Статья "Изучаем математику с помощью мехатроники и робототехники"

Изучаем математику с помощью мехатроники и робототехники

Модернизация Казахстанской системы образования нацелила специалистов дошкольных организаций на включение в воспитательно-образовательный процесс современных подходов к организации исследовательской деятельности по математике в условиях обновления содержания образования. Возникли вопросы: с помощью каких инструментов можно развить у детей предшкольного возраста исследовательскую активность в процессе ознакомления с миром математики? Какие актуальные тренды могут оказать помощь педагогам в выявлении и сопровождении детей с признаками интеллектуальной одарённости? Что может помочь нашим будущим школьникам самостоятельно добывать знания, формировать умения и навыки исследовательского поведения? Пришло понимание необходимости включения в образовательный процесс элементарной робототехники и мехатроники. Но начальный этап должен заключаться в обучении детей умения конструировать из деревянного строителя.

Наблюдая за малышами, мы пришли к выводу, что конструирование, являющееся одним из любимых видов деятельности, помогает освоить величину, строение, счёт, пространственную ориентировку. В предшкольном возрасте одного деревянного строителя мало. И тут на помощь педагогам пришло STEAM – образование, включающее в себя и математику, и творчество, и инженерию, и технологию, и естествознание. Оснащая развивающую среду, мы помогаем детям с признаками интеллектуальной  и технической одарённости участвовать в исследовательской деятельности. С какой радостью воспитанники приняли LEGO-технологии (LEGO Education, LEGO System, LEGO WeDo, LEGO Duplo), опытно-экспериментальную и исследовательскую деятельность, робототехнику («ROBO&BLOCK», «Wacky Wigglers» от «Learning Resources»), моделирование из электронного конструктора («Знаток»).

          Конструктор Robo KiDs, используемый нами, помогает мальчишкам и девчонкам освоить робототехнику, основанную на микроконтроллере (плате ЦПУ) и различных датчиках. Воспитанники смогут справиться с программой через картридер без использования компьютера. Набор Robo KiDs №1 предназначен для сборки 16 моделей. Робот-катапульта может бросать камешки на расстояние, а дети самостоятельно или с помощью воспитателя, используя линейку или условные мерки, замерять расстояние. А если предложить детям забрасывать камешки с помощью катапульты в коробку можно развить глазомер и умение ориентироваться в макропространстве. Траекторию движения позволит изучить робот-мотоцикл. Кроме этого дети смогут самостоятельно тренироваться, выбирая направление движения  - вперёд, назад, влево, вправо. Робот - Рулетка оснащен  инфракрасным датчиком. Если коснуться сенсора, рулетка останавливается. Работая с данным ботом, воспитанники закрепляют знания о разнообразном цветовом спектре. Автобот - это робот, который едет вперед, назад и поворачивает влево и вправо. Дети не только изучают принцип вождения, нои наслаждаются гоночными играми. С помощью робота-бампера ребята смогут ориентироваться на плоскости.

Программируемый Робот Botley помогает нашим воспитанникам в увлекательном путешествии по стране STEAM. С помощью пошагового программирования и логики дети решают задачи: ориентировка в пространстве, определение геометрических форм и фигур, распознавание цвета, сложение и вычитание. Ценным является тот факт, что в рамках исследовательской деятельности Робот Botley помогает педагогам мотивировать и обучать воспитанников таким вещам, как: основные концепции кодирования, расширенные концепции кодирования, такие как «Если, …тогда логика», критическое мышление, пространственные концепции и сотрудничество и работа в команде.

Основными компонентами исследовательской деятельности, конечно же, являются: постановка проблемы и задач исследования; выбор темы исследования; выработка гипотезы; выявление подходов к решению; определение последовательности проведения исследования; сбор и обработка информации; анализ и обобщение полученных материалов; сообщение по результатам исследования. Очень продуктивным в этом плане является набор «На планете STEM» от LEGO education, который помогает педагогам и воспитателям привить детям STEAM-компетенции, в том числе дать представление о причинно-следственных связях, научить строить предположения и прогнозы, вести наблюдения, решать задачи и создавать модели. Ребята, сооружая постройки, смогут закреплять все математические понятия, как в рамках программы, так и выходящие за пределы.

            Моторизированный конструктор из серии «Gears! Gears! Gears!» марки  «Learning Resources» состоит из разноцветных шестерней и деталей, которые можно соединять в фигуры и конструкции.

         Освоить математические представления об объёмных геометрических фигурах детям 5-6 лет поможет набор Learning Resources. Наши воспитанники в игровой форме знакомятся с такими понятиями, как объём;  участвуя в исследованиях, наглядно сравнивают двухмерные и трехмерные предметы, используя разборные элементы фигур. Ребята заполняют фигуры жидкостью или сухим веществом (кинестетическим песком): «Где заполнено на половину, больше половины, меньше половины?»

         Следует обратить внимание на следующий факт – если вышеперечисленное оборудование есть не в каждом детском саду, то на выручку педагогам приходит распространённое в последнее время Lego-конструирование. Союз легоконструирования и математики позволяет воспитанникам, участвуя в исследовательской деятельности в рамках проектов, закреплять полученные математические представления и приобретать новые. Мы отмечаем, что Lego учит детей цветовому восприятию и цветовым различиям; соотношению соответствующим цветовым группам и определение цвета в каждой группе; сортировке по группам разных размеров. Помимо этого воспитанники приобретают знания о множестве, числе, величине, умение ориентироваться во времени и пространстве.

         Мы, педагоги, и родители наших ребят отмечают, что при работе с наборами легоконструктора, робототехники и мехатроники у детей формируются предпосылки математического мышления; они овладевают специальной терминологией.

         Надеемся, что у наших выпускников будет развито инженерное и нестандартное мышление, совершенны коммуникативные способности, сформированы навыки самостоятельного исследования тех или иных явлений, умение решать «задачи из жизни».

Краткое описание документа:

В статье раскрыты потенциальные возможности мехатроники и робототехники в обучении детей старшего дошкольного возраста математике. Автор показывает, какие актуальные тренды могут оказать помощь педагогам в выявлении и сопровождении детей с признаками интеллектуальной одарённости. А также показывает, что может помочь нашим будущим школьникам самостоятельно добывать знания, формировать умения и навыки исследовательского поведения. Раскрыт вопрос оснащения развивающей среды. Материал будет полезен воспитателям, родителям.