Экспериментальная работа по формированию технического мышления учащихся во внеурочной деятельности по технологии средствами образовательной робототехники

Исследование уровня сформированности технического мышления учащихся 7−9 классов

Экспериментальная работа по формированию технического мышления учащихся во внеурочной деятельности по технологии средствами образовательной робототехники проводилась в 7−9 классах ГБУ ДО ДУМ «СМЕНА"г. Челябинска.

Задачи и этапы экспериментальной работы:

• 1) изучение уровня сформированности технического мышления учащихся 7−9 классов (констатирующий этап);
• 2) апробация программы по формированию технического мышления учащихся 7−9 классов во внеурочной деятельности по технологии средствами образовательной робототехники (формирующий этап);
• 3) повторная диагностика уровня сформированности технического мышления учащихся 7−9 классов (контрольный этап).

Было сформировано две группы учащихся — экспериментальная и контрольная.

На констатирующем этап экспериментальной работы была проведена диагностика технического мышления учащихся по тесту Беннета. Данная методика служит для выявления технических способностей личности.

Тест представляет собой 30 заданий в виде рисунка и нескольких вариантов ответа. Учащимся нужно выбрать один правильный ответ. По количеству правильных ответов делается вывод об уровне сформированности технического мышления. Уровень может быть высоким, выше среднего, средним, ниже среднего и низким.

Для того, чтобы определить уровень, необходимо подсчитать количество правильных ответов.

Если набрано 25−30 баллов, то уровень технического мышления считается высоким.

Если набрано 13−18 баллов, то уровень технического мышления считается средним.

Если набрано 0−6 баллов, то уровень технического мышления считается низким.

Характеристика уровней:

• 1) высокий уровень:
  • — сформировано умение осуществлять анализ состава, структуры, устройства и принципа действия технического объекта;
  • — сформировано умение приводить аргументы и объяснять свои действия, полученные результаты и выводы;
  • — сформировано умение гибко переключается с отражения одних свойств объектов на другие;
• 2) средний уровень:
  • — сформированы определенные знания и представления об устройстве и принципе действия механизмов;
  • — наблюдается владение основными техническими терминами и понятиями;
  • — сформированы умения выполнять основные условные изображения;
  • — наблюдается понимание функционирования основных технических объектов;
  • — затруднено применение знаний в конкретных ситуациях;
  • — в новых ситуациях выполнение задачи затруднено;
• 3) низкий уровень:
  • — наблюдается знание лишь единичных понятий, условных знаков;
  • — наблюдаются трудности при выполнении практических заданий, решение осуществляет лишь на эмпирическом уровне;
  • — не сформированы представления о принципе действия простейших механизмов;
  • — не сформированы умения объединять разрозненные сведения в систему и вычленять ее составляющие.

По результатам выполнения данной методики был определен уровень технического мышления учащихся (таблица 1).

Результаты диагностики показали, что 15% учащихся ЭГ и 10% учащихся КГ имеют высокий уровень технического мышления. Эти учащиеся правильно ответили на большинство вопросов. Средний уровень технического мышления имеют 50% учащихся ЭГ и 45% учащихся КГ. Низкий уровень технического мышления имеют 35% учащихся ЭГ и 45% учащихся КГ.

Статистическая обработка результатов тестирования проводилась с вычислением средних значений выборки, стандартных отклонений, степени достоверности различий по критерию ² Пирсона в программной оболочке MS Office Excel. Достоверность различий считалась существенной при 5% уровне значимости (р<0,05).

Расчет ²-критерий Пирсона производится по формуле:

(1).

где , — количество испытуемых в группах,.

 — количество испытуемых с определенным уровнем исследуемого признака.

Степень свободы вычисляется следующим образом:

(2).

где k — количество столбцов (интервалов, исследуемых признаков),.

c — количество строк (исследуемых групп) в таблице.

В нашем исследовании количество исследуемых признаков — 3 (высокий, средний и низкий уровни технического мышления), количество групп — 2 (экспериментальная и контрольная) После выполненных расчетов ²-критерий (²эмп) сравнивается с табличным значением (²-критерий критический, ²кр). Если ²эмп<²кр, то различия между показателями контрольной и экспериментальной группами не существенны (не достоверны), если ²эмп > ²кр, то различия между группами статистически достоверны.

Результаты статической обработки результатов исследования технического мышления учащихся на констатирующем этапе представлены в таблице 2.

• 2эмп = 0,5.
• 2кр при степени свободы составляет 5,99.

Так как ²эмп<²кр, то различия между показателями контрольной и экспериментальной группами не существенны (не достоверны).

Статистическая обработка результатов исследования показала, что на констатирующем этапе достоверных различий в развитии технического мышления учащихся экспериментальной и контрольной групп не выявлено.

Таким образом, результаты исследования показали, что для половины учащихся характерны средний и низкий уровень технического мышления. На следующем этапе в экспериментальной группе была апробирована программа по образовательной робототехнике.