Инновационный педагогический проект «Использование Лего-технологий во внеурочной деятельности младших школьников в рамках ФГОС»

Инновационный педагогический проект
«Использование Лего-технологий во внеурочной деятельности младших школьников в рамках ФГОС»

Ни для кого не секрет, что XXI век – это век компьютерных технологий и цифрового оборудования. Компьютерная техника проникает практически во все сферы человеческой деятельности, в том числе и в образование. В настоящее время в каждой школе есть компьютерные классы, во многих школах - электронные микроскопы и лего - конструкторы. В связи с этим все большее распространение получает такое направление деятельности учащихся, как лего-конструирование.
Для меня всегда привлекательны были нетрадиционные формы обучения и воспитания, позволяющие наиболее полно проявить себя как учителя, выявить и развить индивидуальные способности учащихся. Чтобы найти наилучший путь для решения поставленной ФГОС задачи, оптимальным средством я посчитала работу с лего технологиями на внеурочных занятиях и выбрала ее как одно из средств развития логического мышления младших школьников.
Инновационная деятельность направлена на выявление наиболее эффективного пути развития логического мышления младших школьников.
В 1 классе провела первичную диагностику (Приложение №1). Целью проведения данной диагностики было выявление уровня логического мышления у учащихся.
Проанализировав результаты диагностики, можно сказать, что уровень развития логического мышления в классе в целом средний т. е. логика присутствует, но имеет смысл ее развивать.
Проблема определила цель работы: найти наиболее эффективный способ развития логического мышления у учащихся на начальном этапе обучения.
Вторая диагностика проведена в конце 2 класса (Приложение №2). Сравнение результатов диагностики (Приложение №3).
Задачи проекта:
Стимулировать мотивацию учащихся к получению знаний, помогать формировать творческую личность ребенка.
Способствовать развитию интереса к технике, конструированию, программированию, высоким технологиям.
Способствовать развитию конструкторских, инженерных и вычислительных навыков.
Развивать мелкую моторику.
Способствовать формированию умения достаточно самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования моделей.
ЛЕГО – это совершенно новые технологии в образовании. Применение мною конструкторов ЛЕГО в урочной и внеурочной деятельности в школе позволяет существенно повысить мотивацию учащихся, организовать их творческую и исследовательскую работу. А также позволяет моим ученикам в форме познавательной игры узнать многие важные идеи и развивать необходимые в дальнейшей жизни навыки.
Лего – это игровой феномен от латинского слова LEGO – собирать, конструировать. В середине прошлого века появился первый конструктор «Лего», в свою очередь, произведя революцию и положив начало в развитии конструкторов. Отличительной чертой Лего от других строительных комплектов послужило то, что Лего предложил скрепляющиеся между собой детали, которые в ходе постройки оставались крепкими и сбалансированными. Именно оригинальность Лего конструкторов оценили по достоинству дети всей планеты.
ЛЕГО технологии обеспечивают дополнительные возможности обучения, предлагая оптимальные проблемы и ресурсы для детей. Ресурсы ЛЕГО позволяют педагогам создавать благоприятную обучающую среду, и каждый вид деятельности проводит детей через структурированный процесс обучения. ЛЕГО позволяет учить детей быть любопытными по отношению к явлениям вокруг них, то есть учить тому, как решить проблему и где искать решения и находить ответы.
Образовательная система ЛЕГО предлагает такие методики и такие решения, которые помогают становиться творчески мыслящими, обучают работе в команде.
Практическая значимость работы в том, что предлагаемые в ней материалы могут быть использованы учителями для развития логического мышления младших школьников при изучении различных дисциплин вне зависимости от образовательной системы.
Содержание деятельности
Название компании Лего, было придумано Кирком Кристиансеном наоснове датской фразы leg godt ("играй с удовольствием").
В образовательной деятельности учащихся поддержкой в развитии интеллектуальных способностей является использование именно лего-технологий. Все школьные наборы лего предназначены для групповой работы. Таким образом, учащиеся одновременно приобретают и навыки сотрудничества, и умение справляться с индивидуальными заданиями, составляющими часть общей задачи. Конструируя и добиваясь того, чтобы созданные модели работали, испытывая полученные конструкции, учащиеся получают возможность учиться на собственном опыте.
Разнообразие конструкторов Лего позволяет заниматься с учащимися разного возраста и по разным направлениям:
1. конструирование;
2. программирование;
3. моделирование физических процессов и явлений.
Ресурсы реализации проекта
Для реализации данного проекта используется класс, оснащенный компьютерами, комплекты: lego education 9580
Участники проекта
Участниками проекта являются учащиеся 1-4 классов общеобразовательных школ.
Основные принципы проекта
Индивидуальное обучение
Одним из важнейших элементов внеурочной деятельности является возможность овладевать знаниями с индивидуальной скоростью и в индивидуальном объёме, что предполагает отдельную работу с каждым учащимся. Поэтому каждое занятие делится на лекционную часть, на которой тема изучается всей группой, и на практическую часть, т.е. индивидуальную, на которой теоретические знания проверяются на практике. Для физической и моральной разгрузки детей, а также в качестве поощрения в каникулы и праздничные дни проводятся игровые занятия, соревнования.
Обучение в активной деятельности
Все темы проекта учащиеся изучают на практике, конструируя и программируя различные модели.
Преемственность
Проект построен так, что каждая новая тема логически связана с предыдущей, то есть при изучении новой темы используются все знания и навыки, полученные на предыдущих этапах обучения.
Доступность
Проект построен так, что каждый ребенок может легко освоить и приобрести знания и по математике и по программированию, поэтому проект доступен для детей любого возраста.
Успешность
Проект дает учащимся возможность найти свое собственное решение проблемы. Благодаря этому учащиеся испытывают удовольствие достижения цели.
«Шаг за шагом»
Задания разной трудности учащиеся осваивают поэтапно. Принцип обучения «шаг за шагом», являющийся ключевым для «Лего», обеспечивает учащемуся возможность работать в собственном темпе.
Наглядность обучения
Начинать знакомство с лего-конструкторами можно в любом возрасте, т.к. это является не только современным техническим средством, но и мощным дидактическим инструментом для развития способностей ребенка.
Обучение через игру
Лего - конструирование способствует обучению и развитию детей через игру. Именно игровой момент в лего-конструировании помогает детям принимать нестандартные решения, учиться логически мыслить.
Срок реализации проекта 4 года - 1 раз в неделю по 1 часу.
Распределение учебного материала.
Год обучения Продолжительность занятий Периодичность в неделю Количество часов в неделю Количество часов в год
(34 недели)
1-4 год обучения 1 часа 1 раз 1 часов 136 часов
В 3 классе проект рассчитан на 1 час в неделю, всего 34 часа в год.
На уроках использую Конструктор ПервоРобот LEGO® WeDo 9580. Используя этот конструктор, ученики строят Лего-модели, подключают их к ЛЕГО- коммутатору и управляют ими посредством компьютерных программ. В набор входят 158 элементов, включая USB ЛЕГО-коммутатор, мотор, датчик наклона и датчик расстояния, позволяющие сделать модель более маневренной и «умной». Программное обеспечение конструктора WeDoTM предназначено для создания программ путём перетаскивания Блоков из Палитры на Рабочее поле и их встраивания в цепочку программы. Для управления моторами, датчиками наклона и расстояния, предусмотрены соответствующие Блоки. Кроме них имеются и Блоки для управления клавиатурой и дисплеем компьютера, микрофоном и громкоговорителем. Программное обеспечение автоматически обнаруживает каждый мотор или датчик, подключенный к портам LEGO®-коммутатора. В разделе «Первые шаги» программного обеспечения WeDo можно ознакомиться с принципами создания и программирования LEGO-моделей.
Содержание проекта
1. Забавные механизмы ( 8 ч.)
В разделе «Забавные механизмы» основной предметной областью является физика. На занятии «Танцующие птицы» учащиеся знакомятся с ременными передачами, экспериментируют со шкивами разных размеров, прямыми и перекрёстными ременными передачами. На занятии «Умная вертушка» ученики исследуют влияние размеров зубчатых колёс на вращение волчка. Занятие «Обезьянка-барабанщица» посвящено изучению принципа действия рычагов и кулачков, а также знакомству с основными видами движения. Учащиеся изменяют количество и положение кулачков, используя их для передачи усилия, тем самым заставляя руки обезьянки барабанить по поверхности с разной скоростью.
2. Звери (6 ч.)
В разделе «Звери» основной предметной областью является технология, понимание того, что система должна реагировать на свое окружение. На занятии «Голодный аллигатор» учащиеся программируют аллигатора, чтобы он закрывал пасть, когда датчик расстояния обнаруживает в ней «пищу». На занятии «Рычащий лев» ученики программируют льва, чтобы он сначала садился, затем ложился и рычал, учуяв косточку. На занятии «Порхающая птица» создается программа, включающая звук хлопающих крыльев, когда датчик наклона обнаруживает, что хвост птицы поднят или опущен. Кроме того, программа включает звук птичьего щебета, когда птица наклоняется, и датчик расстояния обнаруживает приближение земли.
3. Футбол (9 ч.)
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. На занятии «Ликующие болельщики» ученики используют числа для оценки качественных показателей, чтобы определить наилучший результат в трёх различных категориях.
4. Приключения (11 ч.)
Раздел «Приключения» сфокусирован на развитии речи, модель используется для драматургического эффекта. На занятии «Спасение самолёта» осваивают важнейшие вопросы любого интервью Кто?, Что?, Где?, Почему?, Как? и описывают приключения пилота – фигурки Макса. На занятии «Спасение от великана» ученики исполняют диалоги за Машу и Макса, которые случайно разбудили спящего великана и убежали из леса. На занятии «Непотопляемый парусник» учащиеся последовательно описывают приключения попавшего в шторм Макса.
УЧЕБНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
№ п/п Название раздела Кол-во
часов
1 Забавные механизмы 8
2 Звери 6
3 Футбол 9
4 Приключения 11
Всего 34 В результате обучения учащиеся должны
ЗНАТЬ:
правила безопасной работы;
основные компоненты конструкторов ЛЕГО;
конструктивные особенности различных моделей, сооружений и механизмов;
компьютерную среду, включающую в себя графический язык программирования;
виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе; основные приемы конструирования роботов;
конструктивные особенности различных роботов;
как использовать созданные программы;
самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования роботов (планирование предстоящих действий, самоконтроль, применять полученные знания, приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов, и других объектов и т.д.);
создавать реально действующие модели роботов при помощи специальных элементов по разработанной схеме, по собственному замыслу;
создавать программы на компьютере для различных роботов;
корректировать программы при необходимости;
демонстрировать технические возможности роботов;
УМЕТЬ:
самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования роботов (планирование предстоящих действий, самоконтроль, применять полученные знания, приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов и т.д.);
создавать действующие модели роботов на основе конструктора ЛЕГО;
создавать программы на компьютере;
корректировать программы при необходимости;
Календарно-тематическое планирование
№ п/п Дата Тема Кол-во часов
Введение (2ч.) 1 Правила и приёмы безопасной работы с конструктором. Знакомство с элементами конструктора. 1
2 Изучение среды управления и программирования 1
Забавныемеханизмы (6 ч.) 3 Модель “Танцующие птицы”. Сборка модели. 1
4 Составление программы. Тестирование модели. 1
5 Модель “Умная вертушка”. Сборка модели. 1
6 Составление программы. Тестирование модели. 1
7 Модель “Обезьянка-барабанщица”. Сборка модели. 1
8 Составление программы. Тестирование модели. 1
Звери (6 ч.) 9 Модель “Голодный аллигатор”. Сборка модели. 1
10 Составление программы. Тестирование модели. 1
11 Модель “Рычащий лев”. Сборка модели. 1
12 Составление программы. Тестирование модели. 1
13 Модель “Порхающая птица”. Сборка модели. 1
14 Составление программы. Тестирование модели. 1
Футбол (9 ч.) 15-16 Модель “Нападющий”. Сборка модели. 2
17 Составление программы. Тестирование модели. 1
18-19 Модель “Вратарь”. Сборка модели. 2
20 Составление программы. Тестирование модели. 1
21-22 Модель “Ликующие болельщики”. Сборка модели. 2
23 Составление программы. Тестирование модели. 1
Приключения(11 ч.) 24-25 Модель “Спасение самолёта”. Сборка модели. 2
26 Составление программы. Тестирование модели. 1
27-28 Модель “Спасение от великана”. Сборка модели. 2
29 Составление программы. Тестирование модели. 1
30-31 Модель “Непотопляемый парусник”. Сборка модели. 2
32 Составление программы. Тестирование модели. 1
33 Создание своих моделей 1
34 Выставка моделей. Защита проектов 1
ИТОГО: 34
Проект имеет ряд преимуществ:
- занятия в свободное время;
- обучение организовано на добровольных началах всех сторон (дети, родители, педагоги);
- детям предоставляется возможность удовлетворения своих интересов и сочетания различных направлений и форм занятий
Формы занятий внеурочной деятельности
свободные уроки;
выставки;
соревнования;
кроссворды;
защита проектов.
Предполагаемые результаты и критерии их оценки.
Главным результатом реализации проекта является создание каждым ребенком своего оригинального продукта, а главным критерием оценки ученика является не столько его талантливость, сколько его способность трудиться, способность упорно добиваться достижения нужного результата, ведь овладеть всеми секретами искусства может каждый, по настоящему желающий этого ребенок.
Для успешного продвижения ребёнка в его развитии важна как оценка качества его деятельности на занятии, так и оценка, отражающая его творческие поиски. Оцениваются освоенные предметные знания и умения, а также универсальные учебные действия.
Личностные, метапредметные и предметные результаты освоения курса
Личностными результатами изучения курса «Легоконструирование» в 1-4 классах является формирование следующих умений:
 оценивать жизненные ситуации (поступки, явления, события) с точки зрения собственных ощущений (явления, события), в предложенных ситуациях отмечать конкретные поступки, которые можно оценить как хорошие или плохие;
 называть и объяснять свои чувства и ощущения, объяснять своё отношение к поступкам с позиции общечеловеческих нравственных ценностей;
 самостоятельно и творчески реализовывать собственные замыслы
Метапредметными результатами изучения курса «Легоконструирование» является формирование следующих универсальных учебных действий (УУД):
Познавательные УУД:
 определять, различать и называть детали конструктора,
 конструировать по условиям, заданным взрослым, по образцу, по чертежу, по заданной схеме и самостоятельно строить схему.
 ориентироваться в своей системе знаний: отличать новое от уже известного.
 перерабатывать полученную информацию: делать выводы в результате совместной работы всего класса, сравнивать и группировать предметы и их образы;
Регулятивные УУД:
 уметь работать по предложенным инструкциям. умение излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку
зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем
логических рассуждений.
 определять и формулировать цель деятельности на занятии с помощью учителя;
Коммуникативные УУД:
 уметь работать в паре и в коллективе; уметь рассказывать о постройке.
 уметь работать над проектом в команде, эффективно распределять обязанности.
Ожидаемый результат (учащиеся должны знать и уметь):
1. Знание основных принципов механики.
2. Знание основ программирования в компьютерной среде, моделирования LEGO
3. Умение работать по предложенным инструкциям.
4. Умения творчески подходить к решению задачи.
5. Умения довести решение задачи до работающей модели.
6. Умение излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений.
7. Умение работать над проектом в команде, эффективно распределять обязанности.
Во время занятий необходимо учитывать медицинские рекомендации при работе за компьютером, делать гимнастику для глаз.
Формы подведения итогов: организация выставки лучших работ. Представлений собственных моделей.
Нами был составлен проект и проведён
Движущаяся модель «Голодный аллигатор»
(сборка модели)

Участники проекта – учащиеся 3 класса

Приложение №1
Испытуемым в данной методике необходимо определить формальную правильность того или иного логического умозаключения на основе определенного утверждения (или ряда утверждений). Реальная действительность не играет при этом никакой роли (это немного усложняет тест, поскольку содержание утверждений абсурдно, но логически безупречно). Учитывалось также то, что правильных ответов может вообще не быть или их может быть больше одного. На 12 заданий отводилось 8 минут.
Схема 1. График уровня сформированности логического стиля мышления при первой диагностики

Приложение №2
Схема 2. График уровня развития логического мышления при второй (повторной) диагностике

Учащиеся справились с предоставленными заданиями. При анализе диагностики были получены результаты, не сильно отличающиеся от результатов первой диагностики. У некоторых учащихся уровень развития логического мышления вырос, но у некоторых он уменьшился. В целом по классу результат остался прежним.
Приложение №3
Схема 3. Сравнение результатов диагностики до использования уроков по развитию логического мышления и после их использования

Это произошло из-за того что логическое мышление сразу увеличится не может. Его развитие - это долгий и трудный процесс. Если работать с лего технологиями, то это будет способствовать развитию логического мышления у учащихся.
Приложение №4
Инструкция по безопасности при работе с конструктором ЛегоПредупреждение
В целях безопасности храните мелкие Лего детали в недоступном для детей месте в возрасте до 5 лет и животных (кошек, собак) во избежание несчастных случаев, как проглатывание мелких деталей.
Внимание!
Не оставляйте Лего детали в местах, подверженных действию крайне высоких температур. Высокая температура может повредить Лего детали.
Литература
перечень учебно-методического обеспечения для учителя:
Автоматизированные устройства. ПервоРобот. Книга для учителя, перевод ИНТ, - 134 с., илл.
Индустрия развлечений. ПервоРобот. Книга для учителя и сборник проектов. LEGO Group, перевод ИНТ, - 87 с., илл.
Компакт-диск «Руководство пользователя». ПервоРобот/ROBOLAB 2.5.4
http://lego.rkc-74.ru/ - Ассоциация Легоhttp://www.rkc-74.ru/Page.aspx?pid=6cb9693c-cc89-41ee-a8eb-3336aa3b3d6e– страница Лего на сайте РКЦ
http://wiki.rkc-74.ru/index.php/%D0%9B%D0%95%D0%93%D0%9E– Wiki страница «Виртуальный клуб ЛЕГО-педагогов»
http://do.rkc-74.ru/course/view.php?id=13 – Элективный курс «Лего-ленд» (для детей 1-5 классов)
http://legoclab.pbwiki.com/ - Клуб Лего педагогов
http://www.robosport.ru/ - сайт «Робототехника»
http://www.roboclub.ru/ - Робоклуб. Практическая робототехника.
http://9151394.ru/?fuseaction=proj.legohttp://9151394.ru/index.php?fuseaction=konkurs.konkurshttp://www.lego.com/education/http://www.wroboto.org/http://www.int-edu.ru/- институт новых технологий
http://legomet.blogspot.com/ блог филиала МОУ ДПО УМЦ по Металлургическому району
http://httpwwwbloggercomprofile179964.blogspot.com/ блог учителя физики МОУ № 14 Лужновой Г.В.
перечень учебно-методического обеспечения для учащихся:
Индустрия развлечений. ПервоРобот. В наборе: 216 Лего-элементов, включая RCX-блок и ИК передатчик, датчик освещенности, 2 датчика касания, 2 мотора 9 В.
ПервоРобот NXT. В наборе: программируемый блок управления NXT, три интерактивных сервомотора, набор датчиков (расстояния, касания, звука, света и др.), аккумулятор, соединительные кабели, а также 407 конструктивных Лего-элементов – балки, оси, зубчатые колеса, штифты, пластины и др.Технологические карты. ПервоРобот.