В началото на всяка учебна година инж. Петя Желева посреща осмокласници, които идват от различни училища и носят със себе си различни пропуски и силни страни. Част от тях се справят уверено с математическите понятия. Други се колебаят още при първите стъпки на анализа. А има и ученици, за които традиционният урок просто не е достатъчно мотивиращ.
Това поставя пред учителя важна задача: да осигури равен достъп, да създаде час, в който всеки ученик може да намери своя начин да разбере, да пробва, да сгреши и да успее.
И тогава се случва нещо неочаквано.
Вместо тихо записване в тетрадките в класната стая се появява оживление — LEGO робот, който изпълнява конкретно движение, зададено от учениците. За миг всичко спира, после идва характерното: „Еха, виж го! Работи!“. Това е „уау“ моментът, който инж. Желева търси: онази искра, когато абстрактната математика внезапно се превръща в нещо, което можеш да докоснеш, измериш и управляваш.
„Формулите ги знаят, но трудно ги свързват с нещо реално.“, споделя тя. Опитът ѝ като съдия в състезания по LEGO роботика ѝ дава увереност да използва инженерни подходи, които превръщат ученето в преживяване.
Така се ражда интегрираният STEM урок, създаден съвместно със съавторката Росица Пенчева — урок, изграден специално за ученици с различни нива на подготовка, който им позволява да видят математиката не само на хартия, а в действие. А когато моделът изпълни точно това, което са изчислили, абстракцията престава да бъде пречка — тя се превръща в увереност.
КАК ДА ПРИЛОЖИМ ПРАКТИКАТА?
Подготовка: създаване на стабилна основа
Преди основния урок инж. Петя Желева организира няколко кратки предварителни занятия. Те имат важна цел — да осигурят на всички ученици, независимо от предишния им опит, базово ниво на увереност при работа с LEGO SPIKE Prime.
В тези занимания осмокласниците сглобяват елементарни конструкции, пробват различни движения, калибрират моторите, наблюдават как промяната на параметър променя резултата.Това позволява на учениците да влязат в основния урок подготвени и спокойни. За част от тях, особено тези, за които традиционният урок не е достатъчно мотивиращ, възможността да започнат с действие, а не с абстракция, е ключова.
Етап 1: Въведение — обща отправна точка
Часът започва с кратко видео, показващо движение на модел. Вместо да изисква от учениците да възпроизведат теоретични дефиниции, учителката ги приканва да наблюдават и да формулират първите си хипотези:
Как бихме описали това движение чрез математиката?
След видеото тя припомня само основните понятия, нужни за бъдещата работа. Целта не е да се преразказва целия учебник, а да се създаде общо разбиране, върху което учениците могат да надграждат.
Етап 2: Работа по екипи — всеки има място и задача
Учениците работят в четири екипа. Разпределението не е случайно — учителките комбинират желанията на децата със собствената си преценка, така че всеки да може да се включи ефективно.
- Екип “Конструктори”: Сглобяват LEGO модела, настройват моторите и подготвят механичната част от задачата.
- Екип “Програмисти”: Използват подготвен MATLAB шаблон, променят параметри и наблюдават симулациите.
- Екип “Изследователи”: Измерват време, движение и отклонения. Сравняват получените резултати с моделите.
- Екип “Презентатори”: Документират процеса, събират ключови моменти и подготвят визуална презентация в Padlet или Canva.
Работата протича динамично, но добре структурирано — екипите взаимодействат, уточняват, проверяват и коригират.
Етап 3: Представяне — три гледни точки върху един процес
След приключване на екипната работа всеки екип представя своя принос. Учениците анализират и сравняват: наблюдението върху реалния модел, симулацията в MATLAB и математическите зависимости, които стоят зад тях. Това им позволява да видят една и съща идея през три различни „лещи“ — техническа, аналитична и визуална.
Етап 4: Рефлексия — лична оценка и осмисляне
В края на урока учениците попълват кратка форма за самооценка и анализ. Оценяването се извършва по карти с ясно разписани критерии, които учителките предоставят предварително. Всеки критерий се оценява по точкова система, като учениците знаят още в началото какво се очаква от тях и как ще бъде оценена работата на екипа. Тази прозрачност им помага да проследяват напредъка си и да коригират действията си още по време на задачата. По този начин обмислят какво им е било най-ясно, кое ги е затруднило, какво биха направили по различен начин следващия път. За много от тях практическата работа помага да разберат концепции, които досега са били само „формули в тетрадката“.
Защо да опитаме практиката?
Подобрения в знанията и разбирането
Интегрираната работа с модел, симулация и математическа логика води до реално подобрение в разбирането на учениците. Когато видят как променливите, които изчисляват, влияят върху движението на LEGO модела или върху MATLAB симулацията, те започват да осмислят връзките между числата и поведението на системата. Учителката споделя, че след урока учениците дават по-точни обяснения и показват по-добро справяне в последващите задачи, които изискват прилагане, а не само възпроизвеждане.
Подобряване на ангажираността
Практиката е особено ефективна при ученици, за които традиционните уроци не са достатъчно мотивиращи. Динамичната работа по екипи, възможността да се сглобява, измерва, тества и променя — всичко това прави учебната задача по-близка до реален процес. Учениците участват активно, защото усещат, че тяхната част от работата е важна за крайния резултат на целия екип. Инж. Петя Желева споделя, че особено осезаем напредък показва екипът на конструкторите. Някои от учениците, които обикновено се чувстват несигурни в традиционните уроци, се включват с желание именно в тази роля — сглобяването и тестването им дава възможност да покажат силните си страни. Екипната работа ги ангажира, а механичната част от задачата ги мотивира да опитват отново, да коригират и да мислят заедно. Този урок показва как една практическа задача може да „отключи“ ученици, които иначе трудно намират увереност.
Развитие на умения извън математиката
Урокът развива много умения, които не са пряко свързани с математическите формули, но са ключови за успешното учене:
- алгоритмично мислене – особено при учениците, които работят с MATLAB;
- техническо и инженерно мислене – при сглобяване и калибриране на модела;
- критическо мислене – когато се сравняват трите вида резултат: модел, симулация, реален експеримент;
- комуникация и работа в екип – всяка роля е важна за общия резултат.
Тези умения правят урока еднакво ценен и за учениците, които се справят добре по математика, и за тези, които се нуждаят от повече подкрепа.
Приобщаващ характер
Един от ключовите ефекти на практиката е, че включва ученици с различни силни страни и стилове на учене. Практическата насоченост и ясното разпределение на ролите позволяват на ученици с по-ниска мотивация към учебния процес да се включат пълноценно и да се почувстват значима част от общия резултат. Това създава атмосфера, в която учениците не се съревновават, а си помагат и допълват.
Подготовка за бъдещо учене
Работата с модели и симулации изгражда реалистична представа за това как математиката се използва в технологиите и инженерните професии. Учениците разбират, че формулите не са само за изпит или домашно - те управляват механизми, предсказват поведение и дават възможност за анализ. За много от тях това е първата стъпка към по-сериозен интерес към ИТ, роботиката и техническите дисциплини.
Тази практика е пример как един сравнително кратък урок може да окаже реално влияние върху разбирането, увереността и мотивацията на учениците — особено в класове с разнообразно ниво на подготовка.
Как може да надградим и да приложим практиката в друг контекст?
STEM урокът с LEGO роботика не е еднократно преживяване, а отправна точка. След като видят как една идея може да оживее в модел, учениците започват да гледат на математиката по различен начин — като на нещо, което може да се изследва, да се тества и да се променя. Именно това прави практиката толкова лесна за адаптиране в различни класове и учебни предмети.
Когато започнем по-рано…
В прогимназиален етап (5.–7. клас) урокът може да изглежда съвсем различно, но логиката му остава същата. Учениците могат да работят с по-прости модели, движения в Scratch, визуални демонстрации в GeoGebra и да правят първите си стъпки в разбирането: „какво се случва, когато променя този параметър“. Децата от тези класове много бързо се увличат по движенията на моделите, независимо дали са виртуални или механични. Често някой ученик пръв забелязва, че две фигури „се движат различно“ и това отваря идеален повод за разговор.
В по-горните класове — повече логика, повече свобода
В 9.–10. клас урокът вече може да се превърне в мини инженерно предизвикателство.
По-големите ученици обичат да усложняват нещата сами — да добавят сензор, да променят механизма, да измерят повече параметри. Тук място намират въпроси като: „Какво ще стане, ако използваме гироскоп?“, „Колко точен е нашият модел в сравнение със симулацията?“, „Можем ли да намалим грешката?“. Тези разговори правят урока естествен мост към STEM проекти, олимпиади или участия в клубове по роботика.
А в 11.–12. клас: истинска изследователска работа
В най-горните класове практиката може да се превърне в малък научен проект. Учениците могат да изградят собствени модели от нулата, да изследват технически грешки, да правят сравнителни таблици, да работят с MATLAB или Python без шаблони и да оформят резултатите си като научен доклад.
Пренос в други предмети — математика вече не е сама
Една от силните страни на тази практика е, че естествено преплита математика с други учебни области. В часовете по ИТ учениците могат да създават симулации, да работят с данни, да подготвят визуални представяния. В часовете по физика учителят може да използва модела за: кинематика, ъглова скорост, движение в равнина, дискусия за идеални и реални условия. А в часа на класа или в часове за меки умения екипната работа се превръща в място за учене: как да се изслушваме, как да разпределяме задачи, как да планираме работа, как да споделяме отговорност.
Когато урокът напусне класната стая
Практиката спокойно може да се превърне в основна дейност на клуб по интереси.
Учениците обичат да експериментират, когато им се даде свобода, а LEGO моделите често се оказват идеален начин да изпитат идеите си.
Подходяща е и нейното приложение за демонстрации по време на дни на отворените врати, училищни празници, срещи с родители, обмен с други училища. На такива събития уроците с модели имат особена сила: те показват на всички, че математиката може да бъде нещо живо.
Какво я прави устойчива?
Практиката не зависи от конкретен учебник или ниво. Работи добре както с ученици с висока мотивация, така и с тези, които търсят по-практичен начин да разбират. Може да бъде скалируема — да се опрости за по-малки ученици или да се усложни за по-големи. Урокът може да бъде проведен и без LEGO роботика, като движението се моделира с най-обикновени материали – хартиен диск с кабърче, капачки или малки предмети, които учениците завъртат и измерват. Вместо MATLAB могат да се използват GeoGebra или дори само транспортир и координатна система върху хартия. Екипите запазват ролите си – конструктори, изследователи, анализатори и презентатори – но работят с ръчни модели и чертежи. Учениците сравняват реалното движение на модела с изчисленията и обясняват разликите. Така логиката на урока и изследователският подход се запазват напълно, дори без техника.
Най-важното е, че такъв тип уроци развива навици, които остават: наблюдение, проба-грешка, работа с данни, работа в екип, умение да обясняваш решенията си. Именно това я прави устойчива — тя не е единичен „интересен урок“, а инструмент, който може да бъде вплитан в обучението многократно. Опитайте този подход в своята класна стая, дори с минимални ресурси, и ще дадете възможност на учениците си да открият математиката като инструмент за мислене, а не като поредица от формули.
