Місце і роль lego моделювання під час вивчення курсу "Методика викладання предметів математичної освітньої галузі"

Анотація

Стаття присвячена теоретичному обґрунтуванню технології lego моделювання на уроках математики в початковій школі в умовах компетентнішого підходу. Авторами сформульовані основні принципи візуалізації навчальної діяльності молодших школярів на уроках математики за допомогою конструктора lego.

Ключові слова: математика, Нова українська школа, ігрові технології, засоби навчання, інклюзія, цеглинки lego.

Summary

Key words: mathematics, new Ukrainian school, game technologies, teaching aids, inclusion, lego bricks.

Постановка проблеми в загальному вигляді

Від рівня сформованої математичної компетентності залежить успішність і комфортність навчання кожного учня під час здобуття загальної середньої освіти. Значний вплив має математична компетентність і на все подальше доросле життя людини та її професійну діяльність. Тому так важливо налагодити якісний ефективний процес вивчення математики в початкових класах, коли відбувається побудова фундаменту математичної компетентності учнів. Саме тому питання формування математичної компетентності визнано пріоритетним у нормативних документах Нової української школи і знаходиться у фокусі уваги вітчизняних науковців і педагогів-практиків.

Актуальними проблемами вчителя в цей час є відсутність в учнів початкової школи розвинутого аналітичного мислення, навичок абстрагування, просторової уяви, готовність до аналітичної діяльності, створення математичних моделей реальних об'єктів. Отже, є наявна актуальна потреба в розробленні додаткових методів і технологій, які спрямовані на формування математичної компетентності молодших школярів. Такою технологією може бути lego технологія.

Аналіз досліджень і публікацій

lego моделювання урок математика

Предмет "Математика" займає особливе місце в системі освіти України, що закріплено в багатьох державних документах, і сформульовано поняття "математична компетентність" та критерії її оцінювання (Матяш, 2016, с. 27).

Значну увагу зазначеному терміну і його змісту приділяють вітчизняні та зарубіжні вчені. Трактування поняття математичної компетентності, якими оперують українські науковці, можна умовно розподілити на три основні напрями.

Так, перша група вчених визначає математичну компетентність як здатність учня сприймати навколишню реальність через математичне подання, що акцентує на навичках математичного моделювання; друга група наголошує на прикладній обчислювальній функції математики і її застосуванні в реальних життєвих ситуаціях, а третя група визначає математичну компетентність як інтегративну властивість особистості дитини, що виникає в результаті набуття стійких теоретичних математичних знань.

До першої групи досліджень ми відносимо роботи таких науковців, як С. Раков. Він подає математичну компетентність як "вміння бачити та застосовувати математику в реальному житті, розуміти зміст і метод математичного моделювання, вміння будувати математичну модель, досліджувати її методами математики, інтерпретувати отримані результати, оцінювати похибку обчислень" (Гринчак, 2019, с. 6). Аналогічно розуміє математичну компетентність і В. Гринчак (Гринчак, 2019, с. 3).

Дослідники В. Баранова, Г Ковалева та ін. наголошують на формуванні математичної компетентності через розвиток здібностей людини, які забезпечують успішне розв'язання різноманітних життєвих проблем, що потребують застосування математики. При цьому учені мають на увазі не конкретні математичні вміння, а більш загальні, що передбачають математичне мислення, математичну аргументацію, постановку та розв'язання математичної проблеми, використання різних математичних мов, інформаційних технологій, комунікативні вміння. З ними погоджується О. Петрова, яка розуміє математичну компетентність як цілісне утворення особистості, що відображає готовність до вивчення дисциплін, які вимагають математичної підготовки (Петрова, 2012). До цих поглядів також близькі дослідження й Н. Ходирової. Аналогічно розглядає математичну компетентність Л. Кудрявцев, котрий стверджує, що математична компетентність являє собою інтегративну особистісну якість. І. Зіненко подає математичну компетентність як якість особистості, яка поєднує в собі математичну грамотність і досвід самостійної математичної діяльності (Зіненко, 2009). Аналогічно підходить до визначення складових математичної компетентності М. Головань (Головань, 2014).

Група дослідників, такі як А. Антонець (Антонець, 2016), Л. Наконечна, А. Дубік (Наконечна, Дубік, 2005) акцентують на поглибленому вивченні загальних математичних понять та здібностей і визначають наступні складові математичної компетентності: процедурна компетентність, логічна компетентність, технологічна компетентність, методологічна компетентність та дослідницька компетентність.

Виклад основного матеріалу дослідження

lego моделювання урок математика

Конструктори lego часто використовуються для занять з дітьми в закладах дошкільної освіти. Це цікавий матеріал, який стимулює дитячу фантазію, уяву, формує їх моторні навички. Технологія lego конструювання є популярною в більшості країн світу. У практиці початкової школи lego часто застосовується як підручний засіб для рахування. Проте його можливості виявляються набагато ширшими. І сьогодні lego технологія може бути застосована для урізноманітнення освітнього процесу, моделювання та експериментування. Отже, ми можемо говорити про lego технологію навчання, яка здатна суттєво підвищити ефективність освітнього процесу в поєднанні з традиційними методами навчання (Лисенко, 2022).

Для учнів першого класу адаптація і звикання до шкільного освітнього процесу є фактором психічного та фізичного перевантаження. Елементи дошкільного життя допомагають занурити дитину у близьке і комфортне для неї середовище. Використання lego цеглинок під час уроку віртуально переміщує значну кількість дітей у дошкільне минуле, створює умови пізнавати щось нове за допомогою відомих видів діяльності. Адаптація до навчання завдяки такому прийому проходить швидше і з меншими труднощами.

Ефективним методом формування математичної компетентності є навчальні ігрові технології. А ефективність гри може бути забезпечена шляхом застосування завдань з візуальним результатом. Зважаючи на розвинуту уяву молодших школярів, цеглинки lego можуть успішно замінити значну кількість декорацій гри, адже достатньо на початку озвучити їх значення. Застосування завдань, які потребують поєднання lego конструкцій між учнями однієї команди, сприятиме формуванню навичок продуктивної командної роботи. Це підтверджують у своїх публікаціях вітчизняні і зарубіжні педагоги-практики (Бережко, 2018). Отже, застосування lego під час навчальних ігор відкриває перед учителем широкі можливості. При такому підході всі учні, незважаючи на рівень їх навченості з теми отримають значний результат. Цей результат у разі потреби може бути виправлений, що є ефективним виховним заходом. Оцінювання візуалізованих за допомогою lego результатів позбавляє учителя необхідності проводити тривале оцінювання, а учнів очікувати оцінку. Достатньо просто показати завчасно заготовлену правильну конструкцію, і учні самостійно порівняють власні результати з правильним та зможуть швидко виправити свої помилки. Доступність наборів lego дозволить залучити до активного виконання ігрових завдань усіх, що сприятиме налагодженню командної роботи на уроці.

Особливим може стати використання lego для впровадження проєктної роботи (Рома, 2018). У більшості навчальних проєктів учням початкової школи доводиться розподіляти завдання й обов'язки між членами робочої проєктної групи. Молодші школярі часто не можуть реально оцінити свій вклад у проєкт. Простим методом візуалізації власного доробку у груповій діяльності є побудова піраміди "успіху", коли дитина додає цеглинку в загальну піраміду проєктної групи за кожен вид виконаної роботи.

Подання результатів ігрової, проєктної творчої діяльності учнів початкової школи у вигляді lego конструкцій є першим кроком до математичного моделювання аналітичних процесів. Учні не просто демонструють власні досягнення, вони моделюють свої результати за допомогою інженерних конструкцій, що розвиває аналітичні здібності і здатність до рефлексії. Аналіз lego конструкцій допомагає молодшим школярам відокремлювати результати діяльності від оцінювання їхньої особистості, що дозволяє поступово опановувати навички самоаналізу.

Слід зазначити, що можливості lego збігаються з метою і завданнями STEM (STREAM) освіти. STEM освіта побудована на візуалізації інженерно-конструкторських процедур, а lego є зручним інструментом конструювання (Рома, 2018).

Під час звичайних уроків математики lego конструктор може візуалізувати обчислювальні дії, бути підручним засобом для рахування (раніше у традиційній школі були палички або рахівниці), демонструвати склад числа, інсценувати дії задач, тим самим розвиваючи абстрактне мислення молодших школярів. Конструювання геометричних об'ємних фігур з lego цеглинок розвиває просторову уяву. В умовах інклюзивного навчання геометричні об'єкти, які зібрані з lego, стають більш доступними для учнів, наприклад, з порушенням зору.

Отже, конструктор lego реалізує перехід від абстрактних навчальних завдань до уявних життєвих ситуацій, що змінює творчий пошук рішень у візуальну сферу на рівень можливостей молодшого школяра. Він має можливість отримати не просто результат власної діяльності, а й побачити його та фізично відчути. А це потужний інструмент формування предметних і ключових компетентностей молодших школярів.

Проте, як і будь-який наочний засіб навчання, lego не є панацеєю і може виявитися неефективним та й навіть шкідливим, якщо його використання буде безсистемним і необґрунтованим. Завдання із застосуванням lego мають відповідати конкретній освітній меті. Учителі часто не мають часу на їх добір і формулювання. Тому для забезпечення ефективності lego технології має бути створений банк цільових завдань і розроблені методичні рекомендації його використання.

Структура банку цільових завдань повинна відповідати системній меті формування математичної компетентності молодших школярів. Побудова такої структури залежить від певного системного підходу в доборі завдань. Логічним є дидактичний принцип виконання завдань від простих до складних і від першого року навчання за збільшенням віку учнів. Така структура банку дозволить кожному вчителю добирати завдання відповідно до рівня сформованості математичної компетентності учнів класу.

Зазначимо, що процес формування математичної компетентності учнів початкової школи є не лінійним і може не збігатися з освітнім циклом. Тому доцільно обрати основним принципом формування банку завдань з lego конструювання принцип поступового формування рівня предметної, міжпредметної і надпредметної компетентності молодших школярів від низького до творчого з систематизацією за різними методичними підходами. Пропонуємо наступну структуру банку завдань, яка подана в таблиці 1.

Таблиця 1