Нова українська школа: дидактичні основи STREAM-освіти в початковій школі - Сергій Вакарін 2021

Пошук інформації в Інтернеті та інформаційна безпека
Уроки для позакласних занять (група продовженого дня)

Виконуючи STREAM-проекти, учень має навчитися самостійно добувати, узагальнювати та систематизувати інформацію та створювати нові знання (можливо, нові лише для нього, але не виключені й відкриття). Роль учителя — управляти цим процесом пошуку, аналізу та синтезу знань, а також навчити учнів отримувати задоволення від цієї найвищої творчої діяльності — «еврика!». Це рецепт щасливого, зацікавленого навчання, якщо все зробити правильно.

Один аспект в навчальних проектах, які я організовував або спостерігав, завжди викликає особливі складнощі — це пошук інформації. Мабуть, це особливість покоління, що мало читає. Перший етап пошуку необхідно провести ще перед початком проекту — від цього залежить, чи вдасться його виконати. Я вже згадував про запатентований метод пошуку, а зараз додам — на правильно задане питання майже завжди знайдеться відповідь, зокрема в пошуковій системі. Інколи його треба розбити на частини — свого часу я досліджував шляхи отримання даних для проекту .

Тут варто дати пораду щодо пошуку джерел. Наприклад, у книзі подаються всі використані посилання, тому що інакше це був би плагіат. Щодо електронних ресурсів, ми не можемо відповідати за ці сайти — інколи матеріал може переміститися, або змінюються власники сайту та матеріал взагалі зникає. З іншого боку, коли вказується електронний ресурс, читачі інколи намагаються його ввести вручну — і якщо в них (чи в книзі) помилка навіть в одному знаку, вони не знаходять необхідний сайт, витрачаючи нерви та час. Краще шукати фрази, смисли, які вам необхідні — при цьому можна знайти багато корисної додаткової інформації. У книзі наводиться багато англомовних джерел (та включено основну відповідну інформацію в українському перекладі), оскільки це нова тема, з якої недостатньо перевіреної інформації іншими мовами.

На основі методу пошуку інформації можна вчити школярів проводити дослідження інформації щодо будь-якого питання. Необхідно навчитись іти від загальної інформації до детальної та знов до узагальнення. Завдяки цьому розглядається об’єкт вивчення як в цілому, так і відповідні його частини, учні вчаться помічати як закономірності, так і деталі, зв’язки та наслідки, знаходити аналогії та протиріччя, аналізувати та узагальнювати (робити висновки).

Так вони переходять від теорії до практики та потім формулюють вже свої власні гіпотези та теорії. А потім методом спроб та помилок виявляють, наскільки правильними вони вийшли.

При цьому перш ніж давати завдання шукати щось в інтернеті, необхідно хоча б коротко розповісти, які види небезпеки можуть трапитися в мережі, зокрема на шляху до потрібної інформації. Наприклад, дитина має знати, що не можна вимикати антивірусні програми (інакше можна втратити всі дані на комп’ютері); що не можна передавати будь-кому особисту інформацію, інформацію про батьків, електронну пошту, номери телефонів, кредитних карток та ін. (можливість втрати грошей); не можна домовлятись про зустріч з незнайомцями (можливість викрадення); якщо висвітлюються попередження про можливу загрозу безпеці, не можна її ігнорувати та переходити на сайт (можливість зараження комп’ютера та ін.).

Проектна робота

В середній школі дедалі популярнішими стають навчальні проекти. Однак в учнів початкової школи може бути ще недостатньо досвіду для багатьох етапів та задач проекту. Проектна робота в початковій школі відрізняється як самими проектами, так і роботою над ними. По-перше, необхідно вибирати проекти, що максимально наближені до повсякденного життя молодших школярів. По-друге, їм ще зарано використовувати стандартні інструменти проектної роботи. Проте це не означає, що вони не можуть виконувати навіть суспільно корисні проекти — далі наводяться приклади реальних проектів для молодшої школи. При цьому діти, виконуючи такі проектні завдання, знайомляться з базовими навичками проектної роботи — зокрема це творчі навички (вибір кращих способів вирішення поставлених завдань), робота з даними та інформацією (аналіз, узагальнення, використання), самостійна та групова робота.

Які ж проекти можна зробити в початковій школі?

Ось приклад міжпредметного завдання STREAM, яке підходить для 3-го класу та дозволить дітям не тільки покращити практичні навички з математики, рідної мови та природознавства, а й потенційно принесе користь для розвитку їх громад, де вони проживають.

Реклама для туристів

Завдання: створити буклет або презентацію та рекламний текст для туристів, які хочуть приїхати у ваше місто або село.

Отримувані знання (навколишній світ — природознавство, краєзнавство): історія та географія рідного міста, села, області, району.

Отримувані вміння (математика та мова): аналіз та узагальнення інформації. Математика: арифметичні дії, робота з даними в таблицях та візуалізованому вигляді (карти, графіки, діаграми). Мова: Створення художнього тексту.

Тема розрахована на 3 уроки, діти працюють у групах від 4 до 6 учнів.

1. Формулювання проблеми

«Діти, до нас хочуть приїхати туристи — учні з інших регіонів України, які раніше не були у нас. У нашому місті (селі, районі, області) є багато цікавого для них. Кожен турист має побачити найцікавіші місця, дізнатись про історію, географію, відомих людей нашого краю. Щоб їм допомогти, ми маємо створити для них або презентацію та рекламний текст. Для цього у нас є кілька завдань, які ми почнемо вирішувати, як тільки я скажу «почали». Почали!»

2. Робота над проектом

Перше завдання

«Туристам спочатку необхідно доїхати до нас. Багато з них їдуть з Києва або через Київ. Пропоную допомогти їм спланувати подорож. Якщо вони їдуть через Київ з іншого міста, вони знають, скільки треба їхати до столиці. А ми допоможемо спланувати маршрут з Києва до нас».

(Примітка: для киян запропонувати інше завдання: спланувати туристичну поїздку до Києва для туристів з найбільшого міста Київської області — Білої Церкви.)

«Якщо в туристів немає інформації про відстань, вони, звичайно, можуть її самі розрахувати.

Наприклад, туристи їхали до нас дві години. Якщо в середньому туристи рухалися зі швидкістю 71 км/год, яку відстань вони проїхали?»

(Примітка. Для киян задача формулюється так: «Наприклад, якби туристи їхали з Чернігова, вони могли б доїхати до Києва за дві години. Якщо в середньому туристи рухалися зі швидкістю 71 км/год, яка відстань від Чернігова до Києва?)

Розв’язуючи це завдання, діти роблять розрахунок 71*2=142 (км).

Друге завдання

«Але це незручно. Туристам треба заздалегідь знати, скільки часу піде на дорогу. Тому давайте знайдемо в Інтернеті, яка відстань від Києва до нас.» (Для киян — яка відстань від Білої Церкви до Києва.)

Вчитель з учнями шукають цю відстань в Інтернеті. «А тепер будемо вважати, що вони їдуть із середньою швидкістю 70 км/год. Підкажіть мені, скільки часу їм треба, щоб проїхати цей шлях?»

Учні ділять відстань на швидкість та отримують приблизний час подорожі. (Якщо результатом ділення не є ціле число, округлюємо до найближчого цілого. Наприклад, замість 142/70 ділимо 140/70 та кажемо: «Отже, потрібно більше ніж дві години. Але краще запланувати час із запасом — вважатимемо, що на дорогу до нас та назад потрібно 5 годин».)

Третє завдання

«А коли ж туристам краще до нас їхати? Якщо тільки вони не любителі зимових розваг, мабуть, краще запропонувати їм їхати в теплий період року. Наприклад, для багатьох комфортна середньодобова температура має бути не менше ніж 10 градусів тепла. Можемо запропонувати їм приїхати в ті місяці, коли буде така температура. Давайте знайдемо в Інтернеті, коли в нас така температура».

Учитель з учнями шукають середньодобову температуру для свого населеного пункту в Інтернеті. Якщо з пошуком виникають складнощі — оскільки поїздка планується з Києва, можливо використати цей графік для Києва від Українського гідрометцентру:

Зеленим показана середня температура. Є також додаткові графіки — максимальна (жовтий) та мінімальна (синій) середньодобова температура за кожен місяць. Вчитель має пояснити, що на графіку позначені такі значення температури: -20, 0, +20, +40 градусів. А пропущені значення -10, +10, +30 градусів. Якщо сказати просто «20 градусів», хтось може не зрозуміти — тепла чи морозу? Тому додаємо знак +.

«Отже, в які місяці краще їхати до нас? Дивіться на зелений графік.» Учні мають дати відповідь — з квітня по вересень.

«А якщо випав теплий рік? Дивіться на жовтий графік.» Відповідь — з квітня по жовтень.

«А якщо рік холодний? Дивіться на синій графік.» Відповідь — з травня по вересень.

Примітка. Для графіків, самостійно знайдених в Інтернеті, визначте правильні відповіді.

Якщо в кабінеті фізики чи в STREAM-лабораторії є необхідне обладнання, цей етап можна зробити навіть цікавішим та почати знайомство з реальним світом наукових досліджень. Наприклад, можна вимірювати температуру за допомогою датчиків температури та візуалізувати результат на екрані у програмі SPARKvue. Також можна додати інші параметри комфортності, такі як швидкість вітру до 15 метрів на секунду. Для вимірювання швидкості вітру можна використовувати анемометр.

Четверте завдання

«Складіть таблицю наших головних туристичних цікавинок. У таблиці має бути дві колонки такого вигляду:

В лівій колонці записуйте назву об’єкта — наприклад, будинку, церкви, площі, парку. В правій — чим він знаменитий, що там відбувалось, які люди з ним пов’язані.»

П’яте завдання

Зробіть рекламну презентацію у вигляді художнього тексту з ілюстраціями. Щоб його написати, дайте відповіді на питання:

1. Як називається наше місто (село)? Додайте якусь фотографію, яка найкраще представить його туристам, які приїдуть вперше.

2. Коли до нас найкраще приїжджати? (Можна включити помісячний графік середньодобових температур.)

3. Скільки годин приблизно витратить турист, щоб доїхати до нас?

4. Які туристичні об’єкти треба обов’язково побачити, коли потрапляєш до нашого міста (села)? Включіть таблицю туристичних об’єктів до своєї реклами.

Найкращі презентації можна розмістити на сайті вашої школи.

Аліса в країні математики

Завдання: скласти текст-інструкцію для садівників, які мають переробити клумби так, як хоче Королева.

Обладнання та матеріали в кожного учня: пенал, підручник, олівець.

Книга Л. Керролла «Аліса в Країні Чудес» (у вчителя, а також — бажано — в учнів; у разі відсутності книги в учнів учитель зачитує наведений ничже текст).

Отримувані знання (зарубіжна література): історія Аліси з казки Льюїса Керролла.

Отримувані вміння (математика та мова): аналіз інформації. Математика: арифметичні дії, робота з даними в таблицях. Мова: Читання художнього тексту.

Тема розрахована на 1 урок, діти працюють у групах від 2 до 4 учнів.

Завдання

1. Давайте згадаємо все, що ви знаєте про Алісу — героїню відомих казок Льюїса Керролла. А ви знали, що Керролл був математиком? Прочитайте наступний уривок з казки: «А що, як я провалюся наскрізь?... І тоді, зрозуміло, мені доведеться запитати, в яку країну я потрапила.»

2. Потрапивши в невідому країну, Аліса постійно зустрічає людей, які все роблять не так. Ось Королева наказала садівникам зробити три круглі клумби з різними радіусами. Але вони все переплутали й клумби вийшли значно більшими. Справа в тому, що їм здавалося, що діаметр — це радіус. А тепер їм треба терміново зменшити клумби, щоб Королева їх не засудила. Ось які розміри клумб вимагала Королева:

Давайте допоможемо садівникам, записавши, які мають бути радіуси клумб. Як нам порахувати їх, якщо ми знаємо діаметри? (Примітка: пояснити, що радіус — відстань, яку ми проходимо від краю до центру клумби, а діаметр удвічі більший за радіус і вимірює відстань, яку ми пройдемо, якщо будемо з центру йти далі, поки не закінчиться клумба.)

3. Одного разу Аліса вже бачила, як садівникам довелося перефарбовувати квіти в улюблений колір Королеви. Згадайте, який це колір? Які це були квіти? Що ви знаєте про троянди? Як вони ростуть? Чим вони відрізняються від більшості квітів?

4. Складіть текст-інструкцію для садівників, відповівши на питання:

1) Що мають зробити садівники?

2) Які мають бути радіуси клумб? Включіть заповнену таблицю до своєї відповіді.

3) Якого кольору мають бути квіти? (Підказка: це улюблений колір Королеви.)

4) Троянди потребують ретельного догляду. Їм необхідно багато води. Як це забезпечити? (Відповідь: побудувати зрошувальну систему.)

5) Як ви самі могли б організувати поливання домашніх квітів у вазоні, поки вас немає вдома? (Відповідь: наповнити пляшку водою, перевернути й трохи відкрутити кришечку, щоб вода по краплі виливалася до вазону.)

6) Усього в садівників 300 кущів. На першій клумбі вони посадили 40 кущів, на другій — 80. Скільки кущів їм залишилося для третьої клумби?

Намалюйте, як мають виглядати клумби квітів улюбленого кольору Королеви.

Стань винахідником

Досвід України, США та інших країн показує, що дітям дуже подобається винаходити корисні пристосування для своїх потреб.

Як допомогти дітям стати винахідниками?

Винахідники постійно роблять світ кращим. Наприклад, дуже багато електрочайників згоріло, поки не придумали спосіб, як зробити чайник, який буде автоматично відключатися, коли вода закипить.

Але винаходи рідко приходять нам в голову самі. Зазвичай винахідник сам шукає дорогу до них. Для цього він може використовувати такі кроки-підказки (а в подальшому кожному кроку автор присвячував окремий урок, але за необхідності можна проходити по два кроки за урок):

Крок 1. Опишіть завдання.

Крок 2. Що вам уже відомо?

Крок 3. Які питання залишилися без відповіді та як на них можна знайти відповідь?

Крок 4. Проведіть мозковий штурм, щоб спробувати вирішити задачу.

Крок 5. Виберіть одне з рішень, запропонованих на мозковому штурмі.

Крок 6. Подумайте, як його реалізувати.

Крок 7. Проведіть мозковий штурм, щоб реалізувати ваше рішення за допомогою простих механізмів.

Крок 8. Складіть план роботи такого механізму.

Крок 9. Намалюйте, як приблизно буде виглядати ваш механізм.

Крок 10. Вибір матеріалів.

Крок 11. Тестування.

Крок 12. Удосконалення.

Приклад. У їдальні (або вітальні) вашої квартири стоїть коробка з цукерками. Але цукерки з неї постійно зникають.

Крок 1. Формулюємо завдання: дізнатися, хто бере цукерки з коробки.

Крок 2. Що нам уже відомо?

У коробці вчора ввечері було 30 цукерок. Сьогодні вранці залишилося 15 цукерок. Цукерки зникали й раніше.

Усі лягли спати о 10 годині вечора й прокинулися о 7-й ранку.

Крок 3. Які питання залишилися без відповіді і як на них можна знайти відповідь?

Як таємничий пожирач цукерок потрапляє в їдальню?

Коли він (або вона, або вони) туди потрапляє?

Чому ми його не бачили?

Як можна отримати сигнал, коли вони приходять?

Крок 4. Проведіть мозковий штурм, щоб спробувати вирішити задачу.

Можуть бути запропоновані такі варіанти:

- не залишати цукерки в коробці;

- поставити мишоловку в коробку;

- залишитися в їдальні на ніч і дочекатися пожирачів;

- поміняти замки;

- встановити сигналізацію.

Можна використовувати когнітивну карту для роботи над ідеями в такому вигляді:

Наприклад, для нашої проблеми з цукерками:

Наприклад, можуть бути такі варіанти — на цукерках помітні сліди дуже дрібних зубів, тому... треба поставити мишоловку.

Крок 5. Виберіть одне з рішень, запропонованих на мозковому штурмі.

Припустимо, ми зупинилися на варіанті сигналізації.

Крок 6. Подумайте, як його реалізувати.

Як буде виглядати сигналізація? Як вона буде працювати?

Вона має бути досить гучною і реагувати, коли пожирачі відкриють двері.

Крок 7. Проведіть мозковий штурм, щоб реалізувати ваше рішення за допомогою простих механізмів.

Можна використовувати дзвіночок, щоб він задзвенів, коли пожирачі відкриють двері.

Дзвіночок можна повісити на тонку нитку й перекинути її через гвіздок у стіні.

Інший кінець нитки можна прив’язати до дверної ручки.

Потім потрібно випробувати, як працює наш механізм.

Крок 8. Складіть план роботи такого механізму.

— Ми залишаємо коробку з цукерками в їдальні.

— Йдемо спати.

— Коли в проміжку між 10 вечора і 7 ранку відчиняться двері, ручка потягне за собою нитку.

— Нитка смикне дзвіночок.

— Дзвіночок задзвонить.

— Ми прокинемося та спіймаємо пожирачів.

Крок 9. Намалюйте, як приблизно буде виглядати ваш механізм.

Крок 10. Матеріали та частини.

Варто окремо обговорити, з чого буде виготовлятись ваш механізм. Наприклад, задати питання:

— З якого матеріалу має бути нитка для сигналізації?

— (Варіант відповіді): Звичайна нитка для шиття.

— Але якщо дзвіночок надто важкий, вона може порватися. Які є ще варіанти?

— (Варіант відповіді): Риболовна ліска.

Ось ви вже майже побували винахідниками. Чому майже? Деякі зупиняються на цьому. А деякі вдосконалюють свій винахід, можуть навіть запропонувати його іншим. А потім зробити бізнес і продавати. Сигналізацію зараз купують часто.

Крок 11. Тестування винаходу.

Коли з’явилися перші пластмасові ножі та ложки, вони часто ламалися. Довелося провести багато експериментів, перш ніж вдалося отримати легкі, але міцні види пластмас, які можна було згинати достатньо, щоб вони не ламалися під час трапези.

Необхідно тестувати кожну деталь. Коли випускають нові автомобілі, їх також перевіряють на міцність: наскільки вони можуть витримати удар при різних швидкостях? В цей час в них сидять не люди, а муляжі з датчиками, які показують, наскільки ремені безпеки та повітряні подушки захищають їх від удару.

Спробуйте зібрати вашу сигналізацію з вибраних матеріалів. Наприклад, чи дійсно задзвенить ваш дзвоник, коли двері відкриються? А якщо прив’язати дзвоник звичайною ниткою, чи не порветься вона, коли ви сильно смикаєте двері?

Запишіть усі питання, які виникли під час тестування свого винаходу, та відповіді на них. Це й будуть результати вашого тестування.

Крок 12. Удосконалення винаходу

Що необхідно?

Ваша сигналізація

Додаткові матеріали (за результатами тестування)

Зробіть таблицю, як показано нижче. В лівій колонці запишіть питання, що виникли під час тестування. Далі у двох наступних колонках позначте відповідь — так або ні. Якщо результат тестування вас не задовольнив, подумайте, як вдосконалити винахід. Наприклад:

Сподіваємось, тепер ваш винахід працює краще! Якщо проблеми ще залишаються — продовжуйте шукати рішення, тестувати та вдосконалювати свій винахід, і не забувайте записувати результати своєї роботи!

Нові слова

Мозковий штурм: розмірковування над задачею для знаходження різних варіантів рішення

Когнітивна карта: спосіб описати задачу за допомогою ключових слів та малюнків

Світ відеоігор (4 клас)

Коментар для вчителя

Майже всі сучасні діти знайомі з відеоіграми. Якщо в більшості учнів класу вже був досвід гри в «Майнкрафт», варто використати його для демонстрації важливості STREAM для підвищення рівня у грі. Автор використовував ігри в роботі з учнями школи № 36 м. Києва, і деякі з них досягли значних успіхів у STREAM-предметах, зокрема один з них з моєю допомогою написав статтю про відеоігри.

Вчитель може спочатку провести загальну дискусію про гру «Майнкрафт». Учні з задоволенням розповідають про будівництво різних споруд та властивості матеріалів, що використовуються у грі, дизайн садів та інші типові види діяльності у грі.

Далі вчитель може розповісти про «наукові та технічні» моди гри «Майнкрафт»: Calculus, IndustrialCraft, RotaryCraft. Calculus дозволяє отримати працюючий калькулятор всередині гри. На ньому можна проводити розрахунки під час гри — не тільки прості, але й досить складні.

Вчитель також може розповісти дітям про те, як математика та природничі науки допоможуть їм опанувати «Майнкрафт» краще, ніж іншим гравцям. Наприклад, гравець добуває корисні копалини. У моді IndustrialCraft для цього використовується Macerator, а у RotaryCraft є машина Extractor. Гравець може використовувати одну з них. Але йому/їй необхідно знати, як збільшиться видобування. Macerator дає збільшення вдвічі. А ось Extractor має чотири етапи видобування, й на кожному етапі ймовірність (шанс) подвоїти видобуток складає 50 %. Можна запитати учнів: яку машину краще використовувати? Часто учні думають, що надійніше брати Macerator. Але фактично шанси, які дає Extractor, схожі на підкидання монети: яка сторона випаде? Якщо вважати, що в середньому подвоєння відбувається у половині випадків, виходить, що за 4 етапи видобуток зросте у 2х2=4 рази. Отже, якщо використовувати Extractor досить часто, він вигідніший за Macerator.

А при використанні машин необхідно рахувати, скільки енергії вони витрачають. Спитайте учнів, чи вони мають такий досвід, та уточніть, чи вони використовують при цьому механічну енергію. Якщо так, її треба обчислювати як добуток (на основі заданих параметрів) — нехай учні розкажуть про це.

Слід сказати також про інші приклади корисних ігор. Деякі вже використовуються в навчальних програмах, наприклад, ігри-симулятори певних професій — пілота, водія та ін., що все більш реалістично моделюють управління літаком, автомобілем та іншою технікою. У деяких іграх можна отримати багато корисної інформації про типи машин, історичні події та ін. Віртуальні квести допомагають в розвитку дедукції, стратегічні ігри — навички управління та дій у віртуальному світі з багатьма взаємозалежностями (та неповної інформації про них). Головне — перемогти ілюзію, що реальність не буде відрізнятись від віртуальної моделі.

Під час гри дитина вчиться працювати з предметами, інформацією, іншими людьми. Гра — це віртуальний всесвіт, який за сприятливих умов може допомогти більш наочно зрозуміти закони, за якими існує набагато складніший реальний Всесвіт. Крім того, з відеоіграми та кіберспортом пов’язано багато сучасних професій — у цій сфері добре заробляють не тільки підприємці та програмісти, а й організатори подій, стримери, художники та інші професіонали. Автори контенту, аналітики, маркетологи, дизайнери, веб-розробники — це неповний перелік професій, які знаходять своє місце в індустрії відеоігор. Від кожної вимагається набір навичок, багато з яких формується в рамках ST(R)EAM-ocвiти. Від стримера вимагаються мовні та комунікативні навички, а також емпатія — тільки так можна передати емоції гри. Від аналітика — знання математики та вміння застосовувати теорію ймовірностей та статистику в умовах конкретного турніру.

Звичайно, є ігри, які викликають залежність у певних людей за наявності відповідних обставин. Але, як кажуть, якщо не можеш перемогти проблему — треба її очолити.

Якщо дорослі порадять хорошу гру, а ще краще — покажуть її корисне застосування в реальному світі, зменшиться ймовірність того, що учні почнуть використовувати таке «заспокійливе», як різноманітні «Сині кити».

Багатьом учням може бути цікаво створити презентацію на тему відеоігор. Більш за це важливо, що в іграх відбувається інтеграція з культурно-мистецькими жанрами.