Інженерна освіта в школі: використання освітньої робототехніки у процесі дослідницького навчання предметів природничо-математичного циклу

Abstract

Розглядаються розроблені та апробовані в рамках експериментального дослідження варіативні моделі дослідницького навчання предметів природничо-математичного циклу з педагогічно виваженим використанням комп’ютерно орієнтованих методичних систем. Забезпечується концентрація навчальних ресурсів, багатогранність індивідуальних траєкторій розвитку особистості учнів та результатів формування необхідних міжпредметних та метапредметних знань; доступність та рівність можливостей учнів в навчанні; орієнтація змісту, форм та технологій підготовки учнів на інтеграцію освітню, наукову, дослідницьку, виробничу в умовах дослідницького навчання. Здійснено ґрунтовний аналіз шляхів впровадження освітньої робототехніки і електронних лабораторних комплексів в закладах загальної освіти та добір ефективних шляхів в контексті неперервності освіти. Пропонуються рекомендації, отримані в результаті апробації факультативних курсів в навчально-виховному процесі та позашкільній діяльності, які за змістом погоджені з чинними програмами предметів природничо-математичного циклів. Для організації пізнавальної діяльності школярів у сфері освітньої робототехніки пропонується ряд конструкторів, використання яких дозволяє учневі досить впевнено зібрати структуру, під’єднати датчики і електродвигуни, скласти програму і запустити модель робота. Здійснено узагальнення досвіду в рамках експериментального дослідження щодо впровадження та використання STEM–підходів в освітньому процесі та позашкільній діяльності в контексті неперервності освіти. Дослідження присвячено одній з найбільш актуальних в теоретичному плані проблем – проблемі психологічної природи та умов розвитку інтелекту учнів. Напрямок такого дослідження має фундаментальний характер, оскільки йдеться про розроблення нової концепції розвитку інтелекту дітей під час дослідницького навчання предметів природничо-математичного циклу в школі. Обчислення кореляції між показниками переваги у ставленні учнів до використання інформаційних ресурсів і рівнями інтелектуального розвитку учнів для окремих груп інформаційних ресурсів використовуються для здійснення коригування авторської методики дослідницького навчання з метою педагогічно доцільного та методично вмотивованого добору навчальних ресурсів для мінімізації протиріч з врахуванням рівнів інтелектуального розвитку учнів, характерними для конкретної групи учнів. Матеріали призначені для вчителів, будуть корисними викладачам і студентам педагогічних університетів.

Тhe Paper describes developed and validated in pilot study variable model of research training subjects of natural-mathematical cycle with pedagogically balanced use of computer-oriented methodical systems. Provided by the concentration of educational resources, the diversity of individual trajectories of development of the individual student and the results of the formation of the necessary interdisciplinary competences and metapragmatic; accessibility and equality of opportunity of students in training; the orientation of the content, forms and technologies of training students to integrate educational, scientific, research, production in terms of research training. Carried out detailed analysis of the ways of implementing educational robotics and digital laboratory facilities in institutions of General education and the selection of optimal paths in the context of continuity of education. Offers recommendations resulting from the testing of optional courses in the educational process and extracurricular activities, that content is harmonized with existing programs of subjects of naturalmathematical cycles. For the organization of cognitive activity of students in the field of educational robotics offers a number of constructors that allow a student to gather enough structure to connect sensors and motors to make the program and run the robot model. Implemented the lessons learned from the pilot study on the implementation and use of STEM approaches in the educational process and extracurricular activities in the context of continuity of education. The Study focuses on a pressing theoretical problem – the problem of psychological nature and conditions of intellectual development. The direction of such research is of fundamental nature, since we are talking about developing a new concept for the development of children's intelligence during a research study of subjects of natural-mathematical cycle in the school. Calculating the correlation between the indicators of benefits in the students ' attitude to use of information resources and levels of intellectual development of students to particular groups of information resources used to perform correction of the author's technique of research training with the aim of pedagogically appropriate and methodologically motivated selection of educational resources to minimize contradictions with regard to levels of intellectual development of pupils, specific groups of students. The materials are intended for teachers, will be useful to teachers and students of pedagogical universities.