Савгильдина Елена
Инновационная технология STEM в дошкольном образовании
Дошкольное образовательное учреждение является первой образовательной ступенью и выполняет важную функцию подготовки детей к школе. Внедрение новых подходов и инновационных технологий к образовательному процессу дошкольного образовательного учреждения способствует более качественному и успешному развитию операционных структур логического мышления, памяти, внимания, воображения, наблюдательности, математических способностей детей.
Развитие современной науки и техники ставит новые задачи перед дошкольным образованием.
Публикация «Инновационная технология STEM в дошкольном образовании» размещена в разделах
Проблема математического развития дошкольников на всех этапах развития образования является одной из актуальных, так как развитие у детей логического мышления является необходимым условием умственного развития личности. Основы развития интеллекта ребенка именно в возрасте от 4 до 7 лет формируют основную базу знаний для его успешного развития в дальнейшей учебной деятельности.
Математические способности оказывают прямое влияние на умственное развитие дошкольника. Ребенку гораздо больше приходится смотреть на окружающий мир «математическим взглядом», нежели взрослому человеку. Причина заключается в том, что за короткий период детскому мозгу необходимо разобраться с формами и размерами, геометрическими фигурами и пространственной ориентацией, уяснить их характеристики и отношения.
Математические способности у детей относят к категории врождённых талантов. Первые шаги к изучению математики малыши делают ещё в дошкольном возрасте. Математическое мышление тесно связано с творчеством, уровнем развития умственных способностей. Но не все дети с лёгкостью осваивают точную науку. Почему так происходит? И можно ли развить математические способности у ребёнка?
Неправильно думать, что детский ум ограничен и не способен понять математику. Как и любой другой природный дар, математические способности откроются только в результате правильного, системного развития. А значит, в обучении детей не то, что можно, очень важно с раннего дошкольного возраста уделять внимание развитию этих задатков.
Инновационные продукты и прогрессивные технологии являются базовой составляющей современной образовательной системы. Они позволяют специалистам наилучшим образом подготовить подрастающее поколение к возможным трудностям взрослой жизни, которые могут возникнуть при выборе подходящей профессиональной деятельности.
В связи с широким внедрением в образовательное пространство дошкольных образовательных организаций требований Федерального государственного образовательного стандарта, много говорится о возможностях использования инновационных технологий, подтвердивших свою практическую эффективность.
Одной из инновационных технологий, применяемых во всем мире, способствующих формированию элементарных математических представлений у воспитанников в условиях дошкольного образовательного учреждения является STEAM– технология.
STEM образование в детском саду это комплексное обучение, которое включает в себя одновременное исследование базовых принципов точных наук. К ним относится инженерия, математика, технология. Дети учатся видеть взаимосвязь происходящих событий, лучше начинают понимать принципы логики и в процессе создания собственных моделей открывают для себя что-то новое и оригинальное. Комплексный подход способствует развитию их любознательности и вовлечению в образовательный процесс.
Ведущая составляющая STEM обучения — это экспериментально-инженерная деятельность. В игровой форме дети учатся считать, измерять, сравнивать, приобретать навыки общения. Это помогает им приобретать необходимые математические, филологические и инженерные навыки. Дети в знакомых предметах определяют новые и неизвестные для себя свойства. Непринужденные занятия в форме увлекательной игры развивают воображение и творческий потенциал.
STEAM–технология в дошкольной образовательной организации это :
- экспериментирование,
- конструирование,
- математика
- творчество.
Кроме развития у дошкольников навыков практической деятельности STЕАM-технология создает условия для переживания детьми реальных жизненных ситуаций.
Именно это свойство STEАM–технологии создает эффективную среду для организации работы по развитию математических способностей детей дошкольного возраста.
Основные преимущества STEM технологий :
1. Развивают любознательность.
2. Помогают выработать инженерные навыки.
3. Позволяют приобрести качества, необходимые для работы в команде.
4. Содействуют умению анализировать результаты проделанных мероприятий.
5. Способствуют наилучшей познавательной активности дошкольников.
Игрушки «STEАM» моделируют реальность, концентрируют внимание детей, включают их в продуктивную комбинированную практическую деятельность, включающую в себя исследовательскую работу, конструирование, математику и творчество.
Образовательный модуль «Математическое развитие» - комплексное решение задач математического развития с учетом возрастных и индивидуальных особенностей детей.
Для формирования элементарных математических представлений у воспитанников данную технологию можно использовать при организации познавательно-исследовательской деятельности в таких видах системы работы дошкольного образовательного учреждения, как режимные моменты, организованная образовательная деятельность, развлечения.
Знакомство детей с основными областями математической действительности величиной и формой, пространственными и временными ориентировками, количеством и счетом происходит постепенно, поэтому задачи математического развития на разных возрастных этапах различно. Содержание каждой задачи имеет свою специфику и требует продуманного подбора, наиболее подходящих методов и приемов её реализации и компонентов развивающей предметно пространственной среды. Содержание модуля характеризуется комплексностью, в нем объединены игры и пособия для арифметической, геометрической, логической и символической направленности.
Освоение математической действительности наиболее эффективно, если оно происходит в контексте практической и игровой деятельности. В своей работе в математическом модуле STEM образования выделяются 5 направлений:
1 направление - Знакомство с геометрическими понятиями;
2 направление - Знакомство с величинами;
3 направление - Знакомство с числами в пределах 10 и 20;
4 направление - Знакомство со сложением и вычитанием.
5 направление – Развивающие игры
1 направление - Знакомство с геометрическими понятиями;
Пример практика: «Геометрические формы» познакомить детей с понятием многоугольник как обобщением понятий треугольник, квадрат, прямоугольник. Прежде чем познакомить детей с многоугольником нужно внести модель новой фигуры - пятиугольника. И не называя ее, предложить внимательно ее рассмотреть, сравнить с квадратом и прямоугольником, найти общее и отличное. Дети указывают, что обе фигуры имеют вершины, углы и стороны, но в новой фигуре пять вершин, углов, сторон, в отличие от квадрата и прямоугольника. Воспитатель предлагает подумать, как можно назвать эту новую фигуру.
Дети называют ее пятиугольником. Далее детям можно предложить расположить фигуры по порядку возрастания количества вершин, углов. Так выкладываются треугольник, квадрат, прямоугольник, трапеция и пятиугольник. Далее разобрать новый принцип группировки фигур, объединяя в одну группу фигуры с равным количеством углов. В результате образуется три группы : треугольник, четырехугольник и пятиугольник. На данном этапе, обратить внимание детей на группы, выделенные по количеству углов, называет все это множество многоугольниками. При знакомстве с разными фигурами дети учатся видеть их особенность, их сходство и различие; важно подвести их к вполне доступным им обобщениям: хотя треугольники и четырехугольники бывают разные, но являются одной из разновидностей многоугольников. Таким образом, в результате занятия дети узнают, что одни формы оказываются подчиненными другим, понятие четырехугольник обобщает понятие квадрат, прямоугольник, трапеция, а понятие многоугольник обобщает все четырехугольники, все треугольники, пятиугольники, шестиугольники, независимо от размера и вида.
Материалы модуля позволяют накладывать фигуры друг на друга, комбинировать разные фигуры, обводить контуры фигур. Одним из эффективных приемов является зрительный диктант. Педагог или, возможно, ребенок предлагает детям располагать фигуры на листе, следуя его инструкциям, например: «Расположить квадрат на середине листа бумаги, вокруг квадрата разместить восемь треугольников острым углом к квадрату, между треугольниками - маленькие круги, а над треугольниками - квадраты; в левом верхнем и нижнем углах, а также в правом верхнем и нижнем углах разложить круги».
2 направление - Знакомство с величинами;
При знакомстве дошкольников с величинами выделяются общие этапы, характеризующиеся общностью предметных действий ребенка, направленных на освоение понятия «величина».
1-й этап. Выделение и распознавание свойства и качества предметов. Сравнение их без измерения.
Сравнивать без измерения можно длину (на глаз, приложением и наложением, массы (прикидкой на руке, емкости (на глаз, площади (на глаз и наложением, время (ориентируясь на ощущение длительности или какие-то внешние признаки этого процесса — времена года различаются по сезонным признакам в природе, время суток — по движению солнца и т. п.). Сравнение величин с использованием промежуточной мерки. Данный этап очень важен для формирования представления о самой идее измерения посредством промежуточных мер. Мера может быть произвольно выбрана ребенком из окружающей действительности (для емкости — стакан, для длины — ленточка). При использовании промежуточных мер необходимо познакомить ребенка со способом счета мер посредством меток. В качестве метки может быть использован любой предмет — палочки, фигурки, пуговицы, кубики и т. п. Отмечая каждую отложенную мерку, например, кружком, ребенок получает условную предметную модель процесса измерения величины. Такую модель называют меточная форма числа, и она соответствует количеству мер, полученному при измерении данной величины. Таким образом, используя меточную форму числа, ребенок фактически устанавливает связь между числом как мерой величины и числом как характеристикой количества (в данном случае — количества мер) в наглядной форме. После завершения такого процесса достаточно сосчитать метки мерок, чтобы получить численное значение величины (например, 38 попугаев). Использование этих приемов позволяет обогатить систему заданий на измерение величин заданиями на сравнение, на уравнивание, на установление разницы (на сколько больше — меньше)
Пример практика: дать представления о длине. Научить сравнивать предметы по длине (на палочках). В занятии предлагаются правила измерения длины, которые понятны детям и доступны для повторения. Воспитатель заранее отбирает палочки, немного отличающиеся по длине и палочки, одинаковые по длине, раскладывает их перед детьми. Визуально дети попробуют определить, какая из палочек длинная, короткая, есть ли одинаковые по длине. Проверяют все высказанные варианты путем точного соизмерения, сравнения. Для того чтобы сравнить две палочки, необходимо приложить одну к другой. Концы обеих палочек совмещают или уравнивают слева. Затем надо определить, совместились ли, совпали два других конца (края) палочек справа. Если края полностью совпали, то палочки одинаковые, равные по длине. Если края полосок не совпали, то палочки разные, неодинаковые: одна длиннее, другая короче. Выстраивается лестница из палочек, определяется словами их длина.
3 направление - Знакомство с числами в пределах 10 и 20;
Познание чисел и освоение действий с числами - важнейший компонент содержания математического развития. Посредством числа выражаются количество и величины. Оперируя только числами, которые являются показателями количеств и величин объектов окружающей действительности, сравнивая их, увеличивая, уменьшая, можно делать выводы о точном состоянии объектов действительности. Этапы формирования количественных представлений в дошкольном возрасте – дочисловая деятельность, овладение счетной деятельностью.
Для правильного восприятия числа, для успешного формирования счетной деятельности, необходимо, прежде всего, научить детей работать с множествами. :
-видеть и называть существенные признаки предметов;
-видеть множество целиком;
-выделять элементы множества;
-называть множество (обобщающее слово) и перечислять его элементы;
-составлять множества из отдельных элементов и из подмножеств;
-делить множество на классы;
-упорядочивать элементы множества;
-сравнивать множества по количеству путем соотнесения один к одному;
-создавать равночисленные множества;
-объединять и разъединять множества (целое и части).
Счетная деятельность
Владение счетом включает в себя:
-знание слов-числительных и называние их по порядку;
-умение соотносить числительные элементам множества «один к одному» (устанавливать взаимно-однозначное соответствие);
-выделение итогового числа.
Владение понятием числа включает в себя:
-понимание независимости результата количественного счета от его направления, расположения элементов множества и их качественных признаков (размера, формы, цвета и др. ; -понимание количественного и порядкового значения числа.
Представления о натуральном ряде чисел и его свойствах включает в себя:
-знание последовательности чисел (счет в прямом и обратном порядке, называние предыдущего и последующего числа);
-знание образования соседних чисел друг из друга (путем прибавления и вычитания единицы);
-знание связей между соседними числами (больше, меньше).
Примеры игр на обучение счету:
Положи столько же
Покажи столько, сколько предметов
Отсчитай…
Сколько?
Драматизация сказки
Что изменилось?
Необходимо научить детей различать понятия
Количество (свойство конкретного множества, отражающее сколько в нем элементов).
Число (абстрактное математическое понятие, характеризующее общее свойство конечных равномощных множеств).
Цифра (знак для записи чисел).
Учить детей обозначать это число цифрой как печатной, так и прописной необходимо после знакомства с образованием числа.
Для закрепления записи цифр мы используем различные об-следовательские действия:
· обведение пальцем,
· написание цифр пальцем в воздухе,
· «песчаные цифры,
· выкладывание из счетных палочек, деталей конструктора, из ниток на бархатной бумаге,
· лепка цифр из пластилина,
· написание цифр пальцем на крупе,
· штриховка контурных цифр,
· чтение известных литературных произведений.
4 направление - Знакомство со сложением и вычитанием.
Сложения и вычитания целесообразно распределить на три этапа:
1-й этап — подготовка к правильному пониманию различных сюжетных ситуаций, соответствующих смыслу действий — организуется через систему заданий, требующих от ребенка адекватных предметных действий с различными совокупностями;
2-й этап — знакомство со знаком действия и обучение составлению соответствующего математического выражения;
3-й этап — формирование собственно вычислительной деятельности (обучение вычислительным приемам).
Пример: Ситуаций, моделирующих объединение двух множеств.
Задание. Возьмите три морковки и два яблока (наглядность). Положите их в корзину. Как узнать, сколько их вместе? (Надо сосчитать.)
Цель. Подготовка ребенка к пониманию необходимости выполнения дополнительных действий (в данном случае — пересчет) для определения общего количества предметов совокупности.
Задание. На полке стоят 2 чашки и 4 стакана. Обозначьте чашки кружками, стаканы квадратиками. Покажите, сколько их вместе. Сосчитайте.
Цель. Подведение ребенка к пониманию смысла операции объединения, а также обучение переводу словесно заданной ситуации в условную предметную модель. Такая модель помогает ребенку абстрагироваться от конкретных признаков и свойств предметов и сосредоточиться только на количественной характеристике ситуации.
Задание. Из вазы взяли 4 конфеты и 1 вафлю. Обозначьте их фигурками и покажите, сколько всего сладостей взяли из вазы. Сосчитайте.
Цель. Подвести ребенка к пониманию того, что смысл ситуации определяется не «главным словом» : «взяли» (типичной ошибкой даже в школе в этой ситуации является действие 4-1, а соотношением между данными и тем, что требуется найти. Условная предметная модель в этой ситуации помогает абстрагироваться от «мешающего» слова «взяли», поскольку показ рукой «всего взятого» обычно выглядит как охватывающее движение всей совокупности.
Ситуаций, моделирующие вычитание. Подразделяется на три вида предметных действий:
а) уменьшение данной совокупности на несколько единиц;
б) уменьшение на несколько единиц совокупности, сравниваемой с данной;
в) разностное сравнение двух совокупностей (множеств).
На подготовительном этапе ребенок должен научиться моделировать на предметных совокупностях все эти ситуации, понимать (т. е. правильно представлять) их со слов воспитателя, уметь показывать руками как процесс, так и результат предметного действия, а затем характеризовать их словесно.
Задание. Бабочка порхала над цветочной поляной. Всего цветов было 9. Обозначьте цветы кружками. Пришел Слоненок и нечаянно наступил на 2 цветка. Что надо сделать, чтобы показать, что случилось? Покажите, сколько цветов теперь сломал Слоненок.
Цель. Подвести ребенка к пониманию смысла ситуации удаления числа множества. Учить моделировать эту ситуацию на условной предметной наглядности, помогающей абстрагироваться от несущественных чист, признаков предметов и сосредоточиться только на изменении кол и-ни венной характеристики ситуации.
Задание. У Зайчика было 6 морковок. Обозначьте их кружками. Несколько он съел, морковок стало меньше. Что надо сделать, чтобы показать, что случилось, почему вы убрали 4 кружочка? (Стало на 4 меньше.) Покажи | оставшиеся морковки. Сколько их?
Цель. Учить ребенка составлять условную предметную модель словами
Но по заданной ситуации и соотносить словесную формулировку с удалением элементов.
Задание. На одной полке 5 чашек. Обозначьте чашки кружками. А на другой — 8 стаканов. Обозначьте стаканы квадратиками. Поставьте их так, чтобы сразу было видно, чего больше, стаканов или чашек? Чего меньше? На сколько?
Цель. Учить ребенка составлять условную предметную модель словес но заданной ситуации и учить соотносить словесную формулировку «на сколько больше» и «на сколько меньше» с процессом сравнения множеств и количественной оценкой разницы числа элементов.
Наша работа основана на принципах развития и усложнения. Предыдущий этап обучения предполагает формирование базовых знаний и умений для освоения последующего этапа.
5 направление – Развивающие игры
В этом направлении мы опишем несколько видов игр. Уникуб. Сложи узор Кубики для всех «Световид».
Развивающие игры STEM образования математический модуль - это в первую очередь игры творческие. В работе с такими играми следует предоставлять детям больше самостоятельности. При выполнении заданий ребенок может допускать ошибки, поэтому лучше дать возможность отыскать их самостоятельно. При необходимости, воспитатель может помочь в исправлении ошибки. Начинать любую игру необходимо с посильных для ребенка задач. Ко всем играм прилагаются готовые узоры-задания.
В качестве первой игры можно выбрать «Сложи узор» и первые задания к нему. Далее следует вводить «Уникуб» и «Кубики для всех- Световид».
Данный порядок введения игр - один из возможных. Он может быть изменен в зависимости от индивидуальных особенностей ребенка: его возраста, уровня развития мыслительных операций. Последовательность ознакомления с играми также во многом обусловлена заинтересованностью ребенка, направленной на выполнение тех или иных заданий.
Игра «Сложи узор» Развивает у детей способность к анализу и синтезу. Мы используем вариацию заданий в игре - срисовывание узоров с кубиков. Это более сложный вид работы с кубиками, развивающий графические навыки. Рисование узора требует больше времени, чем его складывание из кубиков, поэтому количество заданий на срисовывание должно быть небольшим.
Еще один вид работы с кубиками, наиболее насыщенный творческими элементами, это составление новых узоров. Этот узор должен быть красивым, симметричным, напоминающим своим видом какой-либо предмет.
Наличие нескольких комплектов игры «Сложи узор» дает возможность организации соревновательной деятельности среди детей. Оптимальное количество участников: 3-5 человек.
Игра «Уникуб» Развивает у ребенка пространственное представление, образное мышление, способность комбинировать, конструировать, сочетать форму и цвет, складывая объемную фигуру. Воспитатель предлагает ребенку начать действия с кубиками с наиболее легких заданий. Задания в «Уникубе» от многих детей могут потребовать повышенной концентрации внимания, дополнительного сосредоточения, поэтому их количество не должно быть большим. Непосредственно руководство педагога игрой направлено на развитие самостоятельности детей, их творческих способностей. Воспитатель наблюдает, как ребенок сначала осваивает складывание простых построек, затем свободно комбинирует форму и цвет с целью реализации своего замысла. Настоящая творческая работа у ребенка начинается с придумывания и складывания новых моделей. Признаком хорошего овладения «Уникубом» служит не только умение выполнить задание, но и затрачиваемое на это время.
Описанные игры развивают различные познавательные процессы: внимание, зрительную память, пространственное воображение; стимулируют способность к комбинированию, предвидению результатов своих действий.
