Сборник тезисов 30 мая, 2018 г

245
СОДЕРЖАНИЕ
 
ЭФФЕКТИВНЫЕ
 
РЕШЕНИЯ
 
STEAM-ОБРАЗОВАНИЯ 
С
 
LEGO
 
MINDSTORMS
 
КАК
 
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ 
МЕТОДИЧЕСКИЙ
 
ИНСТРУМЕНТ 
Янковская А. В.
Государственное учреждение образования «Лидский районный центр технического творчества»
Президент Республики Беларусь Александр Лукашенко 21 декабря 2017 года подписал 
Декрет № 8 «О развитии цифровой экономики». Документ создает беспрецедентные условия 
для развития ИТ-отрасли и дает серьезные конкурентные преимущества стране в создании 
цифровой экономики XXI века. Вторая цель декрета — инвестиции в будущее. Это IT-кадры 
и образование. У нас есть все шансы стать региональным центром компетенций в этой обла-
сти, — отметил Александр Лукашенко. 
Основная компетенция IT- образования — система STEAM. Если расшифровать данную 
аббревиатуру, то получится следующее: S — science, T — technology, E — engineering, A — 
art и M — mathematics. В переводе с английского это будет звучать так: естественные науки, 
технология, инженерное искусство, творчество, математика. Заметим, что данные дисци-
плины становятся самыми востребованными в современном мире. Именно поэтому сегодня 
система STEAM развивается, как один из основных трендов. STEAM-образование основано 
на применении междисциплинарного и прикладного подхода, а также на интеграции всех пяти 
дисциплин в единую схему обучения. 
Государственное учреждение образования «Лидский районный центр технического 
творчества» второй год использует легендарный набор LEGO Mindstorms — популярную ро-
бототехническую платформу, которая завоевала умы и сердца юных и опытных робототехни-
ков, педагогов и их учеников во всем мире. 
В 1998 году (а это 20 лет назад!) профессор Массачусетского технологического универ-
ситета (MIT) Сеймур Паперт (Seymour Papert) и компания LEGO представили первый «интел-
лектуальный модуль» LEGO и робототехнический набор Mindstorms. Спустя десятилетие это 
изобретение перевернуло представление об обучении, о творческих способностях учеников и 
преподавании естественно-научных и точных дисциплин во всем мире.
А началось все с того, что Кирк Кристиансен, глава компании LEGO и внук ее легендар-
ного основателя, всерьез занялся развитием новой линии конструкторов, основанных на ис-
пользовании пневматики и двигателей. Увидев телевизионное интервью профессора MIT Па-
перта, в котором ученый рассказывал о новом языке программирования для детей Logo, Кри-
стиансен был поражен и воодушевлен тем, насколько такой подход к обучению соотносится с 
ценностями компании LEGO.
Сердце третьей версии набора — микрокомпьютер EV3, управляющий моторами и дат-
чиками. Он обеспечивает связь микрокомпьютера EV3 и персонального компьютера или план-
шета по радиоканалам Bluetooth и Wi-Fi, а также способен регистрировать экспериментальные 
данные. Микрокомпьютер совместим с мобильными устройствами и питается от батарей типа 
АА или аккумуляторной батареи EV3.
Программируемый блок EV3 последнего поколения базируется на операционной системе 
Linux и имеет процессор на 300 МГц и ARM9 на 64 Мбайта оперативной памяти плюс флеш-
память на 16 Мбайт. Получается, что по сравнению с предыдущей версией NXT частота процес-
сора выросла в 6 раз, а ARM в 1024 раза. Также у EV3 имеется разъем USB и слот Micro SD.
Образовательное решение LEGO Mindstorms Education EV3 помогает будущим инжене-
рам и робототехникам создавать программы, используя среду графического программирова-
ния LabVIEW, и содержит два больших и один средний двигатели, два сенсорных, цветовой, 
гироскопический и сверхзвуковой датчики.
Разработчики LEGO Mindstorms Education EV3 позаботились о том, чтобы платформа 
поддерживала разные языки программирования: LabVIEW, Open Roberta Lab, CoderZ, RobotC, 

246 
Swift Playground компании Apple. При работе с EV3 педагог может выбрать разные предмет-
ные и тематические комплекты заданий, например, «Физические эксперименты EV3» или 
«Космические эксперименты EV3».
Стоит отметить отличия наборов для школ. Помимо кирпичиков LEGO, моторов, датчи-
ков и сенсоров, наборы для обучения включают учебно-методические материалы для педаго-
гов, вводные ознакомительные задания и детальные планы занятий, примеры проектных ра-
бот. Материалы позволяют педагогу с любым уровнем подготовки по программированию и 
робототехнике интегрировать работу с Mindstorms в учебный план.
С помощью LEGO Mindstorms Education EV3 ребята постигают работу различных механиз-
мов, базовые принципы программирования, воплощают в жизнь различные инженерные решения.
Теперь сложные понятия из курса физики, математики или информатики дети могут раз-
бирать на практике. Например, в состав учебных материалов LEGO Mindstorms Education EV3 
входит комплект заданий «Физические эксперименты EV3» из 14 лабораторных работ по та-
ким темам, как механика и динамика, сила и энергия, оптика и термодинамика.
Вспомните, из чего состоят уроки технического труда в школе? Часто они не соотносятся 
с реальной жизнью и не учат детей решать конкретные практические задачи. Робототехниче-
ские наборы для основной школы LEGO Mindstorms Education EV3 призваны решить эту про-
блему, предоставив педагогу увлекательный, практико-ориентированный и универсальный 
инструмент. Он с легкостью свяжет теоретическую часть предмета с осязаемыми примерами 
из реальной жизни.
EV3 — это также простой и наглядный инструмент для преподавания математики. Поль-
зуясь практическими робототехническими решениями, учащиеся составляют простые после-
довательности управляющих кодов и команды, которые на примере устройств ввода-вывода 
сигналов демонстрируют, к примеру, причинно-следственную связь. С помощью инструмен-
тов, заставляющих работать интуицию и строить предположения, ученики получают опыт 
формулирования гипотез.
Так реализуется теория STEM-обучения, которая помогает лучше усваивать различные 
дисциплины благодаря практическому применению. Учащиеся используют знания по матема-
тике и физике, на практике работают с такими понятиями, как физические ограничения, еди-
ницы измерения, системы координат, минимальные, максимальные, средние значения и ли-
нейные характеристики. 
Профессор Массачусетского технологического университета Митч Резник разрабатывал 
теорию практического обучения, которая легла в основу современного представления о 
STEAM-образовании. В основе STEAM-обучения лежат практико-ориентированный и меж-
дисциплинарный подходы, при которых ученики применяют знания из разных областей для 
решения конкретной задачи. Наиболее часто STEAM-подход используется при изучении ма-
тематики, физики и робототехники.
«Программирование не только для компьютерных умников, оно для всех», — утвер-
ждает Резник. Возглавляемая им Media Lab в МIT исследует влияние детской игры на процесс 
обучения. Выступая на международных симпозиумах и конференциях, Митч рассказывает, 
почему в современном мире именно программирование учит детей учиться. 
Конструктор Mindstorms, который стоял у истоков образовательной робототехники, се-
годня имеет десятки тысяч поклонников по всему миру. Возможно, все дело в том, что про-
граммирование с EV3 осуществляется при помощи специальной графической программы, ко-
торая интуитивно понятна и прекрасно подходит для обучения детей азам робототехники.
Увлечение робототехникой уже давно вышло за рамки школ. Юные инженеры с помо-
щью Mindstorms создают удивительные приспособления и механизмы. Например, 12-летний 
калифорнийский школьник Шубхам Банерджи собрал принтер Брайля из конструктора LEGO 
Mindstorms Education EV3. Робот, названный юным изобретателем BRAIGO, способен нано-
сить буквы алфавита в виде тактильных точек на рулоне бумаге. В качестве принтерной го-
ловки используются канцелярские кнопки.

247
СОДЕРЖАНИЕ
 
18-летний житель Андорры Давид Агилар, родившийся с недоразвитой правой рукой, 
создал протез конечности из конструктора LEGO по форме своего предплечья. По мере даль-
нейшей сборки каркас фиксируется все крепче, и это не дает ему соскальзывать. Молодой че-
ловек, осваивающий вторую ступень старшего школьного образования технической направ-
ленности, также интересуется компьютерными технологиями и робототехникой. Давид меч-
тает создать компанию по производству протезов в соответствии с индивидуальными потреб-
ностями каждого клиента.
С Mindstorms выросло уже несколько поколений юных инженеров и талантливых робо-
тотехников, а теория STEM-обучения, предложенная Митчем Резником, доказала свою состо-
ятельность. Время не стоит на месте, и теперь у педагогов есть незаменимый инструмент 
LEGO Mindstorms Education EV3 для объяснения практически любой абстрактной темы.
Решая любую производственную или бытовую задачу, человек использует знания из 
многих областей. Такой подход полезен и нужен современной белорусской школе в разрезе 
Декрета № 8 "О развитии цифровой экономики" для решения стратегически конструктивной 
второй его задачи. STEAM-образование сегодня активно применяется в Беларуси, но зачастую 
педагогам привычнее использовать другие термины, например, «проектная деятельность».
Постепенно мир уходит от образования в рамках отдельных предметов, и это неслу-
чайно. Образование лишь для передачи информации утратило актуальность. Сегодня любой 
школьник может зайти в Интернет и найти необходимые или недостающие сведения о пред-
мете исследования. А уметь этой информацией воспользоваться, применить ее на практике — 
вот правильное назначение образования. И робототехника для этого идеальный инструмент.
Применимо ли STEM-образование в белорусских школах? Считаю, что да. Сегодня вся 
система движется именно в этом направлении. Для белорусского учителя STEM-техноло-
гии — это в первую очередь новые инструменты, которые могут применяться в смежных об-
ластях знаний.
STEM — это возможность для педагогов пользоваться новыми технологиями не только 
в дополнительном образовании, но и для изучения информатики, математики, физики. Эти 
инструменты уже распространяются в белорусских школах, но еще не всем педагогам хорошо 
знакомы. В этом году, как и в предыдущих, уже сложилась практика проведения республикан-
ского конкурса JuniorSkills, в ходе которых учащимся предлагалось выполнить тематическое 
задание. После соревнований многие педагоги говорили, что робототехника — это очень пра-
вильный и эффективный инструмент, который даст толчок для использования новых инстру-
ментов в педагогической деятельности.
STEM-образование формирует у учащихся навыки творческого решения задач и умение 
критически мыслить. LEGO® Education помогает педагогам всего мира решать образователь-
ные задачи действенными, структурированными и соответствующими примерному учебному 
плану дидактическими разработками для уроков физики, технологии, технического творче-
ства и математики (в том числе и для уроков, проводимых по STEM методике). 
Эти решения помогают обучающимся усвоить трудные для понимания предметы, под-
держивают желание развивать критическое мышление, творить и изобретать новое. В основе 
образовательного подхода LEGO Education лежит принцип обучения через игру. 
Решения LEGO Education легко ввести в ежедневную работу в классе. Они пробуждают 
интерес к урокам и учебе, ставя перед учениками задачи, основанные на привычных образах 
и понятиях. Практический подход к учебе заметно повышает успеваемость и помогает всем 
учащимся основной школы достичь поставленных в учебном плане целей и можно добиться 
впечатляющих результатов с помощью решений для предметов STEM. 
LEGO Education и STEM-образование пробуждает в учениках любознательность и инте-
рес к учебе, поможет достичь целей учебного плана и повысить успеваемость учащихся, раз-
вивает у учащихся навыков и умений, необходимых в XXI веке 
Можно показать учащимся, как гипотезы, уравнения и планирование могут быть исполь-
зованы при решении конкретных жизненных задач. С помощью предлагаемых тем, тесно свя-

248 
занных с повседневной жизнью учащихся, и увлекательного создания физических и виртуаль-
ных моделей мы прививаем и развиваем необходимые в XXI веке универсальные учебные 
действия. Такое сочетание слаженной коллективной работы, обмена опытом и разделения обя-
занностей помогает вашим воспитанникам стать более самостоятельными и уверенными в 
своих силах. 
Также мы создаем условия для решения вместе со своими учениками встречающиеся в 
повседневной жизни темы и задачи, развиваем нужные в XXI веке универсальные учебные 
действия, навыки и компетенции, развиваем критическое мышление и творческие способно-
сти, упрощаем планирование уроков. 
Все комплекты учебных материалов включают в себя технологические карты и, по необ-
ходимости, раздаточные материалы для учеников. 
Робототехнические решения LEGO Education развивают у учеников научно-инженерные 
навыки и способность к разным типам деятельности. Их использование позволяет по-новому, 
современно построить процесс обучения научно-техническим дисциплинам и в начальной, и 
в основной школе. 
Мы изучаем решения для различных предметов — математика, физика, информатика, 
технология, проектная деятельность, разработка инновационных решений реальных проблем, 
с которыми сталкиваются современные ученые, разработка дизайна, конструирование, про-
граммирование и испытания роботов на платформе LEGO MINDSTORMS®, применение зна-
ний по математике и физике на практике, развитие уверенности в себе и навыков, необходи-
мых для успешной карьеры в будущем, в том числе умения критически мыслить, управлять 
своим временем, сотрудничать и общаться., участие в официальных турнирах и региональных 
мероприятиях. 
LEGO Education Afterschool Programs – это учебные курсы, призванные дополнить тра-
диционное дошкольное и начальное школьное образование. LEGO Education Afterschool 
Programs (LEAS), или Программы дополнительного образования LEGO Education, гаранти-
руют наличие доброй и веселой атмосферы, заботливых и профессиональных педагогов, ко-
торые проводят занятия, учитывая потребности и скорость обучения каждого ребенка. Занятия 
проходят по специально разработанным курсам, рассчитанным на год преподавания. Педагоги 
нашего центра работают в направлении развития и углубления данных программ, адаптацию 
их под свои потребности. 
Программы дополнительного образования LEGO Education основаны на четко опреде-
ленной системе обучения и преподавания: использовании книг для учителя, учебников, набо-
ров деталей, цифровых инструментов. Обучение в нашем центре начинается с шести лет, и год 
за годом дети развивают все больше навыков, которые пригодятся им в будущем. Они начи-
нают изучать принципы работы простейших механизмов, тренируя навыки критического и 
абстрактного мышления, а к 8 годам уже способны изучать основы роботостроения при по-
мощи программного обеспечения и наборов для строительства LEGO MINDSTORMS 
Education. 
По данным статистики, уровень спроса на STEAM-профессии с 2011 года возрос на 17%, 
в то время как спрос на обычные профессии возрос всего лишь на 9,8%, что говорит о большой 
востребованности данной системы образования во всем мире. 
Но с чем же связан такой высокий спрос? Во многих странах STEAM-образование в при-
оритете по некоторым причинам: 
В ближайшем будущем в мире и, следовательно, в Беларуси будет резко не хватать ин-
женеров, специалистов высокотехнологичных производств и т. д. 
В отдаленном будущем у нас появятся профессии, которые будут связаны с технологией 
и высокотехнологичным производством на стыке с естественными науками, в особенности 
будет большой спрос на специалистов по био- и нанотехнологиям. 
Специалистам потребуется всесторонняя подготовка и знания из самых разных областей 
технологии, естественных наук и инженерии. 

249
СОДЕРЖАНИЕ
 
Так чем же отличается данная система образования от традиционного способа обучения 
наукам? STEAM-образование подразумевает смешанную среду, в которой учащиеся начинают 
понимать, как можно применить научные методы на практике. Обучающиеся по этой про-
грамме, помимо математики и физики, изучают робототехнику, на которой программируют и 
конструируют собственных роботов. Перечисленные дисциплины взаимосвязаны, и STEM-
образование предполагает интегрировать их преподавание — изучать темы, а не отдельные 
предметы. Полученные знания ученики применяют, создавая реальные продукты в рамках 
проектно-ориентированного подхода. STEM-проекты могут быть выполнены в сферах робо-
тотехники, 3D-моделирования, 3D-анимации, веб-дизайна, программирования. 
Работа над проектом в STEM-обучении происходит в несколько этапов, каждый из кото-
рых приносит новые знания и навыки, в том числе навык добывать нужное знание: 
1) постановка задачи 
2) разработка проекта 
3) создание продукта современной научно-технической индустрии или его прототипа 
4) тестирование продукта 
5) обсуждение проекта 
Помимо знаний из перечисленных академических дисциплин работа над проектом тре-
бует креативности, развития организационных и коммуникативных навыков. Считается, что 
STEM-образование лучше готовит к реальной жизни, ломая стену между традиционным ауди-
торным образованием и практической работой над конкретными задачами. 
Существует конечно же и проблемное поле для привлечения детей к STEAM, которое 
требует решений уже сейчас. Данное образование должно начинаться с самого раннего до-
школьного возраста, а потому нужно внедрять программы в детские сады. Отметим, что язык 
науки - английский язык. Если хочешь изучать науку и быть ученым - нужно знать этот язык. 
Нужны программы STEAM-образования для девочек. Девочки в науке, благодаря своей акку-
ратности, могут сделать то, что не под силу мальчикам. Science is fun! Наука должна быть 
праздником, она должна захватывать и быть интересна учащимся. 
Таким образом, будущее за технологиями, а будущее технологий - за педагогами, педа-
гогами-тренерами нового формата, которые лишены предрассудков, не приемлют формаль-
ного подхода и могут своими знаниями “взорвать мозг” ученикам и расширить их кругозор до 
бесконечности. Будущее зависит от Великих Учителей STEAM! 
Более широкое распространение STEAM в Беларуси может поспособствовать тому, что 
многие из ребят пойдут не в модные юристы-экономисты, а выберут путь ученого, изобрета-
теля или увлекутся программированием. Ведь нужно не забывать о том, что наша относи-
тельно небольшая страна является одним из лидеров в сфере IT, и молодая кровь пошла бы ей 
только на пользу. 

жүктеу/скачать 14,01 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: