автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Техническое конструирование как средство активизации освоения дисциплин естественнонаучного цикла младшими школьниками

Автореферат диссертации по теме "Техническое конструирование как средство активизации освоения дисциплин естественнонаучного цикла младшими школьниками"

На правах рукописи

Власова Ольга Сергеевпа

ТЕХНИЧЕСКОЕ КОНСТРУИРОВАНИЕ КАК СРЕДСТВО АКТИВИЗАЦИИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИН ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОГО ЦИКЛА МЛАДШИМИ ШКОЛЬНИКАМИ

13.00.02 - теория и методика обучения и воспитания (естествознание, уровень начального образования)

АВТОРЕФЕРАТ

10 СЕН 2015

диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

О гс

005562359

Челябинск-2015

005562359

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Челябинский государственный педагогический университет»

Научный руководитель:

доктор педагогических наук, профессор Попова Ада Андреевна

Официальные оппопепты:

Шептуховский Михаил Васильевич,

доктор педагогических наук, профессор, Шуйский филиал ФГБОУ ВПО «Ивановский государственный университет», заведующий кафедрой географии и методики обучения.

Белянкова Наталья Мпхайловпа,

кандидат педагогических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского» (Арзамасский филиал), директор научно-методического центра проблем начального образования

Ведущая организация:

ФГБОУ ВПО «Томский педагогический университет»

государственный

Защита состоится 15 октября 2015 г. в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.283.06 на базе ФГБОУ ВПО «Уральский государственный педагогический университет» по адресу: 620017, г. Екатеринбург, пр. Космонавтов, д. 26, ауд. 316.

С диссертацией можно ознакомиться в диссертационном зале информационно-интеллектуального центра - научная библиотека ФГБОУ ВПО «Уральский государственный педагогический университет» и на сайте Уральского государственного педагогического университета: http://science.uspu.ru.

Автореферат разослан «04» сентября 2015 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета Кусова Маргарита Львовна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы исследования. На сегодняшний день в Российской Федерации наблюдается особый недостаток в инженерных кадрах, хотя специалисты технического направления всегда были востребованы обществом. Это отмечают ректоры крупнейших технических университетов, социологи, данный вопрос поднимается регулярно и на правительственном уровне.

Невысокая популярность профессий технической направленности обусловлена рядом факторов, связанных с системой образования, среди которых: низкий уровень знаний обучающихся по таким предметам, как физика, математика и информатика; отсутствие интереса у обучающихся к самостоятельному изучению предметов; поверхностное понимание теоретической и практической стороны содержания образования по предметам естественнонаучного цикла; отсутствие навыков работы в технической сфере; традиционные формы организации занятий по предметам.

В информационном обществе XXI века наряду с имеющимися средствами развития научно-технического творчества для детей появились новые средства обучения на основе компьютерных и цифровых технологий, например, робототехнические образовательные конструкторы, которые создают новые возможности в формировании интереса обучающихся к дисциплинам технической направленности.

Для достижения требований Федерального государственного образовательного стандарта начального общего образования (далее ФГОС НОО) в аспекте овладения младшими школьниками группой универсальных учебных действий (познавательных, личностных, регулятивных, коммуникативных) необходимо использовать в учебном процессе новые технологии, основанные на применении современных средств обучения. Новым перспективным средством обучения являются образовательные конструкторы, которые имеют возможность программирования. Современные конструкторы направлены не только на ознакомление учащихся с начальным техническим конструированием, но и на решение задач образования в естественнонаучном и информаци-ошю-коммуникациошюм направлениях.

Одной из основных целей обучения школьников начальному техническому конструированию является повышение качества освоения образовательных программ естественнонаучного цикла и технических способностей через привлечение интереса к конструкторской деятельности. Занятия техническим конструированием опираются на знания и умения, получаемые младшими школьниками на уроках математики, информатики, окружающего мира и технологии. В процессе работы над моделями из конструктора у учащихся появляется интерес к предметным школьным дисциплинам естественнонаучного цикла, происходит закрепление изучаемого на уроках теоретического материала, повышается уровень его осознанности, создаются условия для развития пространственных представлений и конструкторских умений.

Вопрос поиска путей активизации обучающихся в освоении естественнонаучных дисциплин остается актуальным, о чем свидетельствуют проводимые исследования в области оценки качества образования. Международное исследование по оценке качества математического и естественнонаучного образования TIMSS-201I показало, что только 13% российских учащихся 4 класса могут решать задачи на применение знаний в нестандартных ситуациях и обосновывать ход своих действий. По итогам экспертизы, проведенной М. Ю. Демидовой, Г. С. Ковалевой, Н. Г. Кошеленко, К. А. Краснянской, были выдвинуты предложения по совершенствованию школьного математического и естественнонаучного образования: пересмотреть исторически сложившееся содержание естествознания в начальной школе в сторону усиления вопросов, связанных с элементами физических знаний; учебно-методические комплекты наполнить заданиями, базирующимися на контексте реальных жизненных ситуаций и требующими для выполнения достаточно сложных видов учебной деятельности, в том числе проектной и учебно-исследовательской.

На современном этапе в учебном процессе младшие школьники могут активно осваивать учебный материал как на уроках, так и в различных направлениях внеурочной деятельности, основанной на добровольном выборе учащихся. Для того чтобы привлечь интерес школьников к познанию естественнонаучного содержания, нужно использовать новые современные технологии обучения и выбирать привлекательные для учащихся средства обучения. В частности, школьники проявляют повышенный интерес к занятиям по робототехнике с использованием современных образовательных конструкторов.

Включение в учебную деятельность младших школьников начального технического конструирования и робототехники на основе современных образовательных конструкторов требует объединения информационных и педагогических технологий, а также учета межпредметных связей дисциплин естественнонаучного цикла и развития конструкторских умений.

Проведенный нами анализ практики организации учебной деятельности младших школьников показал, что предлагаемые кружки, направленные на развитие естественнонаучных знаний и умений, часто не соответствуют интересам школьников, а организация интересных для учащихся форм учебной деятельности с применением современных средств обучения не всегда может быть реализована из-за недостаточной методической поддержки по их использованию.

Степень научной разработанности проблемы. Проблему активизации познавательной деятельности как средства повышения качества освоения учебного материала исследовали М. А. Данилов, П. Ф. Каптерев, Я. А. Коменский, Е. В. Коротаева, Б. Ф. Ломов, К. Д. Ушинский, Т. И. Шамова, Г. И. Щукина, Д. Б. Эльконин. Ю. К. Бабанским разработана теория оптимизации учебно-воспитательного процесса, согласно которой оптимизация обучения рассматривается как вариант активизации обучения. Пути активизации познавательной деятельности учащихся на уроках природоведения и окружающего мира рассматривали Н. Ф. Виноградова, Т. Б. Кропочева, О. А. Рыдзе, а на уроках математики — Н. Б. Истомина, А. А. Попова.

Деятельностный подход как основу реализации принципа активности в результатах своих исследований отразили Д. Н. Богоявленский, Л. С. Выготский, П. Я. Гальперин, В. В. Давыдов, А. А. Леонтьев, А. Н. Леонтьев, Б. Ф. Ломов, Н. А. Менчинская, С. Л. Рубинштейн, Н. Ф. Талызина, Д. Б. Эльконин и др.

Вопросами разработки методики преподавания естествознания в начальной школе занимались Г. Н. Аквилева, Е. В. Григорьева, 3. А. Клепинина, Е. Ф. Козина, Т. Б. Кропочева, А. В. Миронов и др.

Использование образовательных конструкторов на занятиях и их возможности в коррекшюнно-развивающем обучен™ изучали авторы диссертационных исследований Т. В. Лусс, Е. А. Суриф. Методику реализации тггегрированных занятий по математике и конструированию разрабатывали в своих исследованиях Г. Н. Сидорук (для детей дошкольного возраста), 3. К. Койчуева (для младших школьников). В исследованиях П. А. Расуловой рассматривается методика реализации межпредметных связей математики и технологии в начальной школе. Вопросы организации занятий конструкторской деятельностью на занятиях физико-технического кружка изучал В. Г. Чупашев. Вопросы организации занятий технических! творчеством и их роль в активизации освоения учебного материала школьниками исследовали П. Н. Андриянов, В. А. Горский, Н. И. Гу-дыменко, А. И. Живицкая, В. В. Колотилов, Л. П. Овчинникова, Л. А. Парамонова и др.

Анализ современного состояния образования, психолого-педагогической и методической литературы, практики обучения начальному техническому конструированию в младшем школьном возрасте позволил нам обозначить следующие объективно существующие противоречия:

— на общественно-государственном уровне: между потребностью государства в выпускниках школ, ориентированных на технические направления образования, и недостаточным интересом у школьников к образовательным направлениям, требующим знаний и умений в области дисциплин естественнонаучного цикла;

-на научно-педагогическом уровне: между объективной необходимостью в современной педагогической теории и практике организации процесса обучения, способствующего активизации освоения дисциплин естественнонаучного цикла средствами технического конструирования, и недостаточной разработанностью теоретических основ;

— на методическом уровне: между дидактическим потенциалом использования образовательных конструкторов в учебной деятельности для повышения активности школьников к освоению дисциплин естественнонаучного цикла и недостаточностью методических разработок в применении современных средств обучения для активизации их освоения.

Необходимость разрешения указанных противоречий обусловливает актуальность диссертационного исследования, а также определяет его проблему: как использовать техническое конструирование на основе образовательных конструкторов для активизации освоения дисциплин естественнонаучного цикла младшими школьниками?

В рамках решения данной проблемы была определена тема исследования: «Техническое конструирование как средство активизации освоения дисциплин естественнонаучного цикла младшими школьниками».

Объект исследования — процесс освоения дисциплин естественнонаучного цикла в начальной школе.

Предмет исследования — активизация освоения дисциплин естественнонаучного цикла младшими школьниками средствами технического конструирования.

Цель исследования: теоретическое обоснование и разработка методики активизации освоения дисциплин естественнонаучного цикла средствами технического конструирования в процессе учебной деятельности младших школьников.

Гипотеза исследования: активизация освоения дисциплин естественнонаучного цикла младшими школьниками средствами технического конструирования будет успешной, если:

— образовательный процесс строится в соответствии с комплексом научно-методологических подходов и дидактических принципов активизации освоения дисциплин естественнонаучного цикла средствами технического конструирования;

— включение деятельности по созданию механических и роботизированных моделей в содержание учебной деятельности младших школьников организуется в тесной связи с использованием знаний и умений дисциплин естественнонаучного цикла;

— обеспече1ше комплексного сочетания урочной и внеурочной деятельности при реализации методики активизации освоения дисциплин естествешюнаучного цикла в процессе деятельности по техническому конструированию и робототехнике осуществляется на интегрированных уроках окружающего мира и технологии и занятиях по программе курса внеурочной деятельности «Начальное техническое конструирование и робототехника.

Исходя из цели и гипотезы, были определены следующие задачи нашего исследования:

1)проанализировать состояние проблемы освоения предметных областей естественнонаучного цикла, определить дидактический потенциал технического конструирования в активизации освоения дисциплин естественнонаучного цикла младшими школьниками;

2) выявить теоретические основания методики активизации освоения дисциплин естественнонаучного цикла младшими школьниками;

3) построить модель активизации освоения дисциплин естественнонаучного цикла средствами технического конструирования;

4) на основе предложенной модели разработать методику активизации освоения дисциплин естественнонаучного цикла средствами технического конструирования в учебной деятельности младших школьников;

5) осуществить педагогический эксперимент по оценке эффективности предложенной методики в активизации освоения дисциплин естественнонаучного цикла младшими школьниками.

Теоретико-методологическую основу исследования составили основные идеи и положения: теории образования и методологии психолого-педагогической науки 0О. К. Бабанский, Д. Н. Богоявленский, М. А. Данилов, И. А. Зимняя, Н. А. Менчииская, Г. И. Щукина, А. В. Усова и др.); теории деятельности и применения деятельностного подхода в образовании (Л. С. Выготский, П. Я. Гальперин, В. В. Давыдов, А. Н. Леонтьев, Н. Ф. Талызина и др.); теории и методики обучения естествознанию в начальной школе (Г. Н. Аквилёва, Е. Т. Бровкина, Н. Ф. Виноградова, Е. В. Григорьева, Е. Ф. Козина и др.); теории и методики обучения математике в начальной школе (А. В. Белошисгая, Н. Я. Виленкин, Н. Б. Истомина, М. И. Моро, А. А. Попова и др.).

В ходе исследования использовались следующие методы:

• теоретические методы: литературно-критический анализ и обобщение философской, психолого-педагогической, методической и научно-технической литературы по проблеме исследования; анализ школьных образовательных стандартов, учебных программ, учебников, учебных пособий, методических материалов по курсу окружающего мира, математики и информатики, технологии, робототехники; моделирование, конструирование;

• эмпирические методы: педагогическое наблюдение, тестирование учащихся, опрос учителей, методы математической статистики, опытно-эксперимешальная работа.

Научная новизна исследования заключается в следующем:

— определено содержание и разработана методика активизации освоения дисциплин естественнонаучного цикла средствами технического конструирования в учебной деятельности младших школышков;

— адаптирована последовательность прохождения этапов формирования у младших школьников умственных и практических действий при использовании образовательных конструкторов в соответствии с целью организации деятельности по освоению дисциплин естественнонаучного цикла;

— разработаны модуль «Образовательная робототехника» для включения в интегрированные уроки «Окружающего мира» и «Технологии» и программа внеурочной деятельности для младших школышков «Начальное техническое конструирование и робототехника», содержание которых ориентировано на повышение познавательного интереса и внутренней мотивации к изучению дисциплин естественнонаучного цикла;

— определено и теоретически обосновано технологическое обеспечение методики активизации освоения дисциплин естественнонаучного цикла средствами технического конструирования: активизирующие методы, педагогические приемы и средства организации учебной деятельности младших школьников.

Теоретическая значимость исследования заключается в том, что

-уточнено содержание понятий «образовательная робототехника» и «техническое конструирование на основе образовательных конструкторов»;

— сформулированы теоретические основы для разработки комплекса научно-методологических подходов и дидактических принципов активизации освоения учебного материала дисциплин естественнонаучного цикла средствами начального технического конструирования в учебной деятельности младших школьников;

— построена модель активизации освоения дисциплин естества шонаучного цикла средствами технического конструирования, включающая целевой, содержательный, теоретико-методологический, организационно-технологический и результативный компоненты.

Практическая значимость исследования заключается в том, что теоретические результаты доведены до уровня практического применения разработаны и внедрены в учебный процесс:

- система интегрированных уроков и внеурочных занятий с использованием работы по созданию механических и роботизированных моделей при привлечении знаний по предметам «Окружающий мир» и «Математика» и умений, формируемых в рамках предмета «Технология» в начальной школе;

— методические рекомендации по проведению интегрированных уроков по «Окружающему миру» и «Технологии» и внеурочных занятий по техническому кон-струировашпо и робототехнике;

- методы и приемы организации интегрированных уроков и внеурочных занятий с включением начального технического конструирования и робототехники, способствующих активизации освоения дисциплин естественнонаучного цикла.

Проведенное исследование позволило вынести на защиту следующие положения:

1. Использование в учебной деятельности младших школьников современных средств обучения — образовательных конструкторов — позволяет повысить уровень учебно-познавательного интереса и самостоятельности к изучению дисциплин естественнонаучного цикла, формировать устойчивую учебную мотивацию и умение применять полученные теоретические знания на практике.

2. Модель активизации освоения дисциплин естествешюнаучного цикла средствами технического конструирования, разработанная на основе принципа активности, системно-деятельностного и шгтегративного подходов, включает: целевой, теоретико-методологический, содержательный, организациошю-технологический и результативно-диагностический компоненты.

3. Реализация методики активизации освоения дисциплин естествешюнаучного цикла средствами технического конструирования должна осуществляться в процессе последовательного прохождения адаптированных в соответствии с целями исследования этапов формирования у младших школьников умственных и практических действий, таких как: мотивация, планирование деятельности, освоение новых знаний и способов действий (практикум), контроль и самооценка знаний и способов действий, применение новых способов действий учащимися в нестандартных проблемных ситуациях творческого характера, рефлексия.

4. Использование комплекса диагностических методик, включающего критерии активности учащегося в процессе обучения (учебно-познавательный интерес, внутренняя учебная мотивация, целенаправленная деятельность и самостоятельность, применение изучешюго материала и его творческая переработка) и средства их измерения (шкала выраженности учебно-познавательного интереса, тесты на выявление направленности учебной мотивации, уровня овладения знаниями и умениями по дисциплинам естественнонаучного цикла и технических способностей, карта наблюдения за проявлением внешних факторов активности младших школьников и диагностическая карта освоения программы внеурочной деятельности), позволяет объективно оценить повышение уровня активности в освоении дисциплин естественнонаучного цикла при использовании технического конструирования в учебной деятельности младших школьников.

Обоснованность и достоверность получешнлх результатов и выводов определяется анализом современных достижений психолого-педагогической науки, применением разнообразных методов теоретико-экспериментального исследования пробле-

мы, личным участием в организации и руководстве научно-методической деятельностью в качестве педагога, целенаправленным анализом педагогической практики и педагогического опыта, выбором теоретических и эмпирических методов с опорой на данные различных наук и психологических и педагогических концепций.

Этапы исследования.

На первом этапе (2009-2010 гг.) изучалась степень разработанности проблемы в отечественной и зарубежной науке, анализировалась философская, педагогическая и психологическая литература; изучался опыт применения образовательных конструкторов в учебном процессе; определялись основные направления развития методической системы обучения техническому конструированию в урочной и внеурочной деятельности младших школьников при изучении естественнонаучных дисциплин.

На втором этапе (2010-2011 гт.) уточнялись основные теоретические положения использования технического конструирования и начальной робототехники при изучении естественнонаучных дисциплин младшими школьниками, разрабатывались модуль «Образовательная робототехника» в рамках интегрированных уроков «Окружающий мир» и «Технология», программа курса внеурочной деятельности для учащихся начальных классов и методические рекомендации к преподаванию модуля и курса.

На третьем этапе (2011-2014 гт.) была проведена опытно-экспериментальная работа; осуществлялась систематизация и обобщение полученных результатов, оформление работы.

Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялись на всех его этапах. Основные практические результаты диссертационного исследования нашли свое отражение в скорректированной программе начального общего образования по «Окружающему миру» и «Технологии» за счет включения модуля «Образовательная робототехника» и программы внеурочной деятельности, реализуемой в «Центре образовательной робототехники» на базе МАОУ лицей № 142 и МАОУ лицей № 35 г. Челябинска. Основные положения диссертации, теоретические и практические результаты опубликованы в печати и представлены на конференциях, семинарах, конкурсах: II Всероссийской научно-практической конференции «Стратегия гуманитарного образования XXI века» (Самара, 30 ноября 2009 г.); Всероссийской научно-методической конференции «Реализация стандартов второго поколения в развивающей образовательной системе «Школа 2100» (Челябинск, 29-30 марта 2010 г.); Всероссийском конкурсе научно-исследовательских работ в области технологий электронного обучения в образовательном процессе (Белгород, 6-10 октября 2010 г.); Восьмой Всероссийской научно-практической конференции «Метамето-дика как перспективное направление развития предметных методик обучения» (Санкт-Петербург, 9-10 декабря 2010 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Теория и практика реализации ФГОС начачьного общего образования» (Орехово-Зуево, 13-28 ноября 2012 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Мониторинг качества образования в условиях ФГОС НОО: теоретико-методологические и технологические аспекты» (Челябинск, 21 марта 2013 г.); Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Начальное образование: направление развития» (Санкт-Петербург, 5 апреля 2013 г.); Всероссийской конференции «Методика преподавания основ робототехники в основном и дополнительном образовании» (Екатеринбург, 8-9 апреля 2013 г.); Международном семинаре «Инновацио1шая деятельность как фактор развития образовательного учреждения» (г. Челябинск, 21 октября 2013 г.); Областном конкурсе педагогических работников образовательных учреждений, разработавших научно-методические материалы по образовательной робототехнике и современному цифровому оборудованию (Челябинск, 16 октября 2013 г.); Российском научно-методическом семинаре «Технологическое образование школьников в условиях инновационного развития педагогики» (Челябинск, 26-27 марта 2014 г.); П всероссийской конференции «Методика

преподавания основ робототехники школьникам в основном и дополнительном образовании» (Екатеринбург, 28-29 апреля 2014 г.); Всероссийском техническом форуме (Челябинск, 5-6 сентября 2014 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Образовательная робототехника в дополнительном образовании детей: опыт, проблемы, перспективы» (Якутск, 12-15 октября 2014 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Пропедевтика формирования инженерной культуры учащихся в условиях модернизации Российского образования» (Челябинск, 4-5 декабря 2014 г.).

По теме исследования имеется 21 пу бликация, в том числе 3 — в журналах, включенных в перечень ведущих рецензируемых изданий ВАК МОиН РФ.

Структура и содержание работы соответствуют общей логике научного исследования. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка библиографических и интернет-источников, и приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении приводится обоснование актуальности темы исследования, описаны цель, объект, предмет и задачи, сформулированы гипотеза и положения, выносимые на защиту, раскрывается новизна, теоретическая и практическая значимость диссертации.

В первой главе «Дидактические аспекты активизации освоения дисциплин естественнонаучного цикла в учебной деятельности младших школьников» проведен анализ философской, психолого-педагогической и методической литературы по проблеме исследования. Раскрыты основные понятия и термины, используемые в диссертационном исследовании. Рассматривается проблема освоения дисциплин естественнонаучного цикла в начальной школе и исследуются основные пути ее решения в российском образовании.

Освоение дисциплин естественнонаучного цикла в начальной школе осуществляется на пропедевтическом уровне в интегрированном содержании предмета «Окружающий мир», построенного на единстве трех линий: человек, природа, общество. Изучение вопросов освоения и преобразования природы человеком в процессе прак-тико-преобразующей деятельности младших школьников реализуется в рамках предмета «Технология», который имеет прикладную направленность. К естественнонаучным дисциплинам мы относим и начальную математику, которую рассматриваем с точки зрешы прагматического подхода, согласно которому данная наука служит для познания закономерностей материального мира и представляет собой набор методик по решению количественных практических задач, связанных с повседневной жизнью.

Таким образом, в нашей работе к дисциплинам естественнонаучного цикла, изучаемым младшими школьниками на ступени начального образования, отнесены курсы «Окружающий мир», «Математика» и «Технология».

Проблема освоения дисциплин естественнонаучного цикла в начальной школе в настоящее время актуальна, что подтверждает проведенный нами анализ результатов исследований в области оценки качества освоения естественно-математических результатов программы начального образования. Согласно результатам Международного исследования по оценке качества математического и естественнонаучного образования Т1М88-2011, самой заметной из выявленных проблем является то, что учащиеся беспомощны в реальных жизненных ситушшях: не могут решать задачи на применение знаний в нестандартных ситуациях, не понимают суть проблем, не могут обосновывать ход своих действий.

В этой связи в диссертации особое внимание уделено исследованию вопроса организации процесса обучения, способствующего формированию у школьников умений применять полученные знания как в учебных, так и в реальных жизненных ситуациях в процессе активной деятельности.

Под освоением предметной дисг^тлины в нашей работе мы понимаем овладение в процессе обучения результатами основной общеобразовательной программы, которые представлены в виде совокупности компетенций (знаний, умений и навыков, в которых человек осведомлен и имеет практический опыт работы) в определенной предметной области.

Процесс освоения дисциплин естественнонаучного цикла, как и других дисциплин, согласно Федеральному государственному образовательному стандарту начального общего образования, строится на основе сисгемно-деятельностного подхода, сущность которого заключается в использовании деятельности как средства становления и развития личности обучающихся на основе освоения универсальных учебных действий (УУД). Методологической основой освоения УУД учащимися является теория поэтапного формирования умственных действий П. Я. Гальперина, согласно которой освоение нового действия происходит при последовательном прохождении шести этапов: 1) мотивация к целям и задачам осваиваемого действия; 2) создание ориентировочной основы действия; 3) практические действия с предметами; 4) действия в устной речи; 5) перенос действия во внутренний, умственный план; 6) автоматизация действия.

В работе доказано, что улучшению освоения дисциплин естественнонаучного цикла способствует реализация в процессе обучения принципа активности, сущность которого заключается в организации процесса обучения, способствующего проявлению у учащихся инициативности и самостоятельности познавательной деятельности, в ходе которой происходит целенаправленное применение изучаемого материала на практике и его творческая переработка Принцип активности выполняет особую роль в образовательном процессе и является опорой и неотъемлемым условием успешности реализации следующих общедидактических принципов: связи теории с практикой, сознательности в обучении, научности, систематичности и последовательности. На основе анализа понятия «активность учащегося» у разных авторов (В. С. Безрукова, А. С. Воронин, А. И. Каиров, Т. Б. Кропочева, М. Ю. Олешков, Ф. Н. Петров, Н. А. Ракова, В. М. Уваров, Т. И. Шамова) определены критерии активности школьника в учебном процессе: учебно-познавательный интерес, учебная мотивация, целенаправленная деятельность индивида, самостоятельность учащихся, применение изучаемого материала и творческая переработка.

Проведенный анализ психолого-педагогической литературы по проблеме активизации учебной деятельности младших школьников к освоению изучаемого учебного материала позволил сформулировать одно из ключевых понятий нашего исследования «активизация освоения дисциплины» — это организация процесса обучения с помощью различных средств, методов и форм учебной деятельности с целью повышения эффективности овладения совокупностью компетенций в предметных областях, обеспечивающая мотивированную, самостоятельную деятельность учащихся, в которой происходит целенаправленное применение изученного материала и его творческая переработка

На основе изучения педагогического опыта установлены пути активизации освоения дисциплин естественнонаучного цикла, реализуемые в педагогической практике для организации учебной деятельности младших школьников: 1) применение современных педагогических технологий — игровых, проектной деятельности, информационно-коммуникационных; 2) использование современных средств обучения, форм и содержания, вызывающих интерес у учащихся к изучаемому материалу; 3) включение внеурочной деятельности как механизма полноты и цельности образования.

Для повышения эффективности овладения результатами основной общеобразовательной программы начального образования построение учебного процесса согласно стандарту второго поколения осуществляется в виде единства урочной и внеурочной деятельности с включением различных видов занятий по интересам.

Проведенный нами опрос челябинских школьников по выбору интересных для них занятий общеинтеллектуалыюго направления внеурочной деятельности, в котором приняли участие 380 человек, показал, что 62% учащихся хотели бы посещать кружок Лего-конструирования и робототехники.

Анализ литературы по начальному техническому конструированию (П. Н. Андриянов, Л. А. Болотина, М. А. Галагузова, В. А. Горский, А. Н. Давидчук, А. П. Журавлева, Л. А. Каюкова) позволяет сделать вывод, что создан арсенал методов и практических рекомендаций по организации занятий техническим конструированием учащихся начальных классов со средствами предшествующего поколения. Однако технический прогресс развивается постоянно, и появляются новые средства для начальной конструкторской деятельности младших школьников, обладающие дидактическим потенциалом. Примером средств обучения, удовлетворяющих потребности участников образовательного процесса, являются современные образовательные конструкторы с возможностью программирования действий сконструированных моделей. По результатам поиска и изучения методических материалов по организации учебной деятельности младших школьников в области начального технического конструирования с использованием современных конструкторов констатирован недостаток методических разработок. Выявленный факт тормозит внедрение и широкое применение конструкторов в образовательном процессе.

Изучение литературы по техническому творчеству (В. А. Горский, А. П. Журавлева и др.) и робототехнике (А. М. Долгов, С. Л. Зенкевич, Е. И. Юревич и др.) помогло конкретизировать понятия «начальное техническое конструирование на основе образовательных конструкторов» и «образовательная робототехника». Под техническим конструированием на основе образовательных конструкторов понимается активная предметная деятельность учащихся, направлешгая на создание по определенному замыслу конечного технического объекта из системы взаимосвязанных элементов. Понятие «образовательная робототехника» раскрывается как технология обучения, основанная на использовании конструкторов, имеющих возможность программирования.

Включение в учебную деятельность младших школышков деятельности по начальному техническому конструированию, в процессе которой используется дидактический потенциал образовательных конструкторов, является условием активизации освоения предметных областей «Окружающий мир», «Математика и информатика», «Технология»: работы по созданию действующих моделей позволяют воссоздать жиз-нениыс ситуации и объекты окружающего мира наиболее приближенно к реальной действительности, в результате повышается мотивация к освоению предметной области «Окружающий мир»; при создании действующих моделей окружающего мира учащиеся отрабатывают умения, формируемые в предметной области «Технология» разделами «Конструирование и моделирование» и «Практика работы на компьютере», а также повышают уровень осознанности изученного математического материала.

Во второй главе «Методика активизации освоения дисциплин естественнонаучного цикла средствами технического конструирования в учебной деятельности младших школьников» обоснована и описана методика активизации освоения дисциплин естественнонаучного цикла посредством включения в учебный процесс технического конструирования и робототехники на основе образовательных конструкторов. Разработана модель активизации освоения дисциплин естественнонаучного цикла средствами технического конструирования, в которой отражены структурные компоненты процесса активизации освоения дисциплин естественнонаучного цикла и их взаимосвязи (рис. 1).

«

а>

Ч

а

5=

г о.

о

•е-

о

ч о

и и

н о

I * I«

£ к

я н

о. о

с О

о 2

а ч

Р 5

:. г

« г

ч >>

а о

4 о £ о

1 ^

о О

_ о

л х

С >4

5 ч

5- и

= а

= X

6 К

с 2

Целевой компонент

Цель: повышение эффективности овладения совокупностью компетенций в предметных областях, обеспечивая мотивированную, самостоятельную деятельность учащихся, в которой происходит целенаправленное применение изученного материала и его творческая переработка

Содержательный компопент

Предметные области

Окружающий мир Математика и информатика Технология

Живая и неживая природа, тела естественные и искусственные, органы чувств, энергия, температура и ее измерение Геометрические фигуры и формы, счет предметов, доли и дроби, величины и их изме-рет1е, алгоритмы Моделирование и конструирование, простейшее проектирование, практика работы на компьютере

Понятия, связанные с расположением предметов; предметы и их признаки; различение, сравнение, сочетание предметов

3

Организационпо-техиологический компоиепт

Техническое конструирование на основе образовательных конструкторов, образовательная робототехника

Формы

И[ггегрнрован-ные уроки, внеурочные занятия, проектная деятельность, соревновательная деятельность

Методы

Игра, «мозговой штурм», создание проблемной ситуации, создание проекта, соревнование

Средства

При

Образовательные конструкторы ЛЕГО, наглядные (изображения предметов и явлений, натуральные объекты: бытовые приборы, предметы домашнего обихода и т.п.) и технические средства

Создание механических и роботизированных моделей объектов окружающего мира в процессе их изучения; конструирование на основе наглядного образца, подробных инструкций или общих функций будущей модели; использование игровых, творческих и поисково-исследовательских заданий; самооценка и самоконтроль в процессе тестирования (проверки работы) созданных моделей.

Результативпо-дпагпостическпй компонент

Критерии активности: учебно-познавательный интерес, учебная мотивация, целенаправленная деятельность индивида, самостоятельность учащихся, применение изучаемого материала и творческая переработка

Результат: активное применение знаний и умений по дисциплинам естественнонаучного цикла младшими школьниками в процессе конструкторской деятельности_

Рис.1. Модель активизации освоения дисциплин естественнонаучного цикла средствами технического конструирования

В соответствии с предложенной моделью выделены основные компоненты методики активизации освоения дисциплин естественнонаучного цикла средствами технического конструирования: формулирование целей обучения; отбор содержания учебного материала; сочетание форм, методов, приемов и средств организации процесса обучения, которые в совокупности стимулируют младших школьников к активной познавательной деятельности по отношению к естественнонаучному содержанию в процессе конструкторской деятельности; комплексная оценка активности применения знаний и умений дисциплин естествешюнаучного цикла. Реализация методики осуществляется на основе системно-деятельностного и интегративного подходов, принципа активности в тесной связи с общедидактическими принципами связи теории с практикой, сознательности в обучении, систематичности и последовательности, научности.

Содержательный компонент методики включает комплекс знаний и умений по дисциплинам естественнонаучного цикла, изучаемых на предметах «Окружающий мир», «Математика» и «Технология» в начальной школе и используемых в процессе деятельности техническим конструированием. На основе анализа учебного материала естественнонаучных дисциплин выявлен содержательный потенциал формируемых у младших школьников действий с конструктором в активизации освоения знаний и умений по дисциплинам естествешюнаучного цикла и комплекса универсальных учебных действий: личностных, регулятивных, познавательных. Фрагмент представлен в таблице 1.

Таблица 1

Фрагмент схемы взаимосвязей знаний и умений по дисциплинам естественнонаучного цикла, изучаемых в начальной школе, действий с конструктором ЛЕГО и видов универсальных учебных действий

№ гЙ1 Знания и умения, формируемые в ходе изучения дисциплин естественнонаучного цикла на начальной ступени образования Действия с конструктором ЛЕГО Основные формирующиеся виды универсальных учебных действий в процессе работы с образовательными наборами конструктора ЛЕГО

1 Уметь различать объекты неживой и живой природы Конструировать модели объектов живой и неживой природы Личностные: — формировать учебно-познавательный интерес к новым способам решения задач; выраженную устойчивую учебно-познавательную мотивацию учения; Регулятивные: — самостоятельно оценивать правильность выполнения сконструированной модели и вносить необходимые коррективы как по ходу работы над моделью, так и в конце после тестирования модели и выявления недочетов. Познавательные: — создавать и преобразовывать модели для решения конструкторских задач; — использовать модели (включая виртуальные) и схемы для решения конструкторских задач

2 Уметь различать тела природгтые и искусственные (созданные человеком) Конструировать модели природных и искусственных тел

3 Знать смысл понятия «энергия», о многообразии проявлений энергии, источники энергии, о законе сохранения и превращения энергии Превращать электрическую, световую энергию в механическую в созданных моделях; использовать различные источники энергии для работы созданных конструкций

Для организации учебной деятельности младших школьников по освоению дисциплин естественнонаучного цикла нами были тщательно отобраны в соответствии с поставленными целями конструкторы, которые специально разработаны для образовательных целей: «Простые механизмы» — создание технических моделей и реализация на их основе творческих проектов; «Технология и физика», «Пневматика», «Возобновляемые источники энергии» — конструирование машин и механизмов и изучение на их основе некоторых разделов курса физики (энергия, сила, скорость, величины и др.) на доступном для младших школьников уровне; «ПервоРобот LEGO WeDo» - создание «умных» игрушек с программированием на компьютере; «ЛЕГО ПервоРобот NXT» - робототехниче-ский конструктор с блоком управления NXT, моторами и разными датчиками.

Применение методики активизации освоения дисциплин естественнонаучного цикла средствами технического конструирования осуществляется на основе комплексного использования урочных и внеурочных форм обучения.

Организация интегрированных уроков «Окружающий мир» и «Технология» в 2— 4 классах построена на основе разработанного модуля «Образовательная робототехника». Основной целью интеграции предметов является создание целостного представления об изучаемых объектах и явлениях окружающей действительности за счет смены видов деятельности в процессе изучения учебного материала в теории и на практике при конструировании механических и роботизированных моделей. Фрагмент тематического планирования представлен в таблице 2.

Таблица 2

Фрагмент тематического планирования учебного материала модуля «Образовательная робототехника» —4 класс

№ п/п № темы Тема урока Краткое содержание урока Модуль «Образовательная робототехника»

1 3 Как человек двигается Движение человека Внутренний скелет, его преимущества и недостатки Конструирование модели движущегося человека

2 11 Многогранный мир чувств Кожа - орган чувств. Чувствительность пальцев Конструирование модели с датчиком касания из LEGO NXT

3 18 Покорение силы Изобретение рычага и его использование для изготовления инструментов. Наклонная плоскость и колесо, их применение человеком. Клин, блок, ворот Конструирование модели «Подъемный кран» из LEGONXT

4 19 Как человек использует свойства воздуха Воздух, его состав и свойства Конструирование модели мельницы из LEGO NXT

Внеурочные занятия реализуются на основе программы для школьников 2-4 классов «Начальное техническое конструирование и робототехника». В соответствии с поставленной целью методики, при составлении программы курса отобраны темы, в процессе изучения которых не только формируются навыки по конструированию и

программированию моделей, но и развиваются естественнонаучные знания. Темы занятий сгруппированы в большие разделы, среди которых «Транспорт», «Космос», «Животные», «Механизмы», «Энергия», «Мобильные роботы», «Органы чувств робота», «Экогород», «Эксперименты с датчиками», «Инженерные проекты». Курс внеурочной деятельности построен на двух направлениях: 1) естественнонаучном - создание конструкций и моделей-роботов с целью изучения задач учебных предметов окружающего мира, математики, информатики и др.; 2) спортивном - создание конструкций и моделей-роботов для решения технических и алгоритмических задач соревнований, олимпиад, состязаний

В основе реализации методики акгивгаации освоения дисциплин естественнонаучного цикла средствами технического конструирования лежит теория поэтапного формирования умственных действий, адаптированная в соответствии с решаемыми в нашем исследовании целями и используемыми средствами обучения. Урочная и внеурочная деятельность младших школьников организуется по принципу последовательного прохождения адаптированных этапов формирования у младших школьников умстветгых и практических действий: 1) мотивационный; 2) планирование деятельности; 3) освоение новых знаний и способов действий (практикум); 4) контроль и самооценка знаний и способов действий; 5) применение новых способов действий учащимися в нестандарт-пых проблемных ситуациях творческого характера; 6) итоговый этап (рефлексия).

В третьей главе «Описание и результаты опытно-экспериментальной работы по реализации методики активизации освоения дисциплин естественнонаучного цикла средствами технического конструирования» описываются задачи, этапы проведения, критерии и показатели отслеживания эффективности включения технического конструирования в урочную и внеурочную деятельность младших школьников.

Опытно-экспериментальная работа нацелена на проверку гипотезы: организация деятельности по реализации методики активизации освоешш дисциплин естественнонаучного цикла средствами технического конструирования будет способствовать повышению активности младших школьников в освоешш дисциплин естественнонаучного цикла. Для проверки гипотезы исследования нами был спланирован и проведен формирующий однофакторный эксперимент. Экспериментальным фактором исследования является методика активизации освоения дисциплин естественнонаучного цикла средствами технического конструирования в учебной деятельности младших школьников. Для выявления влияния фактора эксперимент проводился по плану двух групп — контрольной и экспериментальной.

Определены диагностические методики для экспериментальной проверки влияния предлагаемой методики на активизацию освоения дисциплин естествешгонаучно-го цикла. Основанием для выбора диагностических методик послужили выделенные критерии активности, которые схематически представлены на рис. 2.

Рис. 2. Критерии активности учащихся

Осуществлена качественная и количественная интерпретация полученных результатов, позволившая сформулировать основные выводы исследования.

На I этапе был проведен констатирующий эксперимент, в задачи которого входило: 1) определить выбор учащимися общеинтеллектуалыюго направления внеурочной деятельности; 2) выявить уровень развития внутренней мотивации учебной деятельности учащихся при изучении ими предметов «Окружающий мир» и «Математика»; 3) установить уровень сформировшшосги учебно-познавательного интереса к предметам естественнонаучного цикла; 4) определить исходный уровень овладения знаниями и умениями по дисциплинам естественнонаучного цикла и технических способностей; 5) установить пригодность экспериментальной и гамггрольной групп для проведения эксперимента

Констатирующий этап выявил актуальность нашего исследования, показав, что большинство учащихся проявляют интерес к занятиям с образовательными конструкторами. По результатам проведенного опроса с целью выбора интересных занятий общеинтеллекгуального направления внеурочной деятельности 62% учащихся из 380 опрошенных выбрали кружок «Лего-конструирование и робототехники».

По результатам опроса учителей начальных классов по методике Г. Ю. Ксензовой «Шкала выраженности учебно-познавательного шггереса» установлено, что уровень сформировашюсти учебно-познавательного интереса к предметам естественнонаучного цикла у 28% учащихся - высокий; у 47% — удовлетворительный; 25% — низкий уровень. Опрос учащихся с целью выявления направленности и уровня развития внутренней мотивации учебной деятельности при изучении предметов «Математика» и «Окружающий мир» показал, что у одной трети учащихся высокий уровень внутренней мотивации. Остальные две трети учащихся — со средним и низким уровнями внутренней мотивации.

Также целью констатирующего этапа эксперимента явился выбор контрольной (68 учащихся) и экспериментальной групп (60 учащихся) среди 380 учащихся - участников опроса Педагогический эксперимент по проверке эффективности использования методики активизации освоения дисциплин естественнонаучного цикла средствами технического конструирования был осуществлен на базе МАОУ лицеев № 142 и № 35 г. Челябинска

Для количественного определения уровня овладения знаниями и умениями по дисциплинам естествешюнаучного цикла использован специально разработанный тест для учащихся 2-х классов. В тесте определялись знания и умения в области естественнонаучных дисциплин. По результатам тестов входного исследования определено, что уровш! овладения учащимися в двух группах значительно не различаются: в первой группе - низкий уровень имели 20,6% учащихся, средний уровень - 67,6%, высокий уровень— 11,8%; во второй группе - низкий уровень у 20% учеников, средний уровень у 65% учащихся, высокий уровень продемонстрировали 15% младших школьников.

Диагностика технических способностей у учащихся проводилась по адаптированному тесту Беннета, который показал следующие результаты: в контрольной группе низкий уровень имели 19,1% учащихся, средний уровень - 72%, высокий уровень -5,9%; в экспериментальной группе - низкий уровень у 25% учеников, средний уровень у 60% учащихся, высокий уровень продемонстрировали 15% младших школьников).

Ведущая задача формирующего этапа опытно-экспериментального исследования состоит в проверке гипотезы: организация деятельности согласно предлагаемой методике активизации освоения дисциплин естественнонаучного цикла средствами технического конструирования будет способствовать повышению активности младших школьников в освоении дисциплин естественнонаучного цикла.

Формирующий этап опытно-экспериментальной работы проводился в течение трех лет и включал реализацию модуля «Образовательная робототехника» в рамках интегрированных уроков «Окружающего мира» и «Технологии» и программы внеурочной деятельности «Начальное техническое конструирование и робототехника».

Организация уроков и внеурочных занятий согласно предлагаемой методике имеет ряд особенностей: знания и умения дисциплин естественнонаучного цикла не рассматриваются младшими школьниками с теоретической точки зрения, а актуализируются и расширяются в процессе решения на практике конструкторских задач; реализация учебного материала предусматривает опору на личностный, жизненный опыт; создание на занятии атмосферы, настраивающей ученика на положительные эмощш за счет включения интересного и познавательного материала. Успешную реализацию методики активизации освоения дисциплин естественнонаучного цикла средствами технического конструирования в учебной деятельности младших школьников обеспечивают следующие формы, методы и приемы: активизирующие методы — игра, «мозговой штурм», создание проблемной ситуации, создание проекта, соревнование; формы — интегрированные уроки, внеурочные занятия, проектная деятельность, соревновательная деятельность; приемы — создание механических и роботизированных моделей объектов окружающего мира в процессе их изучения; конструирование на основе наглядного образца, подробных инструкций или общих функций будущей модели; использование игровых, творческих и поисково-исследовательских заданий; самооценка и самоконтроль в процессе тестирования (проверки работы) созданных моделей.

В процессе реализации методики осуществлялась диагностическая работа на основе метода наблюдения за проявлением внешних факторов активности младших школьников по показателям - целенаправленная деятельность и самостоятельность. Оценка фиксировалась в конце каждого учебного года педагогами, которые осуществляли реализацию методики: май 2012 г., май 2013 г., апрель 2014 г. По результатам, представленным в таблице 3, можно заметить, что показатели проявления активности участников экспериментальной группы демонстрируют существенный прирост на конец 2014 г.: по включению в энергичную, настойчивую, решительную деятельность — приращение на 37%; самостоятельное выполнение действий на основе ранее усвоенного учебного опыта — приращение на 53%.

Проведенное исследование результатов освоения программы внеурочной деятельности по начальному техническому конструированию и робототехнике показало, что у участников экспериментальной группы на высоком уровне сформировано умение самостоятельно обозначать замысел будущей модели (78%) и умение самостоятельно планировать последовательность действий для реализации замысла (60%). Данные умения используются для оценки активности младших школьников по критерию «применение изученного материала и его творческая переработка». По результаты наблюдения все участники экспериментальной группы проявляют заинтересованность и любознательность к естественнонаучному материалу, а 76% испытуемых регулярно проявляют самостоятельность и инициативу в поиске дополнительных знаний, стараясь глубже разобраться в изучаемой проблеме. Данные опытно-экспериментальной работы показали, что 57% учащихся могут справиться с творческой конструкторской задачей, предлагая решение задания одним способом. Высокий уровень конструктивных умений — у 23% испытуемых, которые могут находить разные способы решения одной задачи. Интерес к техническому творчеству у учащихся экспериментальной группы к окончанию курса на среднем уровне диагностирован у 32%, на высоком — у 62%, с низким уровнем обучающихся не выявлено.

В конце формирующего этапа эксперимента были проведены повторные тесты среди учащихся 4-х классов и опросы учителей и учащихся в контрольных и экспериментальных группах, которые показали результаты освоения предметов естественнонаучного цикла, а также изменения сформированное™ учебно-познавательного интереса и внутренней мотивации учебной деятельности по дисциплинам «Окружающий мир» и «Математика».

Таблица 3

Результаты наблюдения за внешними проявлениями факторов активности младших школьников

Оцениваемый показатель Уровни активности младших школьников по показателям внешнего проявления (балл) Распределите учащихся по уровням на конец учебного года (процент от общего числа испытуемых)

май 2012 г. май 2013 г. апрель 2014 г.

Усиленная деятельность С трудом включается в деятельность, часто не добивается поставленных целей (0 баллов) 6 (10%) 2 (3,3%) -

Ситуативно проявляет старание в достижении поставленных целей (1 балл) 32 (53,3%) 20 (33,3%) 16 (26,7%)

Включается в энергичную, настойчивую, решительную деятельность, старается достигать поставленную образовательную цель (2 балла) 22 (36,7%) 38 (63,3%) 44 (73,3%)

Самостоятельность Выполняет действие только в сотрудничестве с учителем или одноклассниками (1 балл) 32 (53,3%) 8 (13,3%) 6 (10%)

Может самостоятельно выполнить отдельные элементы деятельности (2 балла) 24 (40%) 31 (51,7%) 18 (30%)

Самостоятельно выполняет действия на основе ранее усвоенного учебного опыта (3 балла) 4 (6,7%) 21 (35%) 36 (60%)

Повторный опрос учителей показал, что у учащихся экспериментальной группы значительно повысился уровень учебно-познавательного интереса к предметам естественнонаучного цикла. Для установлештя значимости в различиях полученных результатов проведен статистический анализ по расчету критерия Фишера (угловое преобразование Фишера, автоматический расчет), согласно которому <р*эил= 2,213. Полученное эмпирическое значение <р* находится в зоне значимости на уровне а = 0,05. Распределение по уровням сформированное™ учебно-познавательного интереса к предметам естественнонаучного цикла на этапе констатирующего эксперимента и контрольном этапе представлены в таблице 4.

Уровень развития внутренней мотивации учебной деятельности при изучении предметов «Окружающий мир» и «Математика» имеет также положительную динамику. Результаты расчета по критерию Фишера следующие: различие по высокому уровню внутренней мотивации к изучению дисциплин естественнонаучного цикла: <Р*эмп = 3,032. Полученное эмпирическое значение <р* находится в зоне значимости на уровне значимости а = 0,01.

На основании полученных результатов статистического анализа имеем право считать, что уровни сформированиости учебно-познавательного интереса и внутренней мотивации к изучению предметов «Математика» и «Окружающий мир» у учащихся экспериментальной группы выше, чем у учащихся контрольной группы (см. таблицу 5).

Таблица 4

Распределение по уровням сформированностн учебно-познявятелыюго интереса к предметам естественнонаучного цикла на этапе констатирующего эксперимента (начальный срез) и контрольном этапе (итоговый срез) опытно-экспериментальной работы

Уровень Распределение учащихся по уровням

учебно- Контрольная группа Экспериментальная группа

ного интереса Начальный срез Итоговый срез Начальный срез Итоговый срез

Кол-во % Кол-во % Кол-во % Кол-во %

Не сформирован 2 2,9 0 0 4 6,7 0 0

Низкий 13 19,1 8 11,8 13 21,7 5 8,3

Удовлетворительный 34 50,0 39 57,3 26 43,3 25 41,7

Высокий 18 26,5 18 26,5 15 25,0 24 40,0

Очень высокий 1 1,5 3 4,4 2 3,3 6 10

Таблица 5

Распределение по уровням внутренней учебной мотивации при изучении предметов «Математика» и «Окружающий мир» на этапе констатирующего эксперимента (начальный срез) и контрольном этапе (итоговый срез) опытно-экспериментальной работы

Уровень внутренней учебной мотивации Распределение учащихся по уровням

Контрольная группа Экспериментальная группа

Начальный срез Итоговый срез Начальный срез Итоговый срез

Кол-во % Кол-во % Кол-во % Кол-во %

Низкий 7 10,3 4 5,9 10 16,7 0 0

Средний 35 51,5 22 32,4 35 58,3 9 15.0

Высокий 26 38,2 42 61,7 15 25,0 51 85.0

В результате применения методики активизации освоения дисциплин естественнонаучного цикла средствами технического конструирования уровень освоения знаний и умений по дисциплинам естественнонаучного цикла и технических способностей у учащихся повысился. Экспериментальные дашпле, полученные на констатирующем и контрольном этапах, представлены в таблицах 6 и 7.

Для установления значимости различий контрольной и экспериментальной групп по высокому' уровню овладения знаниями и умениями по дисциплинам естественнонаучного цикла проведен статистический анализ по расчету критерия Фишера. За основу расчетов взяты значения показателей овладения знаниями и умениями по дисциплинам естественнонаучного цикла итоговом этапе эксперимента. Полученное эмпирическое значение ф*,мп=4,308 находится в зоне значимости на уровне зна-

чимости а = 0,01. На основании этого имеем право считать, что уровень овладения знаниями и умениями по дисциплинам естественнонаучного цикла у учащихся экспериментальной группы выше, чем у учащихся контрольной группы.

Таблица 6

Сравнительная таблица результатов овладения знаниями и умениями по дисциплинам естественнонаучного цикла на констатирующем и контрольном этапах эксперимента

Уровни овладения знаниями и умениями по дисциплинам естественнонаучного цикла Распределение учащихся по уровням

Начало эксперимента Конец эксперимента

КГ ЭГ КГ ЭГ

Кол-во % Кол-во % Кол-во % Кол-во %

Низкий 14 20.6 12 20.0 9 13,2 2 3,3

Средний 46 67,6 39 65,0 45 66,2 24 40.0

Высокий 8 11,8 9 15,0 14 20,6 34 56,7

Таблица 7

Сравнительная таблица результатов технических способностей у учащихся на констатирующем и контрольном этапах эксперимента

Уровень технических способностей у учащихся Распределение учащихся по уровням

Начало эксперимента Конец эксперимента

КГ ЭГ КГ ЭГ

Коп-во % Кол-во % Кол-во % Кол-во %

Низкий 15 22,1 15 25 13 19,1 2 3,3

Средний 49 72 36 60 49 72,1 28 46,7

Высокий 4 5,9 9 15 6 8,8 30 50

По результатам определения уровня технических способностей проведен расчет углового преобразования: эмпирическое значение <р*эмп= 5,471 находится в зоне значимости на уровне значимости а = 0,01. Различия по высокому уровню технических способностей у контрольной и экспериментальной групп существенны.

Полученные данные свидетельствуют о том, что организация учебной деятельности младших школьников по методике активизации освоения дисциплин естественнонаучного цикла средствами технического конструирования привела к положительным результатам. Проведенная нами опытно-экспериментальная работа по активизации освоения дисциплин естественнонаучного цикла младшими школьниками средствами технического конструирования, ее результаты и эмпирические данные позволяют сделать выводы о том, что [реализация на практике предложенного содержания является средством, активизирующим деятельность учащихся начальной школы по освоению дисциплин естественнонаучного цикла, что полностью подтверждает исходную гипотезу.

В заключении диссертации изложены теоретические и экспериментальные результаты исследования, сформулированы следующие выводы:

1. В настоящее время проблема эффективного освоения дисциплин естественнонаучного цикла является актуальной, о чем свидетельствуют проводимые исследования в области оценки качества освоения учебного материала. Овладение учащимися учебным

материалом строится на основе теории поэтапного формирования умственных действий, сисгемно-леятелыюстного и интегративного подходов, а также принципа активности и тесно связанных с ним общедидактических принципов обучения - связи теории с практикой, сознательности в обучении, систематичности и последовательности, научности. Активность младших школьников развивается в процессе учебной деятельности и проявляется в целенаправлешюй деятельности индивида, самостоятельности учащихся, проявлении интереса к знаниям, включении ведущих мотивов, творческой переработке и применении изучаемого материала в практико-преобразующей деятельности.

2. Одним из путей развития активности освоения интегративного содержания дисциплин естественнонаучного цикла является включение в учебную деятельность младших школьников деятельности по начальному конструированию, в процессе реализации которой учащиеся имеют возможность применить знания данных дисциплин в реальных жизненных ситуациях, изучая способы преобразования окружающего мира в конструкторской деятельности.

3. Результатом теоретического осмысления проблемы явилась необходимость уточнения ряда понятий, таких как «активизация освоения дисциплины», «техническое конструирование на основе образовательных конструкторов», «технологии образовательной робототехники».

4. Разработана методика активизации освоения дисциплин естественнонаучного цикла средствами технического конструирования на основе комплекса научно-методических подходов и дидактических принципов, направленная на активизацию освоения дисциплин естественнонаучного цикла, включающая компоненты: цель, подходы, принципы, содержание, формы, методы и приемы, средства, комплекс диагностических методик для определения уровня активности освоения дисциплин. Составлены и реализованы модуль «Образовательная робототехника» в рамках интегрированных уроков «Окружающего мира» и «Технологии» и программа внеурочной деятельности «Начальное техническое конструирование и робототехника», построенная на интеграции дисциплин естественнонаучного цикла: «Окружающий мир», «Математика» и «Технология».

5. Экспериментально подтверждена гипотеза: организация деятельности по реализации методики активизации освоения дисциплин естественнонаучного цикла средствами технического конструирования будет способствовать повышению активности младших школьников в освоении дисциплин естествешюнаучного цикла. Основой для определения диагностического аппарата экспериментальной проверю! послужили выделенные критерии активности учащихся. У участников экспериментальной группы отмечена положительная динамика в развитии самостоятельности и настойчивости в действиях по достижению поставленных образовательных целей; в развитии учебно-познавательного интереса и внутренней мотивации учебной деятельности при изучении предметов «Окружающий мир» и «Математика». Подтверждена экспериментально прямая зависимость результатов освоения знаний и умений от повышения уровня активности к изучению дисциплин естественнонаучного цикла.

Основные положения диссертационного исследования отражены в следующих публикациях автора:

Статьи в научных изданиях, рекомендованных ВАКМОиНРФ:

1. Власова, О. С. Технологии образовательной робототехники как средство освоения предметной области «Математика и информатика / О. С. Власова // Начальная школа до и после. -2013. —№ 10.— С. 61-67 (0,8 пл.).

2. Власова, О. С Содержательный компонент подготовки учителя начальных классов к внедрению образовательной робототехники / О. С. Власова // Вестник Челябинского государственного педагогического университета. -2013. -№ 11. - С. 47-57 (1,2 пл.).

3. Власова, О. С. Активизация освоения дисциплин естественнонаучного цикла младшими школьниками в процессе технического конструирования [Электронный ресурс] / А. А. Попова, О. С. Власова // Современные проблемы науки и образования. - 2014. -№ 2. - Режим доступа: ЬПрУ/\у\у\у.5С1епсе-с(ЛисаПоп.ги/рс1£/2014/2/705.рёГ (1 п.л. / авт. 0,8 п.л.).

Учебно-методические пособия:

4. Власова, О. С. Образовательная робототехника в учебной деятельности учащихся начальной школы : учеб.-метод, пособие / О. С. Власова, А. А. Попова. - Челябинск : Изд-во Челяб. гос. пед. ун-та, 2014. -111 с. (6,45 п.л. / авт. 5,2 п.л.).

5. Власова, О. С. Современные технологии начального математического образования в системе «Школа 2100» : учеб.-метод. пособие / М. М. Бормотова, О. С. Власова. - Челябинск: ЗАО «Цицеро», 2013. - 133 с. (7,7 п.л. / авт. 3,85 пл.).

Статьи и тезисы докладов, опубликованные в других изданиях:

6. Власова, О. С. Формирование умений конструирования и моделирования у будущих учителей начальных классов / О. С. Власова // Стратегия гуманитарного образования XXI века : мат-лы II Всерос. науч.-пракг. конф. (Самара, 30 ноября 2009 г.). - Самара: Вереск; ООО «Типография», 2009. - С. 246-251 (0,35 пл.).

7. Власова, О. С. Проблема качества усвоения геометрического материала младшими школьниками / О. С. Власова // Реализация стандартов второго поколения в развивающей образовательной системе «Школа 2100» : мат-лы Всерос. науч.-метод. конф. (Челябинск, 29-30 марта 2010 г.). - Москва - Челябинск : ООО «Баласс», 2010.-С. 174-180 (0,8 ал.).

8. Власова, О. С. Элективный курс «Наглядная геометрия» с использованием мультимедиа презе1ггаций / О. С. Власова // Всерос. конкурс науч.-исслед. работ в области технологий электронного обучения в образовательном процессе : сб. науч. работ (Белгород, 6-10 октября 2010 г.). -Белгород: Изд-во БелГУ, 2010. -Т. 2. - С. 249-253 (0,6 ал.).

9. Власова, О. С. Формирование ключевых компетенций учащихся в образовательном процессе на уровне уроков математики в начальной школе / О. С. Власова // Метаметодика как перспективное направление развития предметных методик обучения : сб. науч. ст. - СПб.: ООО «СТАТУС», 2011. - Вып. 8. - С. 380-385 (0,35 пл.).

10. Власова, О. С. Информационный подход к организации внеурочной деятельности младших школьников / О. С. Власова // Начальное образование Южного Урала : сб. науч.-метод. статей. - Челябинск : Сити Принт, 2012. - Вып. 6. - С. 3-10 (0,5 пл.).

11. Власова, О. С. Формирование геометрических представлений во внеурочной деятельности у младших школьников с помощью игровых технологий / О. С. Власова // Теория и практика реализации ФГОС начального общего образования : сб. материалов Всерос. науч.-пракг. конф. (Орехово-Зуево, 13-28 ноября 2012 г.). - Орехово-Зуево : Изд-во МГОГИ, 2013. - С. 168-173 (0,35 пл.).

12. Власова, О. С. Возможности развивающих наборов в формировании геометрических представлений у младших школьников во внеурочной деятельности / О. С. Власова // Начальное образование Южного Урала : сб. науч.-метод. статей. -Челябинск: Сити Принт, 2013. - Вып. 7. С. 13-18 (0,4 пл.).

13. Власова, О. С. Конструктивные среды как средство овладения геометрическим материалом в начальной школе / О. С. Власова // Герценовские чтения. Начальное образование. - Санкт-Петербург: ВВМ, 2013. - Т. 4. - № 3. - С. 198-203 (0,35 п.л.).

14. Власова, О. С. Оценка овладения начальной математикой в деятельности с конструктором Лего. / О. С. Власова // Мониторинг качества образования в условиях ФГОС НОО : теоретико-методологические и технологические аспекты : сб. по итогам Всерос. науч.-пракг. конф. (Челябинск, 21 марта2013 г.).-Челябинск, 2013.-С. 38-43 (0,4 п.л.).

15. Власова, О. С. Встраивание робототехники в образовательную среду технологического лицея [Электронный ресурс] / О. С. Власова // Методика преподавания основ робототехники в основном и дополнительном образовании : мат-лы Всерос. конф. (Екатеринбург, 8-9 апр. 2013 г.). - Екатеринбург, 2013. - Режим доступа: Ьир:// wikiгobokoшp.ru/index.php?t¡tle=Ceкции/Koнфepeнция/Meтoдикa_пpeпoдaвaIIия_poбoт отехники_Екатеринбург-апрель2013.

16. Власова, О. С. Встраивание робототехники в урочную деятельность технологического лицея / О. С. Власова А. Е. Малицгаш, Н. И. Павлова // Технологическое образование школьников в условиях инновационного развития педагогики : сб. ст. и мат-лов науч.-метод. семинара-Челябинск : Взгляд. 2014. - С. 48-55 (0,5 п.л. / авт. 0,25 п.л.).

17. Власова, О. С. Включение модуля «Образовательная робототехника» в содержание предметов «Окружающий мир» и «Технология» начальной школы / О. С. Власова // Методика преподавания основ робототехники школьникам в основном и дополнительном образовании : мат-лы П Всерос. науч.-метод. конф. (Екатеринбург, 28-29 апр. 2014 г.). — Екатеринбург : Урал. гос. пед. ун-т., 2014. - С. 14-18 (0,2 пл.).

18. Власова, О. С. Образовательная робототехника как средство освоения естественнонаучных дисциплин младшими школьниками / О. С. Власова // Инновационные образовательные конструкторы и робототехника в образовательном процессе : мат-лы Всерос. форума. - Челябинск : ЧИППКРО, 2014. - С. 30-35 (0,35 пл.).

19. Власова, О. С. Развитие технических способностей учащихся средствами начального конструирования и робототехники / О. С. Власова // Поддержка одаренности средствами предметных лабораторий и центров образовательной робототехники : сб. мат-лов интернет-конф. - Челябинск : ЧИППКРО, 2014. - С. 64-69 (0,35 п.л.).

20. Власова, О. С. Проектная деятельность по образовательной робототехнике как средство активизации освоения естественнонаучных дисциплин младшими школьниками [Электронный ресурс] / О. С. Власова // Использование информационно-коммуникационных технологий в образовательном процессе : мат-лы интернет-конф. (Челябинск, 15 сент.-15 ноября 2014 г.).-Челябинск : ЧИППКРО, 2014-Режим доступа: http://ikt.ipk74.ru/&гит/тсз5а§е5/forum5/topic22/message591 /#техза§е591.

21. Власова, О. С. Образовательная робототехника во внеурочной деятельности младших школьников как средство активизации освоения естественнонаучных дисциплин / О. С. Власова // Образовательная робототехника в дополнительном образовании детей: опыт, проблемы, перспективы : мат-лы Всерос. науч.-практ. конф. (Якутск, 13-14 октября 2014 г.). - Якутск : СВФУ, 2014. - С. 63-67 (0,3 пл.).

Подписано в печать 08.07.2015. Форм.бум. 60x84 1/16. Усл. печ. л. 1,7. Уч.-изд. л. 1 Д. Тираж 150. Заказ № 421 Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии «Сити Принт» (ИП Мякотин И.В.) 454080, г. Челябинск, ул. Энгельса, 61 А. тел.: (351) 230-34-34 www.city-print74.ru