как средство формирования технического творчества» размещена в разделах
Одной из задач ФГОС дошкольного образования является, воспитание детей, с рождения сталкивающихся с непрерывно изменяющимся миром и способных ориентироваться в мире современных технологий. Нужно понимать, чтобы существовать в этом мире долго и успешно и что произойдёт в следующую минуту. А поняв это, нужно предпринимать действия, которые приведут к нужной цели.
Что же такое STEM образование в ДОУ? Это комплексное обучение, которое включает в себя одновременное исследование базовых принципов точных наук: естественные науки, технология, инженерное искусство, творчество, математика. Дети учатся видеть взаимосвязь происходящих событий, лучше начинают понимать принципы логики и в процессе создания собственных моделей открывают для себя что-то новое и оригинальное. Комплексный подход способствует развитию их любознательности и вовлечению в образовательный процесс.
Внедрение STEM образования в ДОУ помогает детям научиться быстро, ориентироваться в потоке информации и реализовывать полученные знания на практике. Дошкольники приобретают дополнительные практические навыки и умения, которые достаточно востребованы в современной жизни. Увлекательные занятия в виде игр позволяют раскрыть творческий потенциал ребенка.
Преимущества STEM технологий :
- Интегрированное обучение по темам, а не по предметам.
- Применение научно-технических знаний в реальной жизни.
- Развитие навыков критического мышления и разрешения проблем.
- Формирование уверенности в своих силах.
- Активная коммуникация и командная работа.
- Развитие интереса к техническим дисциплинам.
- Креативные и инновационные подходы к проектам.
- Развитие мотивации к техническому творчеству через детские виды деятельности с учётом возрастных и индивидуальных особенностей каждого ребёнка.
- Ранняя профессиональная ориентация.
- Подготовка детей к технологическим инновациям жизни.
Актуальность. Проект дает возможность каждому ребенку в форме познавательной деятельности раскрыть практическую целесообразность конструирования, развить необходимые в дальнейшей жизни приобретенные умения и навыки. Педагогическая целесообразность обусловлена развитием конструкторских способностей детей через практическое мастерство.
Проблема развития способности составления алгоритмов у детей старшего дошкольного возраста, на сегодняшний день - это одна из наименее разработанных методических проблем дошкольной педагогики.
Важной отличительной особенностью дошкольного возраста является то, что ребенок познает впервые и его собственный опыт очень незначителен. Овладение на первых ступенях
развития простейшими алгоритмами, как обобщенными способами действий является необходимым условием успешного освоения любой деятельности. Психологи и педагоги указывают на необходимость освоения детьми определенного алгоритма действий, так как всякая деятельность требует сначала определенных технических умений и навыков, только после освоения которых, и можно достичь результата.
Новизной проекта является техническая направленность развития детей через использование более современных средств обучения. Дети старшего дошкольного возраста познакомятся с удивительным миром роботов и разберутся в основах новой прикладной науки - робототехники. Они научатся программировать автоматическое устройство, очень похожее на настоящего робота.
Одними из средств, способствующим развитию умений планировать этапы и время своей деятельности, являются, мини-робот Bee-Bot «Умная пчела», STEM - набор «Робомышь», используя которые, дети учатся:
• составлять программу – план будущей деятельности;
• разбивать одну большую задачу на подзадачи;
• осваивать, что такое последовательные действия;
• оценивать, корректировать свою деятельность и работу команды. Работая в команде, в паре дошкольники учатся общаться, договариваться.
Цель проекта: создание условий внедрения работы с детьми старшего дошкольного возраста по STEM-технологии.
Задачи проекта:
Обучающие :
1. Изучить основы алгоритмики и программирования на примере образовательного робототехнического учебно-игрового пособия мини-робота Bee-Bot «Умная пчела», STEM-набор «Робомышь».
2. Разработать образовательную сессию «Bee-Bot «Умная пчела» и Робомышки : алгоритмика и программирование» для старших дошкольников.
3. Научить детей работать с интерактивными оборудованиями мини-робота Bee-Bot «Умная пчела», «Робомышь» и правильно программировать их.
Развивающие:
1. Развивать навыки и умения работы с интерактивными оборудованиями.
2. Совершенствовать умение ориентироваться в пространстве и на плоскости.
Воспитывающие:
1. Воспитывать самостоятельно анализировать полученные результаты.
2. Прививать навыки усидчивости, аккуратности.
3. Научить детей договариваться между собой и работать в команде.
Сроки реализации проекта: январь 2021г – май 2022г.
Участники проекта: педагоги, дети старшего дошкольного возраста 5-7 лет, родители.
Материально-техническое обеспечение : наборы мини-робот Bee-Bot «Умная пчела», «STEM – «Робомышь»».
Основные принципы реализации проекта:
1. От простого к сложному.
2. Учет возрастных особенностей.
Оборудование:
Состав набора мини-робот Bee-Bot «Умная пчела» : модуль программируемый – 6 шт.
Описание набора мини-робот Bee-Bot «Умная пчела» :
Создавая программы для робота, выполняя игровые задания, ребенок учится ориентиро-ваться в окружающем его пространстве. Передвижения робота на плоскости позволят ребенку в игровой увлекательной форме понять пространственные отношения, уяснить понятия «посереди-не» и «между», «направо – налево» («справа – слева»).
Модуль программируемый:
обеспечивает возможность ввода 6-ти различных программных команд;
имеет встроенную память для запоминания 40 программных команд;
обеспечивает возможность перемещения на расстояние 150 мм при выполнении одной команды на линейное перемещение;
обеспечивает возможность левого/правого поворота на угол 90° при выполнении одной команды на линейное перемещение;
имеет встроенную аккумуляторную батарею, перезаряжаемую через USB-порт компьютера;
имеет световую индикацию и звуковую сигнализацию для подтверждения ввода и выполнения команд;
имеет функцию перехода в «спящий» режим;
имеет функцию остановки выполнения программы;
имеет функцию очистки памяти.
Состав набора «STEM-набор «Робомышь» :
-1 «Робомышь»;
-1 кусочек сыра;
-16 пластмассовых плиток зеленого цвета для создания игрового поля;
-22 перегородки для формирования лабиринта;
-30 карточек с направлениями движения;
-10 карт-инструкций и изображением схем лабиринтов;
-3 арки-туннеля.
Описание STEM – набора «Робомышь» : робот - мышка с кнопками управления: вперед, назад, влево, вправо; зеленая круглая кнопка – начало программы, желтая кнопка стирает ранее набранную программу, красная круглая кнопка – спец. движения (может быть звук, шаг назад -вперед или светящиеся глаза).
С помощью этих кнопок задается программа, алгоритм движения мыши.
Комплект - наборы мини-робот Bee-Bot «Умная пчела» и «Робомышь» соответствуют ФГОС ДО, они эстетичны, безопасны для детей, создают условия как для совместной деятельности взрослого и детей, так и самостоятельной игровой, продуктивной и познавательно-исследовательской деятельности детей.
Занятия позволяют заинтересовать и увлечь детей такими областями как: науки, технология, инженерия и математика с юных лет.
Дети поэтапно знакомятся с техническим творчеством : от элементарного конструирования постепенно переходят к алгоритмике, а только потом к программированию.
Как многие, наверняка, помнят из уроков информатики, алгоритм - это основа основ любой компьютерной программы. Алгоритмизация - это процесс построения алгоритма (последовательности действий) для решения задачи.
Зачем это детям? Польза для детского развития обучению алгоритмизации :
• умение планировать этапы и время своей деятельности;
• умение разбивать одну большую задачу на подзадачи;
• мотивация к глубинному пониманию современных "гаджетов";
• навыки рассуждения и коммуникации;
• становление самостоятельности и целенаправленности собственных действий.
Наборы Bee-Bot «Умная пчела» и «Робомышь» помогают детям дошкольникам :
развивать речь;
улучшать математические навыки;
умение ориентироваться в пространстве.
На начальном этапе реализации проекта дети легко будут ориентироваться в пространстве, сумеют создавать линейные алгоритмы и программировать мышь.
Зачем ребенку алгоритмическое мышление?
Алгоритмическая грамотность необходима детям с дошкольного возраста. Чтобы малышу решить практическую задачу и получить ответ, необходимо выполнить ряд действий. Если дети учатся этому в дошкольном возрасте, то когда они придут в школу, им будет обучение даваться гораздо легче, чем другим.
Такие ученые, как В. В. Давыдов, Д. Б. Эльконин, анализируя проблему сформированности учебной деятельности, пришли к выводу, что ребенок готов к обучению, когда он умеет принимать и удерживать цель предстоящей деятельности, планировать последовательность
действий, выбирать средства для ее выполнения, осуществлять контроль и самоконтроль своей деятельности.
Метод алгоритмов представляет собой определё нную последовательность действий: зная
существенный признак понятия, ребёнок выделяет свойства рассматриваемого предмета и сопоставляет их с существенным признаком понятия, а затем делает вывод о том, относится анализируемый предмет к данному понятию или нет. Сначала сопоставление признаков происходит под руководством педагога. Затем ребёнок сам, сопоставляя признаки, рассуждает мысленно, «про себя». Постепенно усваивая последовательность действий, отражаемых во
внешней, а затем внутренней речи, ребёнок овладевает способом подведения под изучаемое понятие любого предмета, свойства и явления. Развёрнутое суждение по схеме производимых действий постепенно переходит сначала в план краткой речи «про себя», а затем в план умственного действия. Овладев способом действия и рассуждениями, ребёнок сможет решить любую новую задачу самостоятельно.
Этап построения системы развития алгоритмического мышления ребенка, целиком и полностью построен на преобладании заданий, направленных на активизацию и развитие наглядно-образного (визуального мышления) через непосредственную предметную деятельность с использованием специальных схем, пиктограмм, полей, работа с командами, составление графического алгоритма, решение задач различных типов и т. д.
Подготовительную работу по формированию алгоритмических умений начинаем с выполнения игровых действий с детьми младшего дошкольного возраста по условному знаку - стрелке, показывающей направление движения в пространстве; порядок расположения предметов, геометрических фигур. В этом возрасте дошкольники применяют простой линейный алгоритм.
Далее с учетом возраста, усложняются виды алгоритмов.
Этапы реализации проекта:
1 этап (подготовительный)
Изучение возможностей внедрения современных конструкторов в образовательный процесс, как первую ступень робототехники.
Анализ условий для занятий с интерактивной игрушкой.
Изучение литературы по данной теме, в том числе и интернет ресурсов.
Организация материально-технического обеспечения.
2 этап (практический)
Знакомство детей с игровым интерактивным набором «Робомышь».
Проведение занятий по созданию лабиринтов для «Робомыши».
Обыгрывание игр по предложенным детьми сюжетам.
3 этап (заключительный)
Мастер - классы для воспитателей.
Создание видеороликов для показа родителям на тематическом собрании «STEM-технологии в детском саду».
Формы и методы организации образовательного процесса.
Форма проведения занятий : кружковая, подгрупповая.
Теоретическая часть: игра, рассказ воспитателя, беседа с детьми, рассказы детей, показ педагогом способа действия. Практическая часть: в ходе, которой дети под контролем воспитателя самостоятельно выполняют работу. При организации работы необходимо постараться соединить игру, труд и обучение, что поможет обеспечить единство решения познавательных, практических и игровых задач. Игровые приемы, загадки, считалки, скороговорки, тематические вопросы также помогают при творческой работе.
Виды занятий: совместная образовательная деятельность.
Программирование по образцу.
Задания даются в форме – «Сделай как я». В основе лежит подражательная деятельность.
Программирование по модели.
Это усложненная разновидность конструирования по образцу.
Программирование по схемам и чертежам.
Развивается зрительное восприятие, наглядно-образное мышление.
Программирование по замыслу.
Данная форма позволяет творчески и самостоятельно использовать полученные знания.
Программирование по теме.
Идет создание лабиринтов по заданной теме, актуализация и закрепление знаний и умений.
Результаты реализации проекта.
1. Дети освоили навыки работы с «Робомышью». Познакомились с вид интерактивного оборудования.
2. Научились понимать, что такое алгоритм, программа, цикл, язык программирования.
3. У детей сформированы конструкторские умения и навыки.
4. Сформированы предпосылки к учебной деятельности.
5. Дети научились быстро ориентироваться в пространстве, правильно работать
со схемой, автоматизируется счет в пределах 20.
6. Дети стали хорошо ориентироваться на плоскости и в пространстве.
7. Сформированы коммуникативные навыки: дети легче идут друг с другом на контакт, научились договариваться между собой, решают конфликты мирным путем.
