В съвременния свят традиционните методи на преподаване често се оказват недостатъчни за пълноценното ангажиране на учениците и развиването на умения за 21-ви век. “Напълно разбирам много въпросителни на учениците, когато чуят теоретично физичен закон. В главата им не се появява обяснение как да го приложат в реалния живот. Спомням си в часовете по технологии и предприемачество, че ние като ученици използвахме струг, шиехме, готвихме и какво ли още не. Днешните деца също имат нужда да се докоснат до знанието.”, разказва г-жа Мирела Матова. Тя обединява страстта си към роботиката и предизвикателството, с което се сблъсква, и преди 4 години намира правилната посока, работейки в екип с г-жа Дарина Георгиева.

В ЧСУ “Аз съм българче” се интегрира науката и програмирането чрез роботика и използването на конструктивни образователни комплекти LEGO® Education и Mind Map Cards. Този подход надхвърля конвенционалното преподаване, създавайки силни междупредметни връзки и давайки възможност на учениците да интегрират знания и умения от двата предмета. Чрез проблемно-базирано и практическо обучение децата не само усвояват учебния материал по-лесно и задълбочено, но и активно развиват ключови компетентности.

Чрез фокусиране върху STEAM уменията тази практика ефективно стимулира критичното мислене, уменията за решаване на проблеми и дигиталната компетентност. Крайната цел е учениците да разберат, че науката не е просто сбор от факти в учебника, а динамичен процес, който може да бъде изследван, програмиран и приложен за решаване на задачи от ежедневието.

КАК ДА ПРИЛОЖИМ? 

Добрата практика на бинарните уроци, използващи LEGO Education, представлява пример за модерно STEM обучение. Бинарният урок комбинира физика с елементи от инженерство, технологии и програмиране, представени чрез LEGO комплектите. Основната цел е учениците да прилагат теоретичните знания, като конструират, програмират и тестват модели, имитиращи реални физични явления или инженерни решения. Това превръща абстрактните понятия в конкретни и измерими преживявания.

Подготовка и планиране

Подготовката изисква интердисциплинарно планиране между учителя по физика и този по информационни технологии. Ключов акцент е прецизното синхронизиране на учебния материал, като се избира тема (напр. Лост и макара), която е подходяща както за теоретично изучаване по физика, така и за практическо моделиране с LEGO. “Иновативният елемент е в дефинирането на интегрираното предизвикателство – то трябва да изисква знания и умения от двете области, например: “Конструирайте модел на лост и макара, задвижван с програмиране, за максимална ефективност/скорост”. Това гарантира, че LEGO дейността не е просто илюстрация, а необходимо условие за решаване на проблема.”, уточнява г-жа Матова

Въведение, теория и поставяне на проблема

Учителят по физика представя теоретичния материал относно темата за лост и макара (видове, принцип на действие, изчисляване на работа и мощност). Учениците, работейки в малки екипи по 4-6 души, създават Mind Map Cards. След това се поставя практическо инженерно предизвикателство: да се изгради модел, който да работи с определени, измерими параметри. Този бърз преход от теория към проблемна ситуация стимулира мисленето за практическо приложение.

Конструиране и програмиране на модела

Учениците, работещи в екипи, преминават към етапа на инженерния дизайн. Първо проектират и изграждат своя LEGO модел, като прилагат физични принципи (напр. оптимизиране на съотношенията на рамената на лоста). Следва стъпка на програмиране: чрез блокова среда те настройват мотора да работи с точно определена мощност и време, което пряко отразява изучаваните физични величини (енергия и мощност).

Тестване, анализ и оптимизация

Екипите тестват своя модел, събират данни (напр. време за повдигане на товар, изразходвана енергия според програмата) и ги сравняват с теоретичните очаквания. Ключов момент е анализът на отклоненията – защо моделът е по-неефективен от теорията? Учениците идентифицират проблеми като триене или небалансирана конструкция. Този процес на итеративно усъвършенстване е иновативният подход, който имитира работата на инженерите.

Представяне на крайния продукт

Всеки екип представя пред класа до какво са довели тестовете и до каква степен са се справили с предизвикателството. Екипите, които са постигнали целта след втория опит, обясняват на съучениците си процеса на оптимизация.

ЗАЩО ДА ОПИТАМЕ?

Основната цел на тази добра практика е да промени теоретичното преподаване по човекът и природата и по физика чрез изграждане на междупредметни връзки с информационните технологии.

Качествени резултати

Добрата практика постига трансформация в начина на мислене и работа на учениците:

• Развитие на умения: практиката развива изключителен набор от умения, необходими им както в учебния, така и в работния процес. Сред тях са: работа в екип, комуникация, емпатия, критично мислене, управление на времето, креативност, умения за представяне пред публика, инженерна мисъл и решаване на проблеми.
• Смислено учене: учениците виждат незабавно как физичните закони работят в реалността. Това дава отговор на въпроса им: защо уча това. Чрез конструиране и програмиране те прилагат основните физични принципи, като прекрояват традиционните методи от “запомни тази формула” към “тествай тази формула”.
• Интегриран STEAM подход: интегрират се знания по наука (физика), технологии (сензори, мотори), инженерство (конструиране) и математика (измервания, изчисления).

Количествени резултати

Прилагайки добрата практика от 4 години, г-жа Матова забелязва:

• Повишена мотивация и интерес у учениците: “Все по-често чуваме разнообразни предложения от учениците как можем да използваме LEGO и в други часове. В последните години “гостуваме” и на по-малките ученици.”, разказва г-жа Матова.
• Подобрени академични резултати.
• Повишени компетентности: повишават се дискурсните и дигитални компетентности на учениците, тъй като усвояват основи на програмирането (блокове, Python). Повишава се увереността им в собствените знания и нивото на общата им култура.
• Промяна на фокуса: часът по физика се превръща от пасивно слушане в активно, ангажиращо и творческо изследване на света.
• Трайно знание: подходът “учене чрез правене” ангажира учениците и им помага да изградят трайни знания и компетенции.
• Развитие на общуването: “Първо и едно от основните неща... е общуването и работата в екип. Всеки един модел се обсъжда, анализира, изследва, проучва и оценява.”, споделя г-жа Матова. Учениците развиват изключително много умения, без дори да осъзнават, че това се случва.

И учителят по природни науки, Дарина Георгиева, заедно със своите колеги, категорично смятат, че чрез бинарни уроци учениците получават смислена добавена стойност. “Стремим се да направим обучението по-достъпно, по-полезно, да научим учениците не просто да разбират учебния материал, а да им дадем умения, които ще са им необходими в бъдеще.”, допълва г-жа Матова.

Приобщаващ характер 

Тази практика е изключително приобщаваща и подходяща за всички ученици, независимо от техните културни, социални или образователни потребности. Комбинацията от Mind Map Cards и LEGO Education работи за различни стилове на учене. Мисловните карти помагат да се организира йерархично информацията, докато LEGO тухличките помагат да се свързват абстрактните научни концепции с реални, осезаеми приложения. От друга страна, работата в малки екипи (4-6 ученици) дава на всеки ясна роля, което развива социално-емоционалния елебент на обучението като сътрудничество, комуникация и емпатия.

Добрата практика е замислена като основа, която е благоприятна за усъвършенстване и надграждане. Нейната гъвкавост позволява лесно адаптиране и прилагане в нов контекст. Може да се приложи в различни паралелки и класове съобразно ДОС. Г-жа Матова отбелязва: “Практиката може да се развие и с включване на други учебни предмети, като например дори музика.”

Чрез този подход учениците не просто учат физика, а развиват умения, които ще им помогнат да решават проблеми, да планират и организират, да обобщават информация и да бъдат активни, уверени и креативни граждани на утрешния ден. Опитът си струва, защото, както обобщават преподавателите г-жа Мирела Матова и г-жа Дарина Георгиева: “Тази практика е изцяло различен подход от традиционното образование и съчетава в себе си STEAM.”