ПРИЛОЖЕНИЕ НА ПРОЕКТНО-БАЗИРАНОТО STEM ОБУЧЕНИЕ В ОБРАЗОВАТЕЛНИЯ ПРОЦЕС ПО МАТЕМАТИКА В ДЕТСКАТА ГРАДИНА

Настоящата разработка насочва вниманието към приложението на проектно-базираното STEM обучение в образователния процес по математика в детската градина, прилагащо иновативни образователни технологии, техники и методи на преподаване.  STEM е един от подходите, с които помагат да се постигнат интеграцията на теорията в практиката, да се създаде среда, в която детето ще бъде свой собствен учител, изследовател и пътешественик в областите на математиката. Като учебна програма STEM е основана на идеята за фокусирано обучение по четирите направления – наука, технология, инженерство, математика, в интердисциплинарен и приложен подход. Проектно- базираното STEM обучение съчетава изучаването на учебното съдържание с развиването на умения на XXI в. като умения за учене, творческо решаване на проблеми, комуникация, сътрудничество и критично мислене. Вместо да се преподават четирите дисциплини като отделни направления, те се интегрират в последователна парадигма на обучение, базирана на реално приложение.

Проектно-базираното STEM обучение по математика е отличен начин да се приложат математическите концепции в реални сценарии. Децата имат възможността да работят върху проекти, които имат практическо приложение и които могат да ги вдъхновят. Те получават цялостна перспектива за това как математиката играе важна роля в различни аспекти на нашия свят. Този метод съчетава самостоятелна работа с активното участие в ситуацията, като по този начин се стимулира по-добро разбиране и прилагане на математическите концепции.

В обучението всички подходи са обяснени и демонстрирани. Децата получат конкретни примери за използването им в учебната работа и имат възможност заедно с учителя да разработят свои идеи и да получат обратна връзка за тях.

Математиката е много богато направление, което е изключително приложимо в реални житейски ситуации. Това я прави чудесен кандидат за проектно-базираното STEM обучение

Освен че се повишава мотивацията за учене на децата и техният интерес към математиката, проектно-базираното STEM обучение съчетава изучаването на учебното съдържание с развиването на умения на XXI в. като умения за учене, творческо решаване на проблеми, комуникация, сътрудничество и критично мислене.

Прилагането на проектно-базираното STEM обучение оказва силно влияние върху развиването на интерес към математиката, личностните качества на обучавания като честност, смелост, доброта, трудолюбие, настойчивост, веселие, чувство за отговорност и др.

„Целта на обучението по математика в детската градина се свежда до изграждане на математически подход у детето за разбиране и адаптиране в заобикалящата го действителност и постигане на когнитивно равновесие с нея. Разкриването на психическите и логически механизми на когнитивните операции са в основата на изграждане на представи за математическите характеристики на количествените, пространствените и времеви отношения“ (Гетова  2010б).

Потапяйки се в едни въображаем свят в страната Математика, в царството на цифрите и числата, децата развиват своето въображение. Чрез включването им в разнобразни дидактични игри с математически характер и вземане на нестандартни решения децата откриват многообразието на форми, цветове, количества, овладяват различни стратегии, за да решат поставените задачи. Успехът на преподаването на математика в началното училище зависи от ефективността на математическото развитие на детето в предучилищна възраст. Математическите знания трябва да бъдат поднесени с подходящ език, с подходящи методи и средства и с необходима мотивация.     „Стимулирането на математически представи в условията на детската градина изисква мотивиране на детето, обобщеност на знанията и уменията, даване на алгоритъм за действие и вербализиране на действията за овладяване на математическа реч“ (Гетова  2010). Това всъщност са психологическите предпоставки за реализиране на педагогическото взаимодействие в образователния процес по математика.

Проектно-базираното STEM обучение в ДГ „Слънце“, гр. Левски, доведе до създаването на иновативна програмна система „Нашето бъдеще”.  Цялостната дейност стартира със създаване на условия и изграждане на среда за реализиране на проекта, включваща изграждане на  STEM център, тематично разположен в занималнята на група „Пчелички“. Центърът беше обзаведен според основните изисквания на този вид обучение: математически и логически игри, материали за природни науки, конструктори (Lego, Polidron, логически и др.) .

Времетраенето на проекта обхвана девет календарни месеца. Дейностите се осъществяваха веднъж седмично, в рамките на работното време на учителя.

При провеждане на заниманията, изискващи индивидуална работа, се работеше в малки групи по график.

Обучението се провеждаше в дигитална и недигитална среда. Традиционните методи на преподаване се подчиняваха на природонаучни, математически, дигитални и инженерни аспекти и се реализираха предимно чрез компетентностен и проблемно-базиран подход. Развиваха се умения за работа в малка група (екип) в подходящо организирани кътове и зони, позволяващи гъвкава учебна програма и организация на деня.

За сравняване на постиженията и отчитане на ефекта от STEM обучението се проведаха входящи и изходящи диагностични процедури за установяване нивото на логическо мислене и степента на уменията на децата по математика и за работа с ИКТ.

В приложената иновативна програмна система „Нашето бъдеще” обучението през „очите“ на играта спомогна децата да изострят уменията си, да се учат на стратегии, логическо мислене и социални умения.

Във втория, същински етап на проекта, за  да се формират нови знания и умения,  дейностите бяха разделени по месеци на три глобални теми – „Домовете на хората в бъдещето”; „Превозни средства в бъдещето”; „Растения и животни в бъдещето”.

Първата глобална тема „Домовете на хората в бъдещето” включваше дванадесет подтеми като: „Нагоре, към небето”;  „Дом на Луната”; „Зелени домове; „Светлина и топлина в домовете”; „Кръглият град”; „Домът, в който бих искал да живея”; „Да уловим вятъра”– въртележка;  „Бонбоненият град”; „Домове, градове”;  „Къщи и замъци”; „Кашон  парти”; „Кръгли структури”.

В изпълнение на дейностите по тази теми децата учиха, докато:

• добавяха и сравняваха до 10;
• измерваха по височина;
• правиха състезание по изкачване на стъпала;
• комбинираха геометрични фигури;
• съотнасяха число с цифра;
• подреждаха обекти във възходящ ред и открива пропуснат елемент в реда;
• определяха взаимното разположение на обекти (над, под, пред, зад);
• разпознаваха геометричните фигури кръг, квадрат, триъгълник, правоъгълник;
• сравняваха обекти спрямо форма, размер и техния брой в предметна група;
• идентифицира еднакви геометрични фигури;
• разпознаваха и определяха пространственото разположение на обект чрез „пред“, „зад“, „отляво“, „отдясно“;
• изравнява количество от обекти в две съвкупности чрез допълване (дорисуване);
• разработиха проект за „зелен дом”;
• разбраха идеята за пестене на енергия;
• запознаха се със слънчевата енергия;
• провеждаха опит със соларна лампа;
• създаваха композиция с кръгли форми – графика;
• конструираха с Lego;
• развиваха дизайн мислене;
• правиха компютърна рисунка с програма Paint;
• овладяваха функции и модули на програмата;
• изработваха двуслойна въртележка от хартия;
• изпробваха енергията на вятъра;
• изработваха затворени геометрични фигури от желирани бонбони и клечки за зъби;
• създаваха на устойчива конструкция;
• установяваха физически качества – тегло, устойчивост и др.;
• създаваха обекти с Polidron,Lego, пространствен конструктор;
• оформяха различни видове велпапе и кашони и кутии като град;
• създаваха кули от сапунени балончета и измерване по височина.

 

Чрез втората глобална тема „Превозни средства в бъдещето” децата имаха възможност да се докоснат до теми като „Състезание с коли”; „На път с влака стрела”; „Роботи в завода”; „Летят, търкалят се, плуват”; „Моето живо превозно средство”; „Вълшебният кораб”; „Зеленчукови превозни средства”; „Превозното средство на бъдещето”; „Потъва или плува”; „Параход и парен локомотив”; „Коли от бъдещето”; „Шофьорски изпит” ; „Програмиране на робот“.

В педагогическите ситуации се измерваше времето с часовник и се работеше с хронометър. Децата се научиха по забавен и лесен начин:

• да решават сюжетни текстови задачи в практически  план с добавяне и отнемане на 1 или 9 и се запознаха  с понятието „държава”;
• възприемаха събирането като практическо добавяне, а изваждането – като отнемане;
• разпознаваха предметна мярка за измерване на дължина;
• определяха броя на използваните условни мерки и ги свързва със съответната цифра на числото;
• брояха до десет, отброява предмети до десет, моделираха конкретно количество (до десет);
• свързваха по форма обекти от околната среда с познати геометрични фигури;
• продължаваха алгоритмични поредици от познати геометрични фигури;
• имаха възможност да се запознаят със съвременна технология за изработване на автомобили (чрез видеоклип);
• проведена бе дискусия за необходимостта от роботи, които да заместват хора;
• създадоха проект за робот и се запознаха с новите технологии при производство на автомобили и велосипеди;
• откриваха сходство с природни форми и конструираха с Lego и Plidron;
• изработиха автомобил и хеликоптер от зеленчуци;
• използваха различни материали за установяване на поведението им във вода- орехова черупка, камък, сапунерка, хартия и др.;
• експериментираха с пара.

 

В третата глобална тема „Растения и животни в бъдещето” бяха включени теми като „В джунглата”; „В кошера”; „Кой с какво е полезен”; „Пчели и пеперуди”; „Къщичка /хранилка за птици”; „Къща на дърво за хората”; „Кутия със съкровища”– прежда, телчици, пластмасови лъжички, четка за зъби,  ножица, филц, панделки, пръчки за сладолед, очички, картон и др.

С помощта на сюжетни ситуация децата:

– се ориентираха в двумерно пространство и рисуваха под диктовка;

• затвърдяваха знания за числа и цифри до 10;
• подреждаха на числова редица чрез рисуване на кошери с различен брой етажи. (до 10);
• определяха броя и реда на обекти до десет;
• разпознаваха и назоваваха кръг, квадрат, триъгълник, правоъгълник;
• откриваха прилики и разлики;
• определяха последователност от събития, откриваха причинно-следствени връзки;
• запознаха се с производство на сирене и кашкавал чрез видео филм;
• проведоха интерактивна беседа за ползите от животни и растения;
• направиха компютърна рисунка с програма Paint;
• организирана бе изложба в двора на детската градина с участието на родители;
• използваха се отпадъчни материали за изработване на продукт с участието на родители;
• създаде се колаж и фотоалбум от снимки по дейността.

 

В рамките на проекта се предостави възможност за информационна среща за представяне идеите на проекта; работна среща с учители от ДГ „Слънце” и Община Левски; информационна среща за отчитане и популяризиране на проекта.

Оценяване изпълнението на проекта, както и поставените основни задачи и цели се осъществяваше чрез качествени индикатори: изградена съдържателна, ангажираща и творческа STEM среда; ниво на умения на децата за работа с информационни технологии- протокол от педагогическо наблюдение; степен на развитие на логическото мислене- входяща и изходяща диагностика  чрез стандартизирани тестове.

Проектът стартира и завърши с информационни срещи за учители и родители, на които бяха представени целите на проекта и реализираните резултати. За популяризиране на проекта периодично се подаваше информация към официалния сайт на детската градина и местния печат. На финала на проекта бяха изработени брошури, отразяващи дейностите по реализиране на модела.

Може да се изведе изводът, че прилагането на това обучение и ученето по математика въздейства върху субектните отношения и е база за формиране и развиване на математическа, информационна, социална и личностна компетентности.

Математиката и идеята за математическото моделиране (модели за решаване на различни казуси и проблеми) трябва да се разглежда като съществен елемент от всички направления в STEM. „Успехът по математика е ключът към реализация в STEM. Изключително важно е да се създава нов позитивен и включващ образ на обучението по математика, както и да се развива нагласата, че има смисъл да се учи математика и тя ще е нужна постоянно в живота. Индуктивните и конструктивистки методики на преподаване на математика като нашата иновативна система са в синхрон със STEM подхода, тъй като подкрепят децата да изследват и моделират математическите концепции, да изграждат сами смисъла им и връзката им с по-обхватния математически дял и реалното им приложение в житейски казуси“ (https://progresivno.org/steam-pozitivni-rolevi-modeli-i-obuchenieto-po-matematika).