Применение образовательной робототехники в процессе формирования у детей младшего школьного возраста учебной мотивации к техническим видам деятельности

Размещено на http://www.allbest.ru/

Сургутский государственный педагогический университет

Применение образовательной робототехники в процессе формирования у детей младшего школьного возраста учебной мотивации к техническим видам деятельности

Синебрюхова В.Л.

В государственной программе «Развитие образования на 2013-2020 годы» глава государства В.В. Путин четко определил приоритеты развития высшей школы: повышение качества и престижа инженерного образования, участие бизнеса в образовательном процессе, усиление государственной поддержки инновационных вузов. Перед Россией стоят глобальные задачи, связанные с интенсивной интеграцией страны в мировое экономическое пространство, формированием благоприятного инвестиционного климата, повышением конкурентоспособности отечественной промышленности. Реализовывать эти задачи должны конкретные люди - главным образом, специалисты с дипломами инженеров. Поэтому приоритетом для передовых вузов должно стать дальнейшее развитие инновационной научно-образовательной структуры. При поддержке государства вузы обязаны осуществлять процесс воспроизводства квалифицированных инженеров, являющихся основой кадрового обеспечения развития реального сектора экономики и государства в целом. В этих условиях необходимым становится формирование технического мышления не только в период обучения человека в высшем учебном заведении, а гораздо раньше, на этапе обучения его в общеобразовательном учреждении [1, с.3].

Согласно новому федеральному государственному образовательному стандарту, одним из важнейших «личностных результатов» выпускника начальной школы должна являться «сформированность мотивации к обучению и познанию» [2, с.31]. Это обуславливает необходимость создания всех условий для того, чтобы на момент перехода в среднее звено, школьник умел не только учиться, но и хотел бы это делать, а, следовательно, имел бы устойчивую положительную учебную мотивацию.

В настоящий момент в отечественной психолого-педагогической литературе достаточно подробно раскрыты структура и генезис мотивационной сферы личности в учебной деятельности, основные тенденции развития учебной мотивации на протяжении младшего школьного возраста. По экспериментальным данным С.В. Гани, Н.В. Елфимовой, Е.В. Карповой, Е.И. Киричук, М.В. Матюхиной, Н.Г. Морозовой, А.Ф. Нурбиевой и других, именно на третьем и четвертом годах школьного обучения наблюдается достаточно выраженный мотивационный кризис, проявляющийся прежде всего в снижении или стагнации учебно-познавательной деятельности. Одной из основных причин этого, является однообразие методов и приемов, технологий, используемых педагогами на протяжении всего периода обучения в школе детей младшего школьного возраста.

Федеральные государственные образовательные стандарты начального общего образования ориентируют на переход от обучения как презентации системы знаний к активной работе над заданиями, непосредственно связанными с проблемами реальности, указывая те виды деятельности, которыми учащийся должен овладеть к концу начального обучения [55, с.32]. Большое внимание при этом уделяется техническим видам деятельности. На уроках технологии развитие ребенка должно происходить постоянно и постепенно, для того чтобы он овладевал различными видами технической деятельности, работая с разными материалами, и развивался во всех направлениях. По мнению В.И. Кириенко, технические виды деятельности - это прежде всего совокупность действий, обеспечивающих реализацию научных, производственных и социальных задач, которые могут быть рассмотрены на двух уровнях: 1) теоретическом (как техническое творчество); 2) практическом, который начинается с исследований и проектирования, проходит стадию конструирования, и завершается созданием образцов [3, с.159-160].

Одним из таких видов технической деятельности является конструирование. Этот раздел изучается на протяжении всех четырех лет обучения в начальной школе в курсе «Технология». При освоении содержания данного предмета, ученики получают представление о мире техники, о конструкции изделия. В рамках этого раздела во всех авторских программах по технологии (Н.М.. Конышева, О.А. Куревина, Е.А., Лутцева), рассматриваются темы о конструировании и моделировании изделий из различных материалов по образцу, рисунку, простейшему чертежу или эскизу, по модели, по заданным условиям, проектирование и др. В содержание авторских программ по технологии включены темы, которые предусматривают работу с различными видам конструкторов, самыми популярными из них являются конструкторы LEGO. Работа с образовательными конструкторами LEGO позволяет школьникам в форме познавательной игры узнать многие важные идеи и развить необходимые в дальнейшей жизни умения. В данном контексте следует выделить образовательную робототехнику.

Образовательная робототехника - новая технология обучения, основанная на использовании конструкторов, имеющих возможность программирования. Робототехника -- прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем. Робототехника опирается на такие дисциплины как электроника, механика, программирование.

Робототехника является одним из важнейших направлений научно-технического прогресса, в котором проблемы механики и новых технологий соприкасаются с проблемами искусственного интеллекта. Человечество остро нуждается в роботах, которые могут без помощи оператора тушить пожары, самостоятельно передвигаться по заранее неизвестной, реальной пересеченной местности, выполнять спасательные операции во время стихийных бедствий, аварий атомных электростанций, в борьбе с терроризмом. Кроме того, по мере развития и совершенствования робототехнических устройств возникла необходимость в мобильных роботах, предназначенных для удовлетворения каждодневных потребностей людей: роботах-сиделках, роботах-нянечках, роботах-домработницах, роботах всевозможных детских и взрослых игрушках и т.д. И уже сейчас в современном производстве и промышленности востребованы специалисты, обладающие знаниями в этой области. Начинать готовить таких специалистов нужно школе и с самого младшего возраста. Поэтому, образовательная робототехника в школе приобретает все большую значимость и актуальность в настоящее время [4, с.28-32].

Сложность и многоаспектность проблемы мотивации обусловливает множественность подходов к пониманию ее сущности, природы, структуры, а также к методам ее изучения (Б. Г. Ананьев, С. Л. Рубинштейн, В. Г. Асеев, Дж. Аткинсон, Л. И. Божович, К. Левин, А. Н. Леонтьев, и др.) [6, с. 75].

Учебная мотивация - это направленная деятельность ученика, побуждающая получать новые знания, факты и явления [18, с.20-21]. Формирование учебной мотивации в образовательном процессе осуществляется в процессе усвоения разных учебных предметов. Каждый учебный предмет в зависимости от его содержания и способов организации учебной деятельности учащихся раскрывает определенные возможности для формирования положительной учебной мотивации к техническим видам деятельности. Для эффективного формирования мотивации учения следует учитывать ряд требований, таких как: стимулирование развития учебной мотивации учащихся системой психологически продуманных приемов; включение ученика в коллективные формы организации различных видов деятельности; сотрудничество учителей и учеников, помощь учителя не в виде прямого вмешательства в выполнение задания, а в виде советов, которые наталкивают самого ученика на правильные решения [5, с.92-94].

В связи с вышеизложенным, целесообразно остановиться на специфических особенностях урока технологии в начальных классах. Анализ психолого-педагогической и специальной литературы показал, что одной из главных особенностей, которую выделяет Н.М. Конышева, является то, что из всех школьных предметов технология - это единственный учебный предмет, целиком основанный на преобразовательной предметно-практической деятельности самих обучающихся [7, с.32-25]. Е.А. Лутцева, также отмечает, урок технологии дает возможность формирования опыта преобразовательной деятельности, которая обеспечивает развитие творческого мышления [8, с. 90]. Следующей важной особенностью является то, что во всех реализуемых в школах программах по технологии предлагается одна главная, очень важная форма работы для развития мотивации к техническим видам деятельности у учеников, это проектирование. Такая форма работы, по мнению авторов программ по технологии, дает свободу учащимся, стимулирует интеллектуальную активность и самое главное, дает возможность применять собственное знание в практической деятельности [9, с. 42]. Еще одной особенностью, которую можно выделить при анализе авторских программ, таких как «Технология» Т.М. Рагозиной; «Технология» О.А. Куревина, Е.А. Лутцева; «Трудовое обучение. Школа мастеров» Т.М. Геронимус; «Трудовое обучение. Ручной труд» Н.М. Конышева, является то, что в разделах содержания выделяются такие, которые направлены на овладение различными видами технической деятельности. Это «Практика работы на компьютере» - в рамках данного раздела учащиеся получают представление об информации, ее отборе, анализе, систематизации, способах получения, хранения и переработки; и «Конструирование и моделирование» - при освоении содержания данного раздела, ученики получают представление о мире техники, о конструкции изделия. В рамках данного раздела ученики знакомятся с образовательной робототехникой, изучая разные виды конструкторов и выполняя разные виды учебно-практических заданий.

Работая с разными видами заданий, ученики осваивают не только технологические умения, но и решают задачи художественного, эмоционально-эстетического характера. По мнению А.Н. Гендина, современный этап развития общества ставит перед российской системой образования целый ряд принципиально новых проблем, обусловленных политическими, социально-экономическими, мировоззренческими и другими факторами, среди которых следует выделить необходимость повышения качества и доступности образования. Увеличение академической мобильности, интеграции в мировое научнообразовательное пространство, создание оптимальных в экономическом плане образовательных систем и т.д. По мнению автора, одним из эффективных путей решения этих проблем является инновационная деятельность в образовании [10, с. 25].

С.А. Жекулин считает, что среди разнообразия инновационных технологий, особенно популярными и мотивационно-ориентированными являются те, которые направлены на конструктивно-техническую деятельность [23, с. 256]. В Приоритетном национальном проекте «Образование» отмечено, что занятия по робототехнике предоставляют возможности для формирования важнейших компетенций, обозначенных в стандартах. Это и навыки проведения экспериментального исследования, и понимание межпредметных связей, развитие творческого, образного, пространственного, логического, критического мышления, развитие коммуникативной компетенции и самое главное, овладение техническими знаниями [11, с. 3-6]. По мнению И.М. Макаровой, робототехника - прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем. Она опирается на такие дисциплины как электроника, механика, программирование [12, с. 55]. Именно изучение основ робототехники мотивирует учеников создавать новое, совершенствовать уже созданное и привносить свои идеи.

Анализ психолого-педагогической, специальной и методической литературы позволил выделить следующие условия применения образовательной робототехники, способствующей формированию учебной мотивации к техническим видам деятельности у младших школьников на уроках технологии:

• систематическое и целенаправленное включение образовательной робототехники в содержание уроков по предмету «Технология», не нарушающее целостности и логики авторских подходов к построению курса;

• применение в содержании уроков по технологии практико-ориентированных заданий разной степени сложности, которые будут способствовать стимулированию работы ученика, давать возможность для создания «ситуации успеха»;

• овладение учителем методами работы в области образовательной робототехники.

Опытно-экспериментальная работа по формированию у младших школьников учебной мотивации к техническим видам деятельности на основе применения образовательной робототехники проводилась на базе МБОУ НШ №42 города Сургута.

Экспериментальная работа состояла из констатирующего, формирующего и контрольного этапов эксперимента. Средний возраст испытуемых 6,5-8 лет.

На первом этапе был проведен констатирующий этап экспериментальной работы с целью установления исходного состояния объекта исследования. На данном этапе педагогического эксперимента наиболее адекватными методами исследования была диагностическая работа, состоящая из трех методик, анкетирование для родителей, опрос для учителей.

Констатирующий эксперимент проводился в виде диагностики исходного уровня сформированности у обучающихся 1 «Г» и 1 «В» классов учебной мотивации к техническим видам деятельности, в результате которого был осуществлён анализ полученных результатов. В первой серии диагностики констатирующего этапа эксперимента была использована методика диагностики специальных способностей детей (А. де Хаан, Г. Каф). Методика использовалась для определения той области, где ученик максимально проявляет свои способности и интересы. Помимо основной работы с учащимися, была организована работа с учителями. В констатирующем этапе был проведен опрос среди учителей первых классов на тему: «Использование образовательной робототехники на уроках технологии». Результаты данного опроса дают возможность утверждать, что большая половина учителей не применяют образовательную робототехнику в урочное время из-за нехватки времени и изза недостаточных знаний в данной области и ограничивают деятельность на уроках технологии использованием простейших конструкторов. мотивационный учебный школьный

Во второй серии констатирующего этапа использовался опросник для младших школьников. Целью данного опросника явилось изучение уровней заинтересованности учеников в робототехнической деятельности и в работе с лего-конструктором. Был разработан опросник, состоящий из 9 вопросов, связанных с робототехникой и легоконструированием. При проведении этой методики было установлено, что ученики 1 «Г» класса показали выше уровень заинтересованности в робототехнической деятельности на 3%, чем ученики 1 «В» класса, так как большая часть учащихся демонстрировала свои знания в области робототехники, проявляла больший интерес к Лего-конструированию.

Третья серия констатирующего этапа эксперимента предусматривала использование теста на определение уровня развития дивергентного (творческого) мышления.

Мы проанализировали результаты проведенной диагностики по всем выбранным методикам, направленным на выявление уровня сформированности у младших школьников учебной мотивации к техническим видам деятельности и получили сводные результаты. На основе результатов диагностики специальных способностей детей (А. де Хаан, Г. Кааф), опросника для младших школьников и теста дивергентного мышления Ф.Вильямса, можно сделать вывод, что уровень сформированности учебной мотивации к техническим видам деятельности у обучающихся 1 «Г» класса выше на 8%, чем у обучающихся 1 «В» класса. Анализируя работу в двух классах, можно сделать вывод, что в 1 «Г» классе, учащиеся легко идут на контакт с учителем, преобладает дружеский тон общения; вопросы на уроке задаются по мере возникновения; ученики во время урока, соблюдая дисциплину, открыто признаются, что что-то не поняли и просят объяснить; спрашивают совета, интересуются мнением учителя о своем ответе. Учитель создает «ситуацию успеха» и тем самым у учащихся формируется способность к преодолению трудностей через чувство радости в связи с выполнением задания. Данный прием обучения повышает уровень познавательной активности учащихся, развивает креативность мышления и воспитывает многие качества личности, так необходимые человеку в современном технологичном обществе.

Второй этап эксперимента предполагал разработку программы формирующего этапа эксперимента с целью совершенствования процесса формирования учебной мотивации у детей младшего школьного возраста к техническим видам деятельности посредством применения образовательной робототехники.

На этом же этапе проводилась формирующая работа, задачей которой являлась организация обучения на уроках технологии для формирования у обучающихся учебной мотивации к техническим видам деятельности с использованием образовательной робототехники и реализация комплекса условий, обозначенных ранее.

Для того чтобы достичь цели данного этапа эксперимента по формированию учебной мотивации у младших школьников, мы разработали серию уроков технологии, рассчитанную на учащихся 1-х классов, в соответствии с программой авторов О.А. Куревиной и Е.А. Лутцевой.

Все запланированные уроки проводились один раз в неделю по 35 минут, в каждом из которых применялась образовательная робототехника у младших школьников с соблюдением выделенных нами условий формирования учебной мотивации в рамках урока технологии. С обучающимися 1 «В» класса были проведены уроки технологии с применением образовательной робототехники в процессе формирования учебной мотивации. Разработанные уроки были направлены на постоянное повышение уровня сформированности учебной мотивации через использование образовательной робототехники на уроках технологии у обучающихся 1-го класса. Также нами были разработаны практикоориентированные задания трех уровней с учетом содержания уроков по технологии и уровнем сформированности у первоклассников мотивации к техническим видам деятельности.

Для подтверждения эффективности проделанной нами работы был проведен контрольный этап эксперимента.

На третьем этапе была проведена контрольная диагностика уровня сформированности учебной мотивации младших школьников к техническим видам деятельности, сопоставление результатов опытно-экспериментального этапа с гипотезой исследования, обобщение материалов исследования и формулирование выводов. Анализ результатов контрольного этапа показал, что в экспериментальном классе уровень сформированности учебной мотивации к техническим видам деятельности повысился благодаря ранее выделенным условиям, которые мы создавали при проведении уроков технологии.

Таким образом, можно сделать вывод, что формирование учебной мотивации к техническим видам деятельности в последние годы является требованием общества. Поэтому формирование уже в начальных классах мотивов, придающих учебе значимый смысл, когда она становится для ребенка сама по себе жизненно важной целью, является одной из главных задач учителя. Образовательная область «Технология» обладает потенциалом и дает возможность реализовать учителю все требования к современному уроку в соответствии с ФГОС. Общепризнанно, что ученик должен быть активным участником учебного процесса. Это становится возможным, при соответствующей учебной среде, побуждающей ученика взаимодействовать и общаться в ходе решения различных учебно-познавательных и учебнопрактических задач в совместной деятельности с учителем и сверстниками. Обучающимся нужны образцы для подражания в области технической деятельности, чтобы пробудить в них интерес и позволить ощутить ценность в работе технических профессий. Робототехника является эффективной технологией для изучения важных областей науки и конструирования. Для решения поставленной социальной задачи в рамках начальной школы необходим «комбинированный» вариант обучения, в котором виртуальная реальность и действительность будут тесно взаимосвязаны. Создавая и программируя различные управляемые устройства, ученики получают знания о техниках, которые используются в настоящем мире науки, конструирования и дизайна. Они получат возможность разрабатывать, строить и программировать функциональные модели, научатся вести себя как молодые ученые, проводя простые исследования, просчитывая и изменяя поведение, записывая и представляя свои результаты. Обучающий комплекс по робототехнике позволит сделать это, и как следствие уже с начальной школы, подготовить будущие инженерные кадры, что отвечает запросам общества.

Ссылки на источники

1. Всероссийская конференция «Обеспечение преемственности как условие получения нового образовательного результата в контексте принятия Федерального государственного образовательного стандарта»[Текст] // Начальная школа. Плюс до и после.- 2010.- № 2.- С.3 - 6.

2. Федеральный государственный образовательный стандарт начального общего образования [Текст] / Мин-во образования и науки Рос. Федерации.- М.: Просвещение, 2010.- 31с. - (Стандарты второго поколения). - ISBN 978-5-09-022995-1. - С. 21-22.

3. Столяров, Ю.С. Техническое творчество школьников: Вопросы теории и организации, образовательное и воспитательное значение. / Ю.С. Столяров - М.: Педагогика, 1984.- 160с.

4. Попова, Ю.П. Робототехника, прогноз, программирование [Текст] / [Ю. М. Баяковский и др.] ; предисл. члена-корреспондента Ю. П. Попова и проф. Г. Г. Малинецкого ; Ордена Ленина Ин-т приклад. математики им. М. В. Келдыша РАН. - М. : URSS, 2008. - 202 с. : фотоил. - (Будущее прикладное математики. Избранные лекции). - ISBN 978-5-382-004005-1 : 205-59.- С. 28-36.

5. Архиреева, Т.В. Диагностика учебной мотивации детей младшего школьного возраста / Т.В. Архиреева // Психология обучения. - 2010. - № 2. - С. 92-103.

6. Дубовицкая, Т. Д. К проблеме диагностики учебной мотивации // Вопросы психологии. 2003. - № 3. - С. 73-78.

7. Конышева, Н. М. Методика трудового обучения младших школьников: основы дизайнобразования [Текст] : учеб. пособие / Н. М. Конышева. - М. : Академия, 1999. - 191 с. : ил. - (Педагогическое образование). - ISBN 5-7695-0394-7 : 42-00. - С.42-57, 90-95.

8. Васильева-Гангнус, Л. П. Уроки занимательного труда [Текст] / Васильева-Гангнус Л. П. ; рец. В. Г. Нечаева ; авт. поделок И. Лукашевич ; худож. К. Каспаравичюс. - 2-е изд. - М. : Педагогика, 1987. - 119 с. : ил. - 1-70. - С. 28-34.

9. Методические рекомендации по проведению уроков трудового обучения в начальных классах [Текст] : [учителям нач. кл., рук. кружковой и внекл. работы, учащимся и студентам пед. учеб. заведений, а также родителям] / [cост. Н. Н. Николаенко и др.]. - М. : ЦГЛ ; Ставрополь : Сервисшкола, 2005. - 304 с. : ил. - ISBN 5-94916-009-6 : 130-00. - С. 39-57.

- Некрасов, С. И. Философия науки и техники: тематический словарь-справочник : учеб. пособие для студентов всех специальностей [Текст] / С. И. Некрасов, Н. А. Некрасова // Орел : ОГУ, 2010. - С. 289.

10. Мусаев, К.Ф. Особенности организации и развития творческой технической деятельности учеников учителями технологии / К. Ф. Мусаев // Вестник РУДН. Сер. Педагогика и Психология. - 2013. - № 3. - С. 135-141.

11. Копосов, Д.Г. Первый шаг в робототехнику: практикум для 5-6 классов / Д.Г. Копосов // - М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. - 286 с.

Размещено на Allbest.ru