ГБОУ ДПО Свердловской области «Институт развития образования», г. Екатеринбург

Аннотация

В статье рассмотрены некоторые аспекты использование образовательных конструкторов Lego в образовательном процессе.

The article discusses some aspects of the educational use of Lego designers in the educational process.

 « Единственный путь, ведущий
к знанию – это деятельность»
 Б. Шоу

Согласно словам Президента РФ Дмитрия Медведева: «повышение конкурентоспособности экономики должно осуществляться через выход на инновационный путь развития, поддержку науки, развитие инфраструктуры, наращивание инвестиций  в первую очередь в высокие технологии». Очевидно, что переход на инновационный путь развития должен осуществляться на всех уровнях, в том числе и при обучении детей в школах. В этом неоценимую роль может сыграть внедрение в школьный курс «Робототехники» на базе конструкторов Lego. Данный курс позволяет реализовать  системно-деятельностный подход, заложенный в основу нового Федерального государственного образовательного стандарта (ФГОС). 

Понятие системно-деятельностного подхода было введено  в 1985 г. как особого рода понятие. Этим старались снять  оппозицию внутри отечественной психологической науки между системным подходом, который разрабатывался в исследованиях классиков  отечественной науки (таких, как Б.Г.Ананьев, Б.Ф.Ломов и др.), и деятельностным, который всегда был системным (его разрабатывали Л.С.Выготский, Л.В.Занков, А.Р.Лурия, Д.Б.Эльконин, В.В.Давыдов и многие др.). Системно-деятельностный подход является попыткой объединения этих подходов.

Основные положения системно-деятельностного подхода к обучению.

1. Конечной целью обучения является формирование способа действий.

2. Всякое обучение знаниям в то же время является и обучением соответствующим умственным действиям, а формирование умственного действия невозможно без усвоения определенных знаний.

3. Первичными с точки зрения целей обучения являются деятельность и действия, составляющие эту деятельность, а не знания.

4. Содержание обучения составляют не заданная система знаний и затем усвоение этих знаний, а заданная система

действий и те знания, которые обеспечивают освоение этой системы.

5. Знать – значит не просто помнить определенные знания, а выполнять определенную деятельность, связанную с этими знаниями.

6. Проектирование учебной деятельности необходимо начинать не с формулировки некоторой системы знаний, а с психологического анализа будущей деятельности.

В 1990-е гг. в зарубежной педагогической системе сформировалась еще одна философия обучения – конструкционизм, развитая Сеймуром Пейпертом на основании конструктивизма. К активной позиции конструктивизма конструкционизм добавляет идею того, что люди создают новое знание особенно эффективно, когда они вовлечены в создание продуктов, наделенных личностным смыслом, будь то песочные замки, Лего машины или компьютерные программы. Главное то, что люди в процессе конструктивной деятельности создают что-то важное для них самих или их окружающих.

Сеймурт Пейперт, указывал, что средством создания нового знания могут служить конструктор Лего, компьютерные программы или даже песочные замки, если субъект обучения действительно вовлечен в работу с ними. Работая с Ж. Пиаже, С. Пейперт (60-е г. прошлого столетия) пришел к выводу, что ребенок развивается, если имеет условия для креативной деятельности в соответствующей среде. Для развития абстрактного мышления необходима среда, позволяющая активно создавать продукт, используя и создавая новые абстрактные понятия. Конструктор Лего идеально «вписывался» в качестве средства обучения в философию конструктивизма и начал активно занимать свою нишу в системе образования.

В последнее время все больше школ включают в процесс обучения образовательные наборы Lego, в том числе и программируемые Лего-роботы. Конструкторы Lego вписываются в учебный процесс на всех ступенях обучения, включая коррекционное образование. И являются важным средством формирования и развития универсальных учебных действий.

В начальной школе широкое применение получили конструкторы  «Машины и механизмы», «Мосты, башни и другие конструкции» и Lego WeDo. Конструируя, дети получают первые навыки моделирования и развивают образное и пространственное мышление, воображение, учатся сотрудничать, развивают мелкую моторику рук, развивают творческие способности и логическое мышление, формируют умение самостоятельно решать поставленную задачу и искать собственное решение.  Получают первое представление об программировании машин (Lego WeDo), когда простая модель машинки начинает двигаться и становится управляемой.

В средней школе дети работают с уже более сложным конструктором -  «ПервоРобот NXT» LEGO MINDSTORMS Education. В его состав входят: программируемый микрокомпьютер NXT; сервомоторы – приводят робота в движение;  набор датчиков, которые заменяют роботу органы чувств. Датчик ультразвука – глаза, с его помощью можно определять расстояние до препятствия и тем самым позволяет решать роботу задачи на ориентацию в пространстве. В качестве примера можно привести задание «Лабиринт», когда робот должен найти выход из лабиринта (схема лабиринта заранее не известна). Датчик касания также позволяет определить препятствие и в зависимости от задания реагировать тем или иным образом. Датчик света – определяет уровень освещенности. Датчик цвета – позволяет определять роботу цвет. Одно из заданий Международной олимпиады по робототехнике в категории Ван Гог, рассчитано для этого датчика. Дано поле, разделенное на две половинки черными линиями, с одной стороны стоят кубики красного, синего, жёлтого и черного цветов, а с другой столбики того же цвета.  Смысл задания в том, чтобы робот нашел все кубики и перенес их на столбики соответствующего цвета максимально быстро. Датчик звука – слух робота. На пример, позволяет начать движение по сигналу (хлопок).

Существует множество языков и сред программирования под NXT. Если говорить о самых известных и используемых, то их можно разделить на графические (NXT-G (Lego Mibdstorms Edu NXT), ROBOLAB, LabView) и текстовые, основанные на существующих языках программирования (RobotC, NXC). На начальном этапе изучения программирования отлично подходят графические, поскольку  позволяют наглядно отображать алгоритм работы программы. Текстовые языки хороши для тех, кто уже владеет искусством программирования достаточно хорошо и уже знает эти языки.

Таким образом, использование конструкторов такого вида позволяет решить сразу две задачи: научить конструировать и программировать. Это в свою очередь дает возможность использовать Лего-роботов в образовательном процессе не только на уроках информатики, но и на других предметах и во внеурочной деятельности.

На уроках физики конструкторы Lego могут быть задействованы при изучении разделов «Механика» (блоки, рычаги, виды движения, преобразование энергии, законы сохранения), «Молекулярная физика» (свойства газов, реальные газы, элементарные механизмы, пневматика и гидравлика) и др. При этом учитель может проводить демонстрационные, фронтальные лабораторные эксперименты, организовать научно-исследовательскую деятельность и лабораторные работы учащихся.

На уроках информатики, при изучении алгоритмизации и программирования,  визуальная среда программирования дает возможность учащимся буквально «потрогать руками» абстрактные понятия информатики (такие как команда, система команд исполнителя, алгоритм и виды алгоритмов, программа для исполнителя), воплощенные в поведении созданного ими материального объекта.

Исходя из вышесказанного, внедрение в образовательный процесс конструкторов LEGO является важным условием реализации системно-деятельностного подхода. А так же позволяет привлечь широкий круг учителей и учащихся к практике конструирования и программирования, позволяет раскрыть новые конструкторские таланты и технологические решения.