Міністерство освіти і  науки України

Управління молоді, позашкільної освіти та

національно-патріотичного виховання Дніпровської міської ради

Комунальний позашкільний навчальний заклад «Міська станція юних техніків» Дніпровської міської ради

ВИКОРИСТАННЯ ІНТЕГРОВАНИХ ЗАНЯТЬ

ДЛЯ РОЗВИТКУ КРИТИЧНОГО МИСЛЕННЯ

У ВИХОВАНЦІВ  ГУРТКА КОМП’ЮТЕРНОГО МОДЕЛЮВАННЯ

Дніпро – 2021

ЗМІСТ

ВСТУП

1. МЕТА І ЗАВДАННЯ ІНТЕГРОВАНОГО НАВЧАННЯ

2. ЕЛЕМЕНТ ПРОСТОРУ

ВИСНОВКИ

ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ:

ВСТУП

Сучасні світові стандарти в галузі освіти вимагають інтегрованих знань, об’єднання теоретичного знання в цілісну систему, яка відбиває об’єктивний світ у його  єдності та розвитку.

Інтеграція як методична система в складі STEM освіти дає змогу ширше й різнобічніше засвоювати ті поняття та явища, що мають об’єктивні міжгалузеві зв’язки

Інтегровані заняття дають вихованцю досить широке і яскраве уявлення про світ, в якому він живе, про взаємозв'язок явищ і предметів, про взаємодопомогу, про існування різноманітного світу матеріальної та художньої культури. Під інтеграцією предметів слід розуміти процес і результат взаємодії окремих навчальних дисциплін, які сприяють удосконаленню навчальновиховного процесу.

Для позашкільної технічної освіти інтеграція означає поєднання тем гуртків різних профілів для кращого розуміння явища чи комплексу понять.

Наприклад, інтеграція астрономії та комп’ютерних технологій.

Йдеться не про окрему автономну тему з астрономії, просто для розширення кругозору додану то теми одного з занять,  а саме використання астрономічних понять для кращого засвоєння знань з навчального плану гуртка комп’ютерного моделювання.

В той же час,  один з головних етапів навчання дитини в умовах STEM-освіти – набуття нею навичок критичного мислення.

Критичне мислення нині один з трендів в сучасній освіті. Про те, що його розвиток є одним з наскрізних завдань навчально-виховного процесу, йдеться й у Концепції нової української школи, й в Стратегії розвитку позашкільної освіти.

Критичне мислення – складне й багаторівневе явище. Мислити критично означає вільно використовувати розумові стратегії та операції високого рівня для формулювання обґрунтованих висновків і оцінок, прийняття рішень.

1. МЕТА І ЗАВДАННЯ ІНТЕГРОВАНОГО НАВЧАННЯ

Головна мета інтегрованого навчання – допомогти вихованцям виробити цілісне бачення світу та самого себе, зайняти певну життєву позицію щодо природи та суспільства. Реалізація в освітньому процесі технічного гуртка інтегрованої теми вимагає нових підходів не тільки до розроблення навчально-методичного забезпечення, а й до нових методик, методів прийомів і засобів навчання. Тому великого значення набуває підвищення ефективності навчання й якості знань вихованців з цього курсу засобами інноваційних технологій і активних методів навчання, до яких належить і технологія розвитку критичного мислення.

Критичне мислення забезпечує процеси самопізнання, самоосвіти, самореалізації особистості. Воно історично виступає як найбільш практично зорієнтований й педагогічно значущий здобуток теоретичних результатів, отриманих формальною й неформальною логікою. На заняттях з розвитку критичного мислення застосовують: інсерт (абрівіатура англ. INSERT), мозкова атака, кластери, «вільне письмо», есе, «читання із зупинками», «діаграма Вена» та ін. Загальноприйнятою й найбільш застосовуваною виявилася триступенева модель заняття з розвитку критичного мислення – АУР – актуалізація (виклик), усвідомлення змісту, рефлексія або розміркування. Ці терміни було введено Джінні Стіл і Куртом Мередітом.

Цілями та завданнями у розвитку критичного мислення необхідно вважати: формування пізнавального інтересу в учнів та розуміння мети вивчення даної теми (питання, проблеми); розвиток внутрішньої мотивації до цілеспрямованого навчання; підтримання пізнавальної активності вихованців гуртка; спонукання вихованців до порівняння отриманої інформації з особистим досвідом і на її підґрунті формування аналітичного судження; розвиток критичного способу мислення. Для вивчення кожної теми курсу можна підібрати свій метод або технологію навчання. Деякі з них доцільно використовувати на етапі пояснення нового матеріалу, інші при формуванні вмінь та навичок, існують технології навчання, які можна використовувати під час  пояснення нового матеріалу.

Досвід моєї роботи засвідчив, що при запровадженні технології критичного мислення на інтегрованих заняттях гуртка комп’ютерного моделювання, засвоєння навчального матеріалу стає якіснішим, адже даний інтерактивний метод розрахований не на запам’ятовування, а на вдумливий, творчий процес пізнання навколишнього світу, постановку проблеми та пошук її вирішення. Використання технології критичного мислення в навчально-виховному процесі дає можливість зробити заняття цікавішим, активізувати пізнавальну діяльність учнів та розвивати їхні творчі здібності.

2. ЕЛЕМЕНТ ПРОСТОРУ

Для гуртка комп’ютерного моделювання важливим етапом навчання є набуття вміння побудови креслення будь якого предмету чи деталі, здатності розробляти і використовувати графічну документацію відповідно до наявних стандартів та інструкцій.

На початковому етапі навчання важливо правильно сформувати у вихованців поняття проекції. Оскільки подальше навчання йде з використанням комп’ютерних систем проектування (CAD), то треба, аби вихованці чітко усвідомлювали поняття простору, елементу простору, проекції і таке інше.

Для кращого пояснення проекції звернемося до теми з курсу астрономії про місячні та сонячні затемнення.

Тема «Проекція» вивчається в гуртку першого року навчання протягом декількох занять. Але повторити цю тему можна й для другого, й третього року навчання. Тоді вже можна доручати самим вихованцям заздалегідь підготувати доповідь на тему «Проекція». Також цікавим буде варіант проведення старшими вихованцями занять в молодшій групі із викладанням цієї теми наочно.

2.1. ФОРМУВАННЯ ПОНЯТТЯ ЕЛЕМЕНТУ ПРОСТОРУ. АСТРОНОМІЯ

Стародавні греки уявляли собі Землю плоскою. Такої думки дотримувався, наприклад, давньогрецький філософ Фалес, що жив в VI столітті до н.е.

Землю він вважав плоским диском, оточеним недоступним людині морем, з якого щовечора виходять і в яке щоранку сідають зірки. З східного моря в золотій колісниці піднімався щоранку бог Сонця Геліос (Ототожнений пізніше з Аполлоном) і здійснював свій шлях по небу.

Великий давньогрецький вчений Піфагор Самоський (в VI столітті до н. Е.) Вперше висловив припущення про кулястість Землі. Піфагор мав рацію. Але довести гіпотезу Піфагора, і тим більше визначити радіус земної кулі вдалося значно пізніше. Вважається, що цю ідею Піфагор запозичив у єгипетських жерців. Коли про це знали єгипетські жерці, можна тільки здогадуватися, оскільки вони на відміну від греків приховували свої знання від широкої публіки.

Сам же Піфагор, можливо ще спирався на свідчення простого моряка Скилака Каріандского, який в 515 році до н.е. зробив опис своїх плавань по Середземномор'ю.

Знаменитий давньогрецький учений Арістотель (IV ст. До н. Е.) першим використав для доказу кулястості Землі спостереження за місячними затемненнями. Ось три факти:

• тінь від Землі, що падає на повний Місяць, завжди кругла. Під час затемнень Земля буває повернута до Місяця різними сторонами. Але тільки куля завжди відкидає круглу тінь.
• кораблі, віддаляючись в море від спостерігача, не поступово втрачаються з уваги за рахунок далекої відстані, а майже миттєво хіба "тонуть", зникаючи за обрієм.
• деякі зірки можна побачити тільки з певних частин Землі, а для інших спостерігачів вони не видно ніколи.

Клавдій Птолемей (II ст. Н. Е.) - давньогрецький астроном, математик, оптик, теоретик музики і географ. У період з 127 по 151 рік жив в Олександрії, де проводив астрономічні спостереження. Він продовжив вчення Аристотеля щодо кулястості Землі. Він створив свою геоцентричну систему світобудови і вчив, що все небесні тіла рухаються навколо Землі в порожньому світовому просторі.

Згодом систему Птолемея визнала християнська церква.

Всесвіт за поданням Птолемея: планети обертаються в порожньому просторі.

Видатний астроном стародавнього світу Аристарх Самоський (кінець IV - перша половина III ст. До н. Е.) Висловив думку про те, що не Сонце разом з планетами рухається навколо Землі, а Земля і всі планети обертаються навколо Сонця. Однак в його розпорядженні було дуже мало доказів. Минуло близько 1700 років, перш ніж це вдалося довести польському вченому Копернику.

Висновок: таким чином, факт, що під час затемнень Земля буває повернута до Місяця різними сторонами, але її тінь на поверхні Місяця завжди кругла. Це відбувається тому, що Земля має круглу (шароподібну) форму. А тільки куля завжди відкидає круглу тінь.

Кругла за формою Земля відкидає круглу тінь.

Рис. 1 Кругла тінь Землі на Місяці під час затемнення

А щоб було видно під час затемнення, якби Земля була пласкою? Мабудь, щось накштал цього.

Рис. 2 Тінь  «пласкої Землі» на Місяці

2.2. ФОРМУВАННЯ ПОНЯТТЯ ЕЛЕМЕНТУ ПРОСТОРУ. ТЕАТР ТІНЕЙ

Тіньовий театр - особливий вид театру відомий з давніх часів. Перші згадки про нього зустрічаються в хронічці китайського письменника - історика Гань Бао. Крім китайського театру тіней, здавна відомі тіньові театри Індонезії, Туреччини. Зазвичай тіньовий подання до цих країнах вів один чоловік (даланг), який розповідав глядачам про події, що відбуваються на екрані. Вистави проходили по ночах на відкритому повітрі. Уявлення тривало часом всю ніч безперервно.

Основний принцип тіньового театру дуже простий - використання тіні від фігури або предмета, що падає на екран при освітленні їх будь-яким джерелом світла.

В якості основних джерел світла застосовуються театральні прожектори. Джерело світла знаходиться позаду екрану, зазвичай на деякій висоті, прихований від глядачів. Від непрозорих фігур і декорацій на екран падає густа чорна тінь.

Рисунок 3 Приклад персонажів Театру Тіней

Важливо, аби діти чітко розуміли, яким чином їхні улюблені персонажі з’являються на екрані, та чому так цікаво за ними спостерігати. 

Далі треба продемонструвати, яким чином можливо таке відтворення, та як змінюються тіні, проекції виду залежно від відстані розміщеного світла.

Рисунок 4 Приклад отримання Виду проекції в ігровій формі

2.3. ФОРМУВАННЯ ПОНЯТТЯ ЕЛЕМЕНТУ ПРОСТОРУ. КРЕСЛЕННЯ

Методи проеціювання. Кожний об’ємний предмет має три виміри: довжину, ширину і висоту. Виготовляють предмети за кресленнями, що містять їх зображення на площині (на аркуші паперу). В основу побудови зображень на кресленнях покладено метод проеціювання. Він полягає у тому, що зображення предмета на площині дістають за допомогою проеціюючих променів.

Проеціювання нагадує утворення тіні предмета. При освітленні сонячними променями будь-який предмет (дерево, паркан, будівля) відкидає тінь. Вона подібна до обрисів самого предмета. Якщо предмет розмістити перед плоскою стінкою і освітити його ліхтариком, то на стінці утвориться тінь цього предмета. Утворений світловими променями контур предмета на площині можна вважати його проекцією.

Утворення зображення предмета на кресленні уявними проеціюючими променями називають проеціювання.

Утворене методом проеціювання зображення предмета на площині називають проекцією.

Є декілька методів проеціювання.

Центральне проеціювання – проеціюючі промені виходять з однієї точки і зображення утворюється із спотвореними розмірами.

Паралельне косокутне проеціювання – проеціюючі промені паралельні , але падають на площину проекцій не під прямим кутом.

Паралельне прямокутне проеціювання - проеціюючі промені паралельні і перетинають площину проекцій під прямим кутом.

Утворена на площині проекція дає уявлення про форму плоского предмета. На кресленні проекцію доповнюють розмірами.

Рисунок 5 Види проекцій:

а) Світло направляється на об’єкт, та тінь утворює проекцію; б) Природня проекція від сонячного світла; в) Проекція що утворюється як похідна, від розуміння природної проекції  (за умови ортогонального напрямку дії світла, на «Предмет дослідження»).

Метод засвоєння теми «Проекція» полягає у відтворенні кожним вихованцем свого «Елементу простору», та правильного відтворення «Виду предмета»

Техніка, що застосовується для вищезазначеного методу, полягає у відтворені геометричних фігур кількістю шість квадратів, які зображуються на папері формату А3, за допомогою лінійки та олівця, у вигляді «Розвернутого Кубу» з розмірами кожної сторони 9см х 9см. На «перехресний» квадрат розміщується предмет (за габаритними розмірами  бажано не більше ніж 9см х 9см х 9см (Довжина х Ширина х Висота), що досліджується та визначається «Головний Вид», що є «Вид з переді». Далі відносно « Виду з переді», визначаються «Вид задній», «Вид зліва», «Вид справа», «Вид зверху», та «Вид знизу», що за кількістю дорівнюють кількості квадратів що налічує просторова фігура «Куб».

Рисунок 6 Зразок розміщення «Предмету дослідження»

Після того, як контур розмічений олівцем та лінійкою, вихованці ножицями вирізають за контуром «Розвертку Кубу», та згинаючи за межі переходу одного квадрату у другий під кутом 90 град один до одного отримують «Елемент Простору», у вигляді геометричної фігури «Куб».

«Елементи Простору», бувають різними окрім «Куба», це може бути «Циліндр», «Конус», «Піраміда» або «Призма», але найбільш простим способом пояснити дитині що таке «Елемент Простору», вважаю доцільним використання саме «Куба», та його похідної «Розвертки Куба».

Після того як, дитина зрозуміє відмінність видів проекцій, одна від одної, та за контуром відобразить проекції «предмету дослідження» (частіше за все це є близька дитині іграшка), на кожну з  внутрішніх граней – правильно!!, є можливість поступово пояснити що таке двовимірна площина, та чому проекцію контури якої зображені на одну із любих граней розвертки Куба, можна прив’язати до осей що перетинаються у точці «0» (нуль), та яким чином утворюється площина X0Y.

Далі  розбивши зображений контур на точки, можна пояснити дитині про таке поняття, як «Ступінь свободи», та вирізавши копію контуру « Проекція Виду» (з листка паперу у масштабі 1:1),  продемонструвати це поняття, зрушивши вздовж осей X та Y, відносно «0» (нуля), при переміщенні змінюючи положення «Аплікації», у площині X0Y.

При цьому можна застосувати наступне обладнання:

рейсшина роликова, олівець, резинка, лист ватману А-3, «Предмет дослідження», дзеркальце, ліхтарик.

Таблиця 1 Різновид «Елементів простору»

2.4. РЕФЛЕКСІЯ

1. Проводжуючи рефлексію, можна у дітей запитати:

1. Що сподобалось? Що кожен з вихованців перейняв собі?

2. Чи зрозуміло, як відобразити «Проекцію видів» «Предмет Дослідження» у «Елементі простору»?

3. За допомогою чого можна відтворити проекцію виду?

2. Формувальне оцінювання. Учні оцінюють виконання практичної роботи та участі у підготовчих етапах за допомогою наклейок відповідного кольору (робота в парах).

3. Домашнє завдання. Можна запропонувати кожному з дітей вдома проекспериментувати зі світлом та відтворити пару проекцій за допомогою рук, щоби тінь нагадувала якусь улюблену тваринку або пташку.   Надавши кожній дитині пам’ятку проекцій які відтворюють зображення яке буде цікаве дитині.  

ВИСНОВКИ

Отже, у процесі своєї роботи я переконався, що лише вдала інтеграція сучасних інформаційно-комунікаційних, педагогічних технологій інтерактивного, особистісно-орієнтованого на основі постійного розвитку критичного мислення вихованців дасть змогу розвивати творчі здібності, а значить, і формувати творчу особистість вихованця. Треба намагатися будувати гурткове життя у всій його складності й різноманітності, вміти втілювати загальні ідеї виховання і розвитку у творчій діяльності, спонукати вихованців до творчої діяльності і розвитку здібностей, постійно працювати над підвищенням власного та дитячого загального та професійного рівня.

Цілісне системне уявлення про об’єкт чи поняття  формується на основі створення цілісності різних видів діяльності.

Результатом інтегрованого підходу  можна вважати науковвовідповідну цілісну досвідченість.

ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ:

1. Інструктивно-методичні рекомендації щодо вивчення в закладах загальної середньої освіти навчальних предметів та організації освітнього процесу у 2018/2019 навчальному році : лист МОН України № 1/9-4 від 03.07.2018 р. URL: https://osvita.ua/school/materials/metod-rekom/61572/

2. Мороченкова И. А. Проблемы и пути формирования критического мышления студентов университета / И. А. Мороченкова // Проблемы высшего и среднего образования. 2005. № 6. 15 с.

3. Тягло А. В. Критическое мышление: Проблема мирового образования XXI века. 1999. 210 с.