Использование STEM-технологий с детьми дошкольного возраста. Модуль Математика(Math)

Использование STEM-технологий с детьми дошкольного возраста.

Модуль Математика(Math)

Автор- составитель:

Попова Наталья Валентиновна

Педагог дополнительного образования

Бийск

Пояснительная записка.

В рамках национального проекта «Всё лучшее детям» особое внимание уделяется внедрению передовых методик и технологий, направленных на всестороннее развитие детей, включая использование STEM-технологий.

Внедрение STEM-технологий открывает новые горизонты для российского детства, закладывая прочный фундамент будущего успеха наших детей.

Настоящая методическая разработка посвящена вопросам внедрения технологий STEM-образования в образовательную деятельность дошкольников.

Цель: Ознакомление педагогов с методами, средствами и формами, позволяющими организовать образовательный процесс таким образом, чтобы повысить мотивацию детей к обучению.

Задачи:

-развитие профессиональных компетенций педагогов:

-применение игровых форм обучения, нацеленных на усвоение основных STEM- технологии.

STEM-подход ориентирован на развитие креативности, критического мышления, исследовательских способностей детей. Дошкольники учатся ставить цели, проводить наблюдения, формулировать гипотезы, проверять их экспериментально и самостоятельно анализировать полученные результаты.

При реализации предложенных рекомендаций педагоги смогут повысить уровень мотивации дошкольников к обучению, развить интерес к науке и технике, создать условия для формирования начальных научных представлений и практических навыков.

Особенностью разработки являются включения STEM технологий непосредственно в учебный процесс. что обеспечивает высокий уровень вовлеченности детей и повышает эффективность обучения.

STEM-образование объединяет четыре направления науки (Science), технологий (Technology), инженерии (Engineering) и математики (Mathematics).

Современный мир стремительно меняется, и уже с раннего возраста детям необходимо развивать навыки, которые помогут им успешно адаптироваться и творить в будущем. Технология STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics – Наука, Технология, Инженерия, Математика) – это не просто набор предметов, а целостный подход к обучению, который стимулирует любознательность, критическое мышление, креативность и умение решать проблемы. Для детей дошкольного возраста STEM –увлекательное путешествие в мир открытий, где каждый день наполнен экспериментами, конструированием и поиском ответов на "почему?".

Актуальность использования STEM-технологий.

Введение STEM-технологий в систему дошкольного образования является важным шагом, направленным на раннее знакомство детей с наукой и математикой. Эта инновационная методика помогает формировать базовые знания и компетенции, необходимые для успешного обучения в будущем.

Современные реалии требуют раннего развития у детей навыков анализа информации, умения решать проблемы и применять научные подходы. Интеграция STEM-методик позволяет сделать обучение интересным и увлекательным, вовлекая ребят в активные исследования окружающего мира.

Кроме того, такая практика способствует повышению уровня заинтересованности детей в обучении, стимулируя интеллектуальное развитие и поддерживая желание познавать новое.

Применение STEM-технологий для дошкольников может рассматриваться как эффективный инструмент ранней профориентации несмотря на то, что речь идет о самом младшем возрасте. Важно понимать, что профориентация дошкольников не сводится к выбору конкретной профессии, а направлена на создание благоприятных условий для осознания ребёнком различных сфер человеческой деятельности, пробуждения интереса к научным открытиям и техническим устройствам, основа для будущей профессиональной самореализации и адаптации в высокотехнологичном мире.

Математическое развитие — освоение счёта, форм, пространственных отношений, временных понятий.

Основная задача этого модуля – познакомить детей со сложением и вычитанием, научить их сравнивать и сортировать предметы – раскладывать их по определенным признакам (по цвету, по форме и размеру, от большего к меньшему и т. д.), находить лишнее. Для этих целей используют различные раздаточные материалы, наборы геометрических фигур, логические блоки и головоломки, приспособления для сортировки, для сенсорного развития, математические конструкторы и др.

Преимущества STEM-технологий

1. STEM-обучение в основе лежит интеграция естественных наук и технологии, математики и инженерного творчества и т. д.

2. Применение научно-технических знаний в реальной жизни. В ходе практических занятий детям наглядно демонстрируют возможности знаний в реальной жизни.

3. Развитие навыков критического мышления и разрешения проблем необходимых для преодоления трудностей, с которыми дети могут столкнуться в повседневной жизни.

4. Формирование уверенности в своих силах. Дети, создавая разные продукты - строя мосты и дороги, запуская аэропланы и машины, Так, решая все проблемы своими силами, доходят до цели. Каждая победа укрепляет уверенность в своих силах.

5. Активная коммуникация и командная работа. Обучение по STEM-технологии отличается необходимостью активной коммуникации и командной работы. На стадии обсуждения создается свободная атмосфера для дискуссий и высказывания мнений, при этом дети не боятся высказать любое мнение, учатся рассуждать.

6. Развитие интереса к техническим дисциплинам. Познавательный интерес связан с положительным эмоциональным отношением к изучаемому предмету, с созданием ситуации успеха, с самовыражением и утверждением личности ребенка. Занятия с использованием STEM-технологии увлекательны и динамичны, эмоционально позитивно окрашены.

7. Развитие мотивации к техническому творчеству изучается ребёнком через игру.

8. Ознакомление с миром профессий и трудовое воспитание. По разным статистическим данным в ближайшем будущем ведущих технических специальностей - будут преимущественно ориентированы на STEM-знания.

9. Подготовка детей к технологическим инновациям. Обучение по STEM- технологии готовит детей к технологически развитому миру. Технологическое развитие будет продолжаться, и STEM-навыки являются основой этого развития.

Заключение

Данная методическая разработка представляет собой руководство для педагогов детских садов, школ раннего развития, заинтересованных в применении инновационных методов воспитания и образования дошкольников. Использование представленных рекомендаций помогут организовать эффективное внедрение STEM-подхода в образовательный процесс, способствуя развитию важнейших компетенций XXI века, расширить возможности образовательной среды и эффективно подготовить детей , к школьному этапу обучения.

Модуль Математика (Math)

Методические рекомендации по использованию STEM-технологий в дошкольном образовании с акцентом на модуль «Математика» (Math) основаны на интеграции науки, технологий, инженерии и математики в единую систему обучения.

Цель модуля — формирование элементарных математических представлений у детей дошкольного возраста через практическую и игровую деятельность. 

Модуль направлен на комплексное решение задач математического развития с учётом возрастных и индивидуальных особенностей детей. В нём объединены игры и упражнения для арифметического, геометрического, логического развития.

Разделы:

1. Знакомство с геометрическими понятиями. 

2. Изучение величин. 

3. Количество и счёт. 

4. Ориентировка в пространстве и времени.

STEM технологии — гибкий инструмент, наглядный, практичный и увлекательный, который можно адаптировать к любому этапу занятия, если чётко определить его образовательную цель и подобрать подходящую форму.

1.Мотивация и актуализация

Цель: пробудить интерес, актуализировать знания, поставить учебную задачу.

2.Объяснение нового материала

Цель: донести информацию в интерактивной форме, обеспечить первичное понимание.

3. Закрепление и отработка навыков

Цель: применить знания на практике, сформировать умения.

4. Повторение и систематизация

Цель: обобщить материал, выявить связи, устранить пробелы.

• Знакомство с геометрическими понятиями. 

Знакомство дошкольников с геометрическими понятиями в рамках 

STEAM‑технологий закладывает фундамент для всестороннего развития и 

формирует ключевые предпосылки учебной деятельности, помогает детям

анализировать форму объектов, их расположение относительно друг друга, понимать принципы симметрии, пропорции и перспективы. Конструирование развивает умение визуализировать объекты в двух- и трёхмерном пространстве, что важно для инженерных и технических навыков.

Дети учатся классифицировать объекты, выявлять закономерности, решать задачи на преобразование одной фигуры в другую, что развивает логические операции: сравнение, обобщение, анализ, синтез.

Использование конструкторов (магнитных, деревянных), позволяет детям создавать модели, преобразовывать их, экспериментировать с формой и структурой. Это не только развивает мелкую моторику и творческие способности, но и знакомит с принципами инженерии.

Игра «Геометрические лупы»

Цель: формирование представлений о геометрических фигурах и развитие сенсорно‑перцептивных процессов через игровую деятельность.

Ребёнок получает «лупы» определённых геометрических форм.

Его задача — навести лупу на предмет и проверить совпадает форма полностью

с контуром лупы. Например:круглая лупа «подходит» к мячу, часам, тарелке;

квадратная — к кубику, окну, подушке;

треугольная — к флажку, крыше домика, кусочку сыра.

В игре дети научаться:

- различать и называть базовые геометрические формы (круг, квадрат, треугольник,

 прямоугольник, овал);

-сопоставлять форму предмета с эталонной фигурой (через «лупу»-шаблон);

-видеть геометрическую форму в реальных предметах и изображениях.

Игра соединяет узнавание эталона, практическое действие, что делает освоение геометрических форм осмысленным и мотивированным для дошкольника.

Игра «Дроби и целое»

 Цель:формирование элементарных математических представлений через практическую 

деятельность с геометрическими формами. 

У детей фрагменты фигур на столе вперемешку, ребёнок выбирает части

и складывает из них целую фигуру, заполняя пустое пространство.

Игра научит детей соотносить части и целое, понимать принцип сборки объекта 

из фрагментов;

«видеть» форму в разрозненных элементах, прогнозировать результат сборки;

описывать процесс сборки и результат: «Этот кусочек подходит к кругу», «Здесь не хватает 

треугольника»;

подбирать совместимые элементы путём проб и ошибок или логического сопоставления;

работать с мелкими предметами точно и аккуратно при совмещении элементовбез

 помощи взрослых

Игра «Магнитная геометрическая мозаика»

 Цель: развитие познавательных и психомоторных навыков ребёнка

через манипулирование геометрическими фигурами на магнитной основе. 

Игра органично соединяет математическое, сенсорное, речевое и творческое развитие в 

увлекательной форме.

Детям предлагается магнитное игровое поле (доска) набор магнитных элементов

разной формы и цвета (круги, квадраты, треугольники, прямоугольники, овалы, полукруги и т. п.);карточки‑образцы с контурами или цветными схемами (от простых силуэтов до сложных сюжетов);

Игра развивает понимание взаимосвязи «часть – целое».Помогает ориентироваться детям

на плоскости, понимать симметрию, комбинирование фигур, тренировать глазомер

и точность движений,описывать действия и результаты:«Положу синий квадрат сюда», «Этот треугольник не подходит»; создавать собственные образы и узоры;анализировать формы, подбирать совместимые элементов, прогнозирование результата;

Игра «Танграм»

Цель:развитие мышления и пространственных представлений ребёнка через конструирование 

силуэтов из стандартных геометрических фигур. 

Игра сочетает математическое, когнитивное и психомоторное развитие в форме увлекательной головоломки.

Танграм — древняя китайская головоломка («семь дощечек мастерства»). Состоит из 7 

плоских геометрических фигур (танов)

Детям предлагаются карточки с цветным изображением разных предметов. Использовать все 7 фигур танграма в каждой сборке. Детали не должны накладываться друг на друга. Фигуры должны соприкасаться сторонами (примыкать).Элементы можно переворачивать

и класть любой стороной вверх

Ребёнок самостоятельно подбирает и располагает детали, чтобы заполнить силуэт.

Дети научаться:

• анализировать целое и выделять составные части;

• «видеть» фигуру в разрозненных элементах, мысленно вращать и перемещать детали;

• собирать заданный силуэт по образцу или замыслу, используя все 7 элементов танграма;

• создавать собственные образы и композиции из танграмов.

• Изучение величин. 

Изучение величин в рамках STEM-технологии для дошкольников направлено на формирование представлений о пространственных характеристиках предметов через практическую деятельность, игровые методы. STEM-подход позволяет детям системно познавать мир, развивать логическое мышление, навыки измерения и сравнения, формирование точных представлений о длине, ширине, высоте, массе, объёме;а также подготавливает к дальнейшему изучению математики в школе.

Математические весы.

Позволяют наглядно продемонстрировать сравнение величин, понятие состава числа, а также решать простые примеры на сложение и вычитание.

Цель: формирование элементарных математических представлений и развитие логического мышления через практическую работу с моделью весов. 

Детям предлагается макет весов с двумя чашами. набор гирь/фишекс цифрами (от1до10)дополнительные элементы‑«грузики» (фигурки животных), каждый из которых условно 

весит «1 единицу»;карточки с примерами или заданиями по уровню сложности.

Дети исследуют устройство весов, пробуют размещать грузики ,экспериментируют с

комбинациями чисел, наблюдая за равновесием/перевесом;сопоставляют количество,

проверяя, равны ли суммы на обеих чашах;

Игра развивает умениесчитать в пределах 10 понимать величина, масса, равновесие через практический опыт «равенство» и «неравенство» на наглядной основе;

прогнозировать результат (что произойдёт, если добавить/убрать груз);

проверять гипотезы опытным путём (уравновешивание весов как способ верификации ответ)

;;

Палочки Кюизенера.

Цель: формирование у детей основы математического мышления через сенсорно‑

практическое взаимодействие с цветными счётными палочками.

 Методика позволяет в игровой форме освоить ключевые математические понятия, опираясь

 на зрительное, тактильное и двигательное восприятие.

Палочки Кюизенера — дидактический материал для развития математических 

представлений, мелкой моторики и творческого мышления. Представляют собой набор 

цветных брусочков разной длины (от 10 мм до 100 мм с шагом 10 мм) помогают детям сравнивать величины по длине, ширине, высоте. Каждая длина соответствует определённому числу (от 1 до 10) и имеет свой цвет.

С их помощью можно строить дорожки, домики, мосты, развивая навыки сравнения и анализа. 

Длина палочки прямо соответствует числовому значению:

белая — 1 ед. (10 мм);

розовая — 2 ед. (20 мм);

голубая — 3 ед. (30 мм);

красная — 4 ед. (40 мм);

жёлтая — 5 ед. (50 мм);

фиолетовая — 6 ед. (60 мм);

чёрная — 7 ед. (70 мм);

бордовая — 8 ед. (80 мм);

синяя — 9 ед. (90 мм);

оранжевая — 10 ед. (100 мм).

Детям предлагаетсяприкладывать палочки друг к другу или выстраивая в ряд,

соблюдая цвето‑числовое соответствие — каждая длина имеет строго определённый цвет,

далеевыполнять задания по образцу, схеме или устному указанию.

С палочками Кюизенерадети сравнивают предметы по длине и количеству;

осваивают счёт в пределах 10;понимают состав числа и простые арифметические действия;строят фигуры по образцу и замыслу;используют в речи термины «длиннее»,«короче»,

 «больше», «меньше», «равно»;

ориентируютсяв пространстве, использовать пространственные термины;

• Количество и счёт. 

STEM‑подход превращает освоение счёта и количественных представлений в

увлекательный исследовательский процесс. Дети не заучивают цифры механически,

а открывают математические закономерности через игру, конструирование и

 экспериментирование.

Раздел помогает детям освоить понятия числа, количества, порядкового и количественного счёта. Дети учатся соотносить числительные с элементами множества («один к одному»), понимать значение итогового числа, называть числа в прямом и обратном порядке, определять последующее и предыдущее число. Это создаёт фундамент для дальнейшего изучения арифметики и других математических дисциплин.

Работа с количеством и счётом в рамках STEM-технологии способствует формированию умений, которые пригодятся в разных сферах: умение работать по алгоритму, планировать действия, проверять результаты, сотрудничать в группе при решении задач.

Игра «Сортер»

Цель:формирование у ребёнка способность к логическому мышлению и систематизации 

объектов через сортировку предметов.

Детям предлагается сортировать фигурки по цвету, запоминать расположение

и воспроизводит порядок, соотносить число и количество предметов;сравнивать количества («больше», «меньше», «столько же»);

Игра помогает детям считать в прямом и обратном порядке;понимать состав числа

из единиц,выполнять простейшие действия сложения/вычитания черезманипуляцию предметами.

Игра « Математическиепазлы»

Игра с пазлами даёт дошкольникам многогранный развивающий эффект  задействует

когнитивные, моторные, эмоциональные и социальные сферы.

Цель:формирование и закрепление у детей элементарных математических представлений в игровой форме через сборку целостного изображения из фрагментов с 

числовыми,математическими маркерами.

Детям предлагается фрагмент, который  имеет цифру, количество точек или предметов, чтобы собрать картинку, ребёнок должен расположить фрагменты в правильном числовом

 порядке либо по соответствию количества формы;

Дети научаться:

соотносить количество предметов с соответствующей цифрой;

сравнивать, сопоставлять, анализировать и обобщать;

находить закономерности и устанавливать соответствия

собирать целостное изображение из фрагментов по числовому порядку;

Игра «Деревянные пазлы»

 Цель : формирование ключевых познавательных и моторных навыков, заложить основы логического и пространственного мышления.

Детям предлагается части с цифрами из .которых нужно собрать картинку предмета, составляя части по порядку цифр.

Дети научаться:

собирать изображение из частей; 

 мысленно вращать и совмещать фрагменты;

знать цифры;

завершать сборку  предмета;

Пазлы ценный развивающий инструмент для детей дошкольного возраста. Они комплексно воздействуют на когнитивные, моторные и эмоционально‑волевые сферы, формируя ключевые навыки через увлекательную игру.

Игра « Математические пальчики»

Эта яркая и увлекательная развивающая игра из мягкого фетра познакомит ребенка с миром цифр и счета. Набор включает разноцветные палочки и съемные элементы с помощью, которых дети научатся складывать, вычитать сравнивать количество и различать цвета. Игра отлично развивает мелкую моторику, логическое мышление, концентрацию внимания.

 Цель:формирование у детей базовых математических представлений(счёт, количество, состав числа) через кинестетический и визуальный опыт, задействуя естественную для 

дошкольников «пальчиковую» моторику.

Детям предлагается математическая доска изготовленная из утолщённого войлока.

 Игра помогает  детямсвязать абстрактные числовые понятия, соотносить число с количеством пальцев, поднятых на руке;считать в прямом и обратном порядке в пределах 5–10

 обеспечивая прочное осмысленное усвоение материала,работать двумя руками

одновременно , развивая межполушарное взаимодействие. 

Линейка «Учим счёт»

Цель:формирование элементарных математических представлений у детей дошкольного возраста.

Это дидактическое пособие, которое помогает дошкольникам изучать основы математики: состав чисел, сложение, вычитание, прямой и обратный счёт.

Наглядность и игровая форма работы с линейкой делают процесс обучения математике более привлекательным для дошкольников. Это помогает сформировать положительное отношение к предмету и стимулирует познавательную активность.

Передвижение «окошка» и взаимодействие с элементами линейки требуют точных движений пальцев, что способствует развитию мелкой моторики — важного навыка для подготовки к письму и другим видам деятельности.

Знание состава чисел, умение выполнять арифметические действия и понимать числовые отношения — ключевые навыки, которые облегчат изучение математики в школе. Работа с линейкой помогает заложить фундамент для дальнейшего освоения более сложных математических концепций.

• Ориентировка в пространстве и времени. 

STEM‑подход превращает освоение пространственно‑временных представлений в 

активный исследовательский процесс: дети не просто запоминают слова

(«лево», «право», «вчера»), апроживают и моделируют пространственные и временные

отношения через игру, конструирование, программирование и экспериментирование.

Дети учатся ориентироваться в окружающем пространстве относительно себя и других объектов, понимать расположение предметов.Это формирует основу для дальнейшего изучения геометрии, черчения, а также навыков конструирования и робототехники.

Дети знакомятся с понятиями текучести, периодичности и необратимости времени. Они учатся понимать последовательность дней недели, месяцев, времён года. Это помогает упорядочить их повседневную жизнь и развить чувство ритма.

Головоломка для детей «Лесная мастерская»

Это развивающая настольная игра‑головоломка для детей, направленная на тренировку пространственного мышления и мелкой моторики. Изготовлена из натурального дерева, включает яркие детали и набор схем‑образцов.

Цель :формирование пространственных отношений.

Детям предлагается деревянная дощечка с прорезями, в которую вставляется деревянные силуэту животных и растений.

Игра способствуеттренировки мышцпальцев и кисти рук.

Точное позиционирование элементов на поле развивает зрительно‑моторную координацию.

Тактильные ощущения от деревянных деталей (гладкость, вес, форма) обогащают сенсорный опыт ребёнка. Дети осваивают понятия «слева — справа», «сверху — снизу», «между», «рядом», «над — под»;запоминают последовательности и расположения элементов.

Игра «Сколько дней в недели»

Цель: сформировать у детей дошкольного возраста представление о неделе как временной единице, состоящей из 7 дней

Детям предлагается разрезные части,которые необходимо сложить в последовательности дней недели, чтобы получиласьцелая картинка

Игра научит детей ориентироваться во времени на основе последовательности дней недели, не только усвоить важную временную категорию, но и разовьёт целый комплекс навыков, необходимых для успешной адаптации в школе и повседневной жизни.

Игра «Определи время»

Цель : формирование у дошкольников представлений о времени.

Игра учит детей определять время по часам,развивать временные ориентиры в повседневной жизни, развивать познавательные, речевые, математические и социально‑эмоциональные навыки. Благодаря игровой форме абстрактное понятие времени становится понятным и осязаемым, а ребёнок учится осознанно относиться к его течению.

У детей карточка с часами, которые показывают определенное время. Детям надо подобрать часть, на которой обозначено время

 Вывод:

Игровой характер занятий, использование современного оборудования и технологий делают обучение увлекательным. Дети воспринимают математику не как набор абстрактных правил, а как инструмент для познания мира.

Использование дидактических игр, конструкторов, логических головоломок и других материалов позволяет детям применять знания на практике, видеть результаты своей работы.

STEM-образование формирует математический стиль мышления, который облегчает усвоение школьной программы и способствует умственному и личностному развитию. Кроме того, дети приобретают навыки, востребованные в современном мире: умение работать с информацией, решать нестандартные задачи, использовать технологии.

. 

Литература

1.Волосовец Т. В. 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 / Т. В. Волосовец и др. — 2-е изд., стереотип. — М.:

БИНОМ. Лаборатория знаний, 2019 — 112 с.: ил. ISBN 978-5-9963-5012-4

2.Сабирова Ф.М., Анисимова Т.И. Теория и практика реализации STEAM-образования: Учебное пособие / Ф.М., Сабирова, Т.И. Анисимова. – Казань: Редакционно-издательский центр «Школа», 2022. – 108 с. ISBN 978-5-00162-633-6

3.Михайлова З. А. Носова Е. А. Логико-математическое развитие дошкольников 3- 7 лет: Игры с логическими блоками Дьёнеша и цветными палочками Кюизенера. / З. А. Михайлова Е. А. ,Носова– СПб. : Детство-Пресс, 2023. – 128 с. ISBN. 978-5-89814-907-9

4.Новикова В.П. Тихонова Л. И. Развивающие игры и занятия с палочками Кюизенера. Для работы с детьми 3-7 лет./ В.П. Новикова , Л. И. Тихонова– М. : Мозаика-Синтез, 2011. – 72 с. ISBN. 978-5-86775-638-3