Дипломная работа (ВКР) — бакалавр, специалист на тему «LEGO-конструирование и робототехника в начальной школе как средство познавательного развития детей младшего школьного возраста»

Содержание:

Введение. 3

Глава I.
Теоретические аспекты применения LEGO-конструирования и робототехники как
средства развития познавательных способностей, предпосылок инженерного мышления
и технического творчества детей младшего школьного возраста. 8

1.1.
Проблема развития познавательных способностей, предпосылок инженерного мышления
и технического творчества детей младшего школьного возраста в
психолого-педагогической литературе. 8

1.2. LEGO-
конструирование и робототехника как средства всестороннего развития детей
младшего школьного возраста. 15

1.3.
Возрастные особенности, способствующие развитию познавательных способностей,
предпосылок инженерного мышления и технического творчества у детей младшего
школьного возраста. 21

1.4. Содержание
работы учителя по применению LEGO-конструирования и робототехники как средства
развития познавательных способностей, предпосылок инженерного мышления и
технического творчества у детей младшего школьного возраста в начальной школе. 29

Выводы по
первой главе. 36

Глава
II. Опытно-экспериментальная работа по применению LEGO- конструирования и
робототехники как средства развития познавательных способностей, предпосылок
инженерного мышления и технического творчества детей младшего школьного
возраста. 38

2.1.
Определение уровня развития познавательного развития, предпосылок инженерного
мышления и технического творчества детей младшего школьного возраста. 38

2.2.
Методики развития познавательного развития, предпосылок инженерного мышления и
технического творчества детей младшего школьного возраста  43

2.3.
Результаты применения LEGO- конструирования и робототехники как средства развития
познавательных способностей, предпосылок инженерного мышления и технического
творчества детей младшего школьного возраста  54

Выводы по
второй главе. 57

Заключение. 59

Список
литературы.. 62

Приложения. 68

Введение:

Актуальность темы исследования. В требованиях,
прописанных в ФГОС НОО [49] отмечается необходимость создания инновационной,
творческой учебно-предметной среды, которая способствует формированию ключевых
и предметных компетентностей учащихся, развития активных, самостоятельных,
творческих и духовно развитых граждан, способных стратегически и креативно
мыслить, продуцировать новые, неожиданные идеи, решать проблемные ситуации и
принимать эффективные решения.

В федеральном законе «Об образовании в Российской
Федерации» задекларирована общественная потребность в познавательном развитии
учащихся начальных классов, в частности и на основе современных и креативных
технологий, способствующих развитию творческих и технических способностей,
инженерному мышлению уже с начального этапа образования. Реализация данной цели
будет способствовать LEGO-конструирование
и робототехника.

Как известно, в начальной школе изучение основ создания
робототехники происходит во время познания информатики, математики,
естественных дисциплин, а также как специального курса на факультативных
занятиях. В условиях дополнительного образования ознакомление с основами
робототехники осуществляется во время проведения учебных экспериментов из
смежных областей знаний — физики, электроники, мехатроники, автоматики,
биологии, химии. Тем самым образовательное пространство расширяется новыми
сферами познания, определяются перспективные векторы его развития. Разумеется,
изучение законов реального мира кибернетическими способами для создания моделей
роботов в привлекательном для младших школьников в образовательном
пространстве, стимулирует их к научно-техническому творчеству, способствует
развитию мотивации к инновационной интеллектуальной деятельности. Поэтому в
научной литературе интенсифицируются поиски новых подходов к обучению основам
робототехники, создаются кибернетические способы формирования
инженерно-конструкторского мышления, разрабатываются программы внедрения в
учебный процесс инноваций в области робототехники.

Степень научной разработанности.

Теоретические основы проблемы развития способностей
учащихся начальных классов освещены в трудах Б.Д. Шадрикова, С.Л. Рубинштейна,
Б.М. Теплова, Д.А. Леонтьева.

Отдельные аспекты проблемы развития познавательных
способностей и инженерно-конструктивного мышления учащихся раскрыты в трудах
Я.А. Пономаревой, В.Н. Дружинина, А.А. Деркача, А.М. Гопки и др.

Вопросы по методике LEGO-конструирования и робототехники были разработаны в
трудах И.Р. Гайсиной, Д.А, Гагарина, В.Н. Халамова, С.А. Филиппова, А.С.
Заказова.

Однако имеющаяся практика решения исследуемой проблемы
имеет преимущественно фрагментарный характер, что вызвано отсутствием системных
дидактических исследований соответствующего направления. Актуальность работы
обусловлена необходимостью преодоления противоречия между насущной потребностью
в воспитании учащихся начальной  школы
как творческих личностей и не разработанностью теоретически обоснованной
дидактической системы познавательного развития учащихся начальной школы в
процессе изучения LEGO-конструирования
и робототехники.

На основании противоречия,
обозначим проблему исследования: каковы педагогические условия развития
познавательных способностей, предпосылок инженерного мышления и технического
творчества детей младшего школьного возраста средствами LEGO- конструирования и
робототехники.

Ведущей концептуальной идеей исследования является
положение о том, что познавательное развитие личности должно начинаться в
начальной школе, соответствовать национальным трендам развития образовательных
систем и иметь системный характер. Весомым фактором является опора на
STEM-образование (Science – естественные науки, Technology – технология,
Engineering – инженерия, Mathematics – математика), что является объединением
наук и направлена на организацию творческой научно-исследовательской
деятельности в условиях междисциплинарного и проектного подходов. Актуальность,
теоретическая и практическая значимость проблемы, ее недостаточная
разработанность в научном плане, а также потребность преодоления выявленных
противоречий обусловили выбор темы исследования «LEGO-конструирование и робототехника в начальной школе
как средство познавательного развития детей младшего школьного возраста».

Объект исследования: средства развития познавательных
способностей у младших школьников.

Предмет исследования: потенциальные возможности
LEGO-конструирования и робототехники как средства развития познавательных
способностей у младших школьников.

Цель исследования: теоретически
обосновать, экспериментально проверить и выявить эффективные методы и приемы развития
познавательных способностей, предпосылок инженерного мышления и технического
творчества детей младшего школьного возраста средствами LEGO- конструирования и
робототехники.

Гипотеза исследования: LEGO –
конструирование и робототехнику можно считать средством развития познавательных
способностей у обучающихся, при условии:

— создания соответствующей предметно-пространственной
образовательной среды;

— проведения предварительной работы с
детьми;

— включения LEGO — конструирования и
робототехники в различные виды деятельности;

— организации детской деятельности на условиях равенства
и партнерства (со взрослыми и сверстниками).

В
результате определения цели, объекта и предмета исследования были выделены
следующие задачи:

1. Осуществить анализ психолого-педагогической литературы по
проблеме развития познавательных способностей, предпосылок инженерного мышления
и технического творчества детей младшего школьного возраста в
психолого-педагогической литературе.

2. Изучить методику
LEGO-конструирования и робототехники как средства развития детей младшего
школьного возраста.

3. Выявить возрастные особенности, способствующие развитию
познавательных способностей, предпосылок инженерного мышления и технического
творчества у детей младшего школьного возраста.

4. Провести опытно-экспериментальную работу по применению
LEGO-конструирования и робототехники как средства развития познавательных
способностей, предпосылок инженерного мышления и технического творчества у
детей младшего школьного возраста в начальной школе.

5. Проанализировать результаты опытно-экспериментальной
работы.

Теоретико-методологической
основой исследования обусловлена фундаментальными исследованиями феномена
способностей (С.Л. Рубинштейн, Б. Теплов), что дало возможность раскрыть суть
понятийно-терминологического аппарата исследования; результатами научных
поисков ученых по вопросам познавательного развития учащихся начальных классов
в целом и креативности как общей интеллектуальной способности к творчеству в
частности (И. Гриненко, В. Павленко, С. Сысоева).

В работе были использованы
следующие методы:

— теоретические (анализ психолого-педагогической и методической
литературы);

 — эмпирические методы
(педагогический эксперимент, включающий в себя констатирующий, формирующий и
контрольный этапы).

Теоретическая значимость исследования:

1. изучена тематическая литература по проблеме познавательного развития
детей младшего школьного возраста,

2. определена специфика LEGO-конструирования и
робототехники как средства развития детей младшего школьного возраст,

3. выявлены методические аспекты
применения LEGO-конструирования и робототехники как средства развития детей
младшего школьного возраст,

4. разработаны и экспериментально
проверены педагогические условия по познавательному развитию младших школьников
посредством LEGO-конструирования и робототехники.

Практическая
значимость исследования определяется
возможностью применения в педагогической практике теоретических и практических
выводов исследования, а также разработанной и апробированной нами методики
развития познавательного развития, предпосылок инженерного мышления и
технического творчества детей младшего школьного возраста.

Положения, выносимые на защиту:

1. Изучены теоретические аспекты познавательного развития
младших школьников в исследования отечественных ученых.

2. Разработаны и апробированы содержание и механизмы,
способствующие познавательного развития младших школьников LEGO-конструирования и робототехники.

3. Выявлены педагогические условия познавательного развития
у младших школьников посредством LEGO-конструирования
и робототехники.

4. Проведен анализ опытно – экспериментальной работы.

Опытно – экспериментальная база исследования: учащиеся 2 «А» и 2 «Б» классов Муниципального бюджетного
общеобразовательного учреждения «Средняя общеобразовательная школа № 4» г.
Сафоново.

Выпускная квалификационная работа (бакалаврская
работа) состоит из введения, двух глав (теоретической и экспериментальной),
заключения, списка литературы и приложения.

Заключение:

Развитие познавательных способностей учащихся начальных
классов определяем как специально организованный, управляемый процесс, который
осуществляется учителем и способствует развитию мотивационного,
коммуникативного, операционного и рефлексивного компонентов творческих
способностей ученика. Основанием для теоретико-практического обоснования
проблемы развития познавательных способностей учащихся начальных классов в
процессе LEGO-конструирования и робототехники.

LEGO-конструирование
и робототехнику рассматриваем как творческое
пространство мировоззрения ученика, где он имеет возможность полноценно
реализовать свои потребности. Поэтому вся деятельность для внедрения LEGO-конструирования
и робототехники выстраивается так, чтобы способствовать
становлению творческой личности. Во-вторых, это внедрение в образовательное
пространство начальной школы альтернативных инновационных систем обучения,
задачей которых является развитие познавательных способностей.

В младшем школьном возрасте осуществляется активное
познавательное развитие. Происходит и изменение характера мышления школьника.
Участие в творческих процессах приводит к развитию мышления и качественной
перестройке восприятия и памяти, делая их более произвольными, регулируемыми.

В связи с появлением новых возможностей в организации
учебного процесса с использованием LEGO- конструирования и робототехники выделяются следующие компоненты образовательного процесса: урочная
деятельность; внеурочная деятельность.

Для
проверки эффективности использования LEGO-
конструирования и робототехники как средства развития познавательных
способностей, предпосылок инженерного мышления и технического творчества детей
младшего школьного возраста был проведен педагогический эксперимент,
который состоял из трех этапов: констатирующий, формирующий и контрольный. В эксперименте приняли участие младшие школьники, двух
паралельных классов, по 15 детей в каждом.

Сравнительный
анализ полученных данных позволил констатировать, что уровень сформированности
познавательных способностей у детей исследуемых групп несколько отличается: по
показателям он выше у детей контрольного класса. Однако в основном у детей двух
классов он находится преимущественно на среднем и низком уровнях.

С
детьми экспериментального класса были апробированы обозначенные педагогические
условия посредством использования LEGO- конструирования и робототехники. Занятия проводились во внеурочной деятельности в игровой форме. Каждый
ребенок был обеспечен оптимальным количеством LEGO-элементов (около 30-40
элементов на одного ребенка), которые, при необходимости, он мог найти в
расположенных на стеллажу коробках, куда они были расфасованы согласно своим
характеристикам, форме, цвету. Работа была разделена на два этапа: на первом
этапе вместе с детьми мы изучали названия деталей конструктора, формы и способа
крепления элементов; на втором – развивали их познавательные способности. На
занятиях используются были использованы три основных вида конструирования: по
образцу, по условиям и по собственному замыслу.

Реализация внеурочных занятий способствует привлечению детей
к творчеству через собственную социально значимую практическую деятельность.
Целый ряд специальных задач направленных на наблюдение, сравнение,
домысливание, фантазирование служат для достижения этой цели.

С целью проверки эффективности разработанной нами методики
была проведена повторная диагностика, которая позволила проследить динамику
показателей сформированности познавательных способностей, предпосылок
инженерного мышления и технического творчества детей экспериментального класса.

Анализ количественных данных позволяет увидеть динамику
сформированности выделенных показателей в течение эксперимента. Дети стали
предлагать новые, интересные идеи, нестандартные решения предложенных задач, ее
конструкции и ответы отличаются своей необычностью и оригинальностью. Дети
стали быстро адаптироваться в задании, генерирует широкое многообразие идей,
выраженных в виде конструкций, имеет значительное количество решений,
отвечающих требованиям задачи. Дети стали легко находить новые стратегии
решения задач, находит разнообразные идеи в относительно ограниченном ситуации,
быстро и без внутренних усилий переключается с одной идеи на другую. Дети стали
предлагать различные идеи в той или иной ситуации.

Таким образом, гипотеза исследования доказана.

Фрагмент текста работы:

Глава I. Теоретические аспекты применения
LEGO-конструирования и робототехники как средства развития познавательных
способностей, предпосылок инженерного мышления и технического творчества детей
младшего школьного возраста

1.1.
Проблема развития познавательных способностей, предпосылок инженерного мышления
и технического творчества детей младшего школьного возраста в
психолого-педагогической литературе Психолого-педагогический
дискурс познавательных способностей личности представлен
функционально-генетическим, деятельностным и личностно-деятельностным
подходами.

Прежде
всего, способности понимаются двояко: с точки зрения природного дарования, и с
точки зрения индивидуальных особенностей каждого человека. Вообще способности
очень активно начали изучаться изначально с точки зрения деятельности, т.е.
лабильность человека, которая помогает ему хорошо выполнять определенную
деятельность (Л.С Выготский [13], В.Н. Дружинин [42], С.Л. Рубинштейн [35] и
др.).

При
этом их классификацию осуществляют по следующим основам: происхождение
(биологически обусловленные и общественно — исторически обусловленные),
характер деятельности (общие и специальные); сфера проявления (теоретические и
практические) и тому подобное.

К
структурным компонентам способностей С.Л. Рубинштейн относит ведущие свойства
способностей: способность к формализованному восприятию материала, быстрому и
широкому обобщению объектов, оперированию свернутыми структурами, гибкость
мыслительных операций в деятельности, экономичность и рациональность решений и
тому подобное[35].

Именно,
с точки зрения деятельности (деятельностный подход) Д.А. Леонтьев рассматривал
способности в детской игре, учебной деятельности, трудовой, т.е. в любой
человеческой деятельности, при этом, он делал акцент на развитии личностных
отдельных детерминант, которые развивались в деятельности, и благодаря которым
проходило развитие личностных особенностей и способностей.