Экспериментирование как эффективное средство формирования у дошкольников опыта системной ориентировки в техносфере

О.А. Мусихина
Детский сад № 120 «Калинка», Сочи, Россия, dou120kalinka@yandex.ru

Аннотация

В статье представлена работа краевой инновационной площадки МДОБУ детский сад № 120 «Калинка» (г. Сочи, Краснодарский край) по проблеме формирования у старших дошкольников опыта системной ориентировки в техносфере. Рассматриваются вопросы ознакомления детей с физическими свойствами веществ и материалов, азами механики, электричества и магнетизма на пропедевтическом этапе. На основе анализа Федерального государственного образовательного стандарта и Федеральной образовательной программы дошкольного образования обоснованы задачи данного этапа. Определён алгоритм организованной образовательной деятельности детей и предлагаются образцы авторских карточек по экспериментированию, примеры экспериментов. Описываются варианты работы с детьми и их родителями с использованием детского техноальбома. Предлагается авторский вариант педагогического мониторинга, в частности изучения когнитивного компонента ориентировки. Обосновывается значимость экспериментирования для последующей работы на основном этапе деятельности по формированию первичного опыта системной ориентировки в техносфере.

Ключевые слова

дошкольное образование, экспериментирование, старшие дошкольники, пропедевтический этап, техническое образование

Для цитирования

Мусихина О.А. Экспериментирование как эффективное средство формирования у дошкольников опыта системной ориентировки в техносфере // Педагогическая перспектива. 2023. № 2(10). С. 45–53. https://doi.org/10.55523/27822559_2023_2(10)_45

Информация об авторах

Оксана Александровна Мусихина – Почётный работник сферы образования, заведующий МДОБУ ДС № 120 «Калинка»

Текст статьи

В современных условиях быстрого развития информационно-технологической сферы возрастает актуальность проблемы технического образования детей, начиная с дошкольного возраста. Это обусловило возросшее внимание исследователей и практиков к зарубежному опыту STEM-образования, в частности в плане формирования у детей познавательной активности, элементарных знаний и умений, а также опыта ориентировки в простейших технических устройствах и механизмах [1; 2; 3; 4; 5; 6; 7 и др.].

Вместе с тем анализ современной образовательной практики позволяет судить о недостаточной научной и практической разработанности проблемы формирования у дошкольников технических знаний, умений, навыков на основе рассмотрения технических объектов в системной взаимосвязи их характеристик.

Представим наш опыт решения данной проблемы в МДОБУ ДС № 120 (г. Сочи, Краснодарский край) в статусе краевой инновационной площадки с 2022 года.

Исходя из понимания, что «успех овладения техническим объектом (и в теоретическом, и в практическом отношениях) во многом зависит от знания внутренних и внешних связей объекта, от умения устанавливать их в нужном объёме» [8, с. 88], было принято решение не ограничивать работу с детьми уже существующими подходами (ЛЕГО-конструирование, робототехника, занятия по математическому развитию и т.п.), а разработать авторскую технологию, ориентированную на развитие «системного видения» технического объекта в совокупности его характеристик. Мы выделяем в ней два этапа: пропедевтический, реализуемый в старшей группе детей, и основной – в подготовительной к школе группе.

В данной статье мы подробно представим пропедевтический этап нашей технологии.

Его целью является подготовка детей к усвоению более сложного материала при изучении объектов техносферы в подготовительной группе. При этом акцент делается на ознакомлении со строением и свойствами различных веществ и материалов, постижении доступных пониманию детей первоначальных знаний о физических явлениях (вес, центр тяжести, устойчивость, преодоление веса в воде, воздухе и космосе), азов механики, электрики и магнетизма.

Задачи были определены в контексте общей стратегии личностного развития дошкольников на основе анализа целевых ориентиров, обозначенных в Федеральном государственном образовательном стандарте дошкольного образования [9]. Кроме того, они были сопоставлены с планируемыми результатами, определёнными в Федеральной образовательной программе дошкольного образования: ребёнок к 6 годам «владеет первичными приёмами аргументации и доказательства, безошибочно пользуется обобщающими словами и понятиями; испытывает познавательный интерес к событиям, находящимся за рамками личного опыта, фантазирует, предлагает пути решения проблем; устанавливает закономерности причинно-следственного характера, приводит логические высказывания; проявляет любознательность; проявляет интерес к игровому экспериментированию, развивающим и познавательным играм» и т.п. [10, с. 15–16].

В таблице представлены сформулированные нами задачи в связке с целевыми ориентировками стандарта (табл. 1).

Таблица 1. Соотнесение задач пропедевтического этапа с целевыми ориентирами ФГОС дошкольного образования

Целевые ориентиры ФГОС ДО

Задачи пропедевтического этапа

Склонен наблюдать, экспериментировать. Ребёнок обладает установкой положительного отношения к миру, к разным видам труда, другим людям и самому себе, ребёнок достаточно хорошо владеет устной речью, может выражать свои мысли и желания, может использовать речь для выражения своих мыслей, чувств и желаний

Вовлекать каждого ребёнка в активный познавательный поиск.

Развивать наблюдательность и умение делать выводы по результатам экспериментирования с веществами и материалами.

Отрабатывать умение описывать результаты экспериментальной деятельности.

 

Ребёнок проявляет любознательность, задаёт вопросы взрослым и сверстникам, интересуется причинно-следственными связями, пытается самостоятельно придумывать объяснения явлениям природы и поступкам людей

Воспитывать интерес к скрытым свойствам материалов и веществ, видам энергии.

Продолжать развивать умение задавать вопросы и отвечать на них, проверяя догадки в процессе экспериментирования.

Учить понимать причинно-следственные связи, самостоятельно придумывать объяснения результатам экспериментов с веществами и материалами

Способен договариваться, учитывать интересы и чувства других, сопереживать неудачам и радоваться успехам других, адекватно проявляет свои чувства, в том числе чувство веры в себя, старается разрешать конфликты: способен выбирать себе род занятий, участников по совместной деятельности активно взаимодействует со сверстниками и взрослыми, участвует в совместных играх

Развивать способность договариваться, учитывать интересы и чувства других в процессе совместного проведения экспериментов, конструирования простейших электрических цепей.

Развивать умение адекватно оценивать результаты собственной экспериментальной деятельности и экспериментальной деятельности других детей, сопереживать их неудачам и радоваться успехам.

Учить выбирать себе участников по совместной деятельности, активно взаимодействовать со сверстниками и педагогом

Ребёнок овладевает основными культурными способами деятельности, проявляет инициативу и самостоятельность в разных видах деятельности: игре, общении, познавательно-исследовательской деятельности, конструировании и др.

Учить детей самостоятельно подбирать необходимое оборудование и материалы для изучения свойств материалов и веществ при проведении экспериментов.

Создавать условия для проявления самостоятельности, творчества, инициативы в экспериментальной деятельности

Содержание образовательной деятельности на пропедевтическом этапе строилось как подготовительное для основного этапа и было направлено на формирование у детей понимания основных свойств веществ и материалов, из которых сделаны технические объекты, усвоение закономерностей и простейших физических законов, которые определяют использование технических объектов. Разработка содержания осуществлялась с опорой на специальную литературу для детей дошкольного возраста [1; 5; 11; 12 и др.].

В календарно-тематический план включались темы «Знакомство с молекулами разных веществ», «Превращение гвоздя», «Какая прочная резина», «Как колесо изменило мир», «Что такое сила трения и откуда она берётся», «Сила тяжести. Почему все предметы падают вниз?» и др. Для каждой из них на этапе планирования и разработки конкретизировались характеристики и свойства, которые должны исследоваться на занятиях в детской научной лаборатории. Характеристики и свойства отбирались так, чтобы после их изучения показать, как человек использует их в технических объектах. Данная детализация имела большое значение для понимания, какие представления детей будут служить предметом педагогического мониторинга. Примеры тем с конкретизированными свойствами и характеристиками представлены в таблице (табл. 2).

Таблица 2. Свойства и характеристики, изучаемые в рамках тем занятий в детской научной лаборатории

Тема

Свойства и характеристики

Металл

 

– теплоёмкий, пластичный;
– обладает электропроводимостью

Резина

 

– упругая, лёгкая, стойкая к деформации, эластичная;
– стойкая к перепадам температуры

Пластмасса

 

– лёгкая, легко обрабатывается, прочная;
– водонепроницаемая, теплостойкая;
– может быть как пластичной, так и твёрдой

Нефть

 

– имеет цвет от тёмно-коричневого до чёрного;
– имеет специфический запах, обладает текучестью (жидкая, вязкая);
– не растворяется в воде, легко воспламеняется

Сила тяжести

– сила притяжения действует на всё;
– более тяжёлые предметы падают быстрее;
– если не создавать препятствий для падения, любой предмет, находящийся в воздухе, упадёт

Тепловая энергия

– с помощью силы трения можно выработать тепловую энергию;
– более горячий предмет передает своё тепло более холодному;
– тёплые потоки воздуха легче, активнее, поэтому могут приводить в движение предметы

 Получаемые детьми представления становятся фундаментом для формирования опыта системной ориентировки на основном этапе в подготовительной к школе группе. Например, характеристики веществ «вода», «воздух», материала «металл», а также явлений «реактивное движение» и «преодоление веса в воде» значимы на основном этапе при изучении темы «Корабли».

Образовательная деятельность детей предполагала активность, основанную на интересе и добровольных началах на организованных занятиях, а также во время досуговых мероприятий, прогулок и т.п.

В процессе творческой переработки и апробации различных вариантов был конкретизирован алгоритм организованной образовательной деятельности детей, включающий экспериментирование в качестве основного составляющего элемента. Её структурными элементами были определены: 1) мотивационное начало; 2) экспериментирование; 3) игра, физминутка; 4) работа в техноальбомах по экспериментированию, рефлексия. Представим их более подробно.

Мотивационное начало. Нами использовались различные приёмы мотивации детей, например, Модулька и STEMик – верные друзья юных экспериментаторов – удивляют сюрпризами, рассказывают об истории открытия человеком свойств материалов и веществ, явлений и законов, предлагают отправиться в увлекательное путешествие; в группу приходит таинственное послание с невидимыми чернилами, прочитать которое можно, только зная волшебные свойства бумаги; воспитатель предлагает посмотреть мультфильм или найти по плану групповой комнаты «клад» и догадаться, что будет предметом изучения и т.д.

Очень важный момент – определение контекста проблемы, то есть ответ вместе с детьми на вопросы «зачем?», «почему важно?», «для кого или для чего значимо?». Дети должны понять, в чём проблема и почему она важна, прежде чем придумают, как её решить. Дошкольникам нравится решать проблему, которая имеет отношение к их жизни или позволяет помочь другу. Поэтому учебная задача всегда должна предлагаться в игровой форме, с акцентом на важность и значимость решения проблемы для кого-то или чего-то. Например, от Модульки или STEMика поступал запрос о помощи или просьба рассудить, кто прав; в письме от детей-исследователей из другого детского сада содержалась просьба проверить правильность выводов; от учёных поступала просьба найти ошибку в экспериментах и т.п.

Экспериментирование. Дети более мотивированы заниматься тем, что находится прямо перед ними. Поэтому экспериментирование являлось тем основным инструментом, который использовался для организации познания детьми разнообразия техномира на основе чувственно-эмпирического опыта.

Эксперименты проводятся с детьми по карточкам для экспериментирования (рис. 1). Лицевая сторона содержит символ эксперимента, название, рисунки с алгоритмом проведения, наводящие вопросы, значки, обозначающие, что будут делать дети. На оборотной стороне размещены необходимые материалы, инструкция для педагога, вопросы на понимание детьми результатов эксперимента и беседа об использовании данного свойства или характеристики человеком в технических устройствах и механизмах, выводы.

Образец карточки экспериментирования по теме «Нефть»

Рисунок 1. Образец карточки экспериментирования по теме «Нефть»

Перед проведением эксперимента обязательно использовались наводящие вопросы, у детей узнавалось их мнение о том, что получится в результате эксперимента. Создавая ситуацию неопределённости, мы старались разбудить смекалку, сообразительность, развить умение высказывать предположения и гипотезы. Например, детям предлагалось подумать и сказать, какие предметы, по их мнению, утонут, а какие нет. В какой из колб находится нефть и почему. Где машинка прокатится дальше – по гладкой поверхности или полотну из гофрированной бумаги и почему. Важным условием активизации мыслительной деятельности являлось открытое обсуждение всех предположений детей без боязни высказать неправильную догадку.

Непосредственно проведение эксперимента осуществлялось по описанной в карточке инструкции для педагога. Для облегчения работы в карточке предусмотрено три раздела. В разделе «Исследуй и узнай» содержатся точные указания о том, как дети под руководством педагога проводят эксперимент. В разделе «Уточни и сравни» детям предлагается обменяться мнениями о том, что они увидели, почувствовали, услышали и т.п. В разделе «Подумай и оцени» приводятся возможные суждения детей и выводы.

Логичным продолжением являлось обсуждение с детьми полученного в эксперименте результата. Уточнялось, как человек использует выявленное свойство. Например, почему аквапарки на воде делают из пластика, а не металла и стекла. Почему при ремонте автомобильной дороги асфальт укатывается спецтранспортом. А сопоставление упругости резины (резиновой шины) и упругости деревянного колеса позволяет не только заглянуть в историю создания колеса, но и ответить, почему у современных автомобилей нет деревянных колёс.

Игра, физминутка. После проведения эксперимента или между сериями экспериментов с детьми проводились физминутки, развивающие игры, квест-игры, подвижные игры, викторины и т.д. По направленности они соответствовали тематике занятия.

Например, игра «Чем был – чем стал» развивает важную для системного мышления способность отслеживать изменения свойств и функций объектов во времени. Данная игра проводится в двух вариантах: 1) ведущий называет материал (металл, дерево, ткань…), а дети называют объекты материального мира, в которых эти материалы присутствуют; 2) ведущий называет предмет рукотворного мира, а дети определяют, какие материалы использовались при его изготовлении. Ещё один пример – варианты распространённой игры «Атомы и молекулы»: 1) все дети выполняют роли атомов и свободно перемещаются по групповой комнате, услышав сигнал либо команду ведущего «Молекулы!», дети объединяются по парам, тройкам и некоторое время передвигаются вместе цельными соединениями, затем молекулы вновь распадаются на отдельные атомы; 2) атомы соединяются в молекулы в зависимости от агрегатного состояния – молекулы газа свободно летают, молекулы жидкости образуют ручеек, молекулы твердого вещества образуют жесткое сцепление.

Работа в техноальбомах по экспериментированию. Рефлексия. Этот элемент направлен на подведение результатов занятия. Дети работали в индивидуальных техноальбомах, выполняя предлагаемые задания – нарисовать, обвести, поставить стрелочку и т.п. Важно отметить, что каждое задание позволяло проверить, насколько ребёнок понял и усвоил конкретное свойство, характеристику. Примеры заданий приведены на рисунке (рис. 2).

Примеры заданий по теме «Вода»

Рисунок 2. Примеры заданий по теме «Вода»

На следующем занятии, связанном с темой, эти задания использовались для того, чтобы вспомнить и закрепить представления, полученные в ходе эксперимента. Либо нужные страницы техноальбома ещё раз применялись на других занятиях, перекликающихся в экспериментальной части.

После использования техноальбома «Мир открытий» с детьми ещё раз обсуждалось, что нового они узнали, как человек использует выявленные свойства веществ и материалов в технических объектах.

Материалы техноальбома мы использовали также при проведении педагогического мониторинга, в частности изучения когнитивного компонента ориентировки – осведомлённости детей в свойствах веществ и материалов, характеристиках физических явлений. Такая диагностика предусмотрена по каждой из тем в начале и в конце года.

Для организации работы с родителями по итогам занятия рекомендовалось:

  1. Использовать техноальбомы для закрепления материала, например, родителям предлагалось провести эксперименты и заполнить страницы альбома дома, если ребёнок по каким-либо причинам отсутствовал на занятии.
  2. Родители вместе с детьми могли повторить по техноальбому изученный на занятии материал.
  3. Кроме того, родителям по каждому занятию предлагалась дополнительно карточка экспериментирования. Сфотографировав её в родительском уголке, либо познакомившись с карточкой в чате, родители проводили простейший эксперимент дома, отмечая заданные ребёнком вопросы, фиксируя алгоритм на фото и делясь ими с педагогом.

Таким образом, системное использование экспериментирования на пропедевтическом этапе формирования у дошкольников опыта ориентировки в техносфере позволяет заложить основу для формирования технических знаний, умений, навыков и усвоения более сложного материала на этапе подготовке к школе.

Список литературы

  1. Волосовец Т.В., Карпова Ю.В., Тимофеева Т.В. Парциальная образовательная программа дошкольного образования «От Фребеля до робота: растим будущих инженеров»: учеб. пособие. Самара: Вектор, 2018. 79 с.
  2. Волосовец Т.В., Маркова В.А., Аверин С.А. STEM-образование детей дошкольного и младшего школьного возраста. Парциальная модульная программа развития интеллектуальных способностей в процессе познавательной деятельности и вовлечения в научно-техническое творчество: учебная программа. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2019. 112 с.
  3. Емельянова И.Е., Елпанова Н.П. Развитие технических способностей детей дошкольного возраста // Вестник Бурятского государственного университета. 2014. № 1 (4). С. 8–12.
  4. Лашкова Л.Л., Журина К.О. Робототехника как средство развития творческого потенциала у детей старшего дошкольного возраста // Вестник Сургутского государственного педагогического университета. 2017. №1 (46). С. 43–46.
  5. Развитие инженерного мышления детей дошкольного возраста: методические рекомендации / авт.-сост. И.В. Анянова, С.М. Андреева, Л.И. Миназова. Нижний Тагил: ГАОУ ДПО СО «ИРО» НТФ, 2015. 168 с.
  6. Усынин В.В., Волчегорская Е.Ю., Фортыгина С.Н. Развитие креативно-технологических способностей у детей дошкольного и младшего школьного возраста средствами LEGO-конструирования // Вестник Челябинского государственного педагогического университета. 2017. № 7. С. 102–106.
  7. Числова Р.Ш., Нуриева А.Р. Steam технологии в дошкольном образовании / Р.Ш. Числова, // Инновации в профессиональном и профессионально-педагогическом образовании: Материалы 26-й Междунар. науч.-практ. конф., Екатеринбург, 20–21 апреля 2021 года. Том 2. – Екатеринбург: РГППУ, 2021. С. 357–359.
  8. Тюнников Ю.С. Политехнические основы подготовки рабочих широкого профиля. М.: Высшая школа, 1991. 192 с.
  9. Федеральный государственный образовательный стандарт дошкольного образования: утвержден приказом Министерства образования и науки РФ от 17.11.2013 г. № 1155 // Информационно-правовой портал «Гарант». URL: https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/70412244/ (дата обращения 03.04.2023).
  10. Федеральная образовательная программа дошкольного образования: утверждена Приказом Министерства просвещения Российской Федерации от 25.11.2022 № 1028 // Официальный интернет-портал правовой информации URL: http://publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001202212280044?index=0&rangeSize=1 (дата обращения 03.04.2023).
  11. Златопольский Д. Удивительные превращения. Детям о секретах вещества: Рабочая тетрадь для детей 5–6 лет. М.: Просвещение; Вентана-Граф, 2008. 96 с.
  12. Секреты простых механизмов / авт.-сост. А.Н. Евсеевичева. М.: ОЛМА Медиа Групп, 2013. 63 с.