Używanie klocków LEGO w edukacji staje się coraz bardziej popularne w szkołach na całym świecie. Interaktywna metoda nauki angażuje uczniów poprzez praktyczne ćwiczenia, skutecznie łącząc edukację z beztroską zabawą. Nie jest to zaskoczeniem, bo czy trzeba nakłaniać dzieci do zabawy z klockami LEGO?
Nauczanie w ramach koncepcji STEAM przy użyciu klocków LEGO sprzyja wszechstronnemu rozwojowi dziecka, umożliwiając pełne wykorzystanie jego potencjału poprzez elementy nauki, technologii, inżynierii, sztuki i matematyki. Już od najmłodszych lat uczniowie rozwijają analityczne myślenie, kreatywność, umiejętność wnioskowania oraz rozwiązywania skomplikowanych problemów, wspierając jednocześnie rozwój inteligencji społecznej. Wiele programów edukacyjnych z użyciem właśnie tych klocków przeznaczonych jest dla dzieci już w wieku przedszkolnym. Nie brakuje także rozwiązań dla licealistów. Dzięki praktycznym zajęciom z klockami LEGO, uczniowie budują pewność siebie i odwagę w podejmowaniu przyszłych wyzwań.
Rola nauczyciela jako przewodnika, mentora i inspiratora w procesie integracji klocków LEGO w kontekście edukacyjnym przekłada się na stworzenie angażujących doświadczeń naukowych dla uczniów. Kształtuje on odpowiednie środowisko dydaktyczne, opracowuje inspirujące zajęcia i prowadzi uczniów przez proces nauki. Ustalając cele i ramy pracy, działa także jako facylitator, wspierając i pobudzając uczniów do kreatywnego myślenia i eksploracji.
Istotne jest, aby nauczyciel nie tylko dostarczał materiały do pracy z uczniami, lecz aktywnie uczestniczył w procesie nauczania, wykorzystując klocki LEGO. Organizacja takich zajęć wymaga starannego przygotowania, co jednak przynosi znakomite efekty edukacyjne i zachwyt ze strony uczniów. Tego rodzaju aktywności nie wymagają przekonywania chyba żadnego dziecka, by wzięło w nich udział.
Pierwszym krokiem nauczyciela powinno być staranne przygotowanie i zaplanowanie zajęć oraz stworzenie różnorodnych i inspirujących scenariuszy. Bez względu na to jakiego przedmiotu naucza edukator, zawsze można posiłkować się tą wydawałoby się, niepozorną zabawką. Dlatego projekt może obejmować dziedziny takie jak nauki ścisłe, historia czy wiedza społeczna, ale może również być interdyscyplinarny. Warto wyznaczyć konkretne cele edukacyjne, jakie chcemy osiągnąć poprzez przeprowadzenie zajęć w takiej formie, np. rozwój umiejętności logicznego myślenia, kreatywności, współpracy, lepszego zapamiętania treści zajęć czy umiejętności rozwiązywania problemów. Podczas lekcji nauczyciel powinien zachęcać do kreatywnego myślenia i eksploracji poprzez stawianie otwartych pytań, zachęcanie do eksperymentowania oraz doceniać różnorodność pomysłów dzieci i młodzieży oraz ich kreatywnych podejść do postawionego tematu. Po zakończeniu projektu edukator może przeprowadzić ocenę procesu i efektów nauki, uwzględniając postępy uczniów, ich zaangażowanie oraz umiejętność współpracy.
A oto kilka sposobów realizacji nauczania w duchu STEAM przy użyciu klocków LEGO.
Robotyka z klocków LEGO
Zestawy klocków LEGO, zwłaszcza linie Technic oraz Mindstorms, nie tylko zapewniają rozrywkę, lecz także uczą podstaw inżynierii i programowania. Dzięki elementom takim jak śruby, koła zębate, światła czy silniczki, uczniowie mogą konstruować funkcjonalne modele, poszerzając swoje umiejętności projektowe oraz zrozumienie podstaw fizyki. Tworzenie robotów z klocków LEGO Mindstorms to także ekscytująca metoda nauki podstawowych zasad programowania. Młodzi entuzjaści mają możliwość projektowania i konstruowania robotów, a później nadawania im instrukcji za pomocą łatwego w obsłudze oprogramowania. To rewelacyjny sposób na rozwijanie umiejętności inżynieryjnych, matematycznych oraz logicznego myślenia. Co ciekawe, robotyka coraz częściej dodawana jest do koncepcji STEAM. Warto tu zaznaczyć, że początkowo interdyscyplinarne podejście do edukacji powstało w USA i nazywało się STEM. Ograniczało się do nauki, technologii, inżynierii i matematyki, czyli głównie skupiało na naukach ścisłych. Z czasem skrót wzbogacono o literę „A” odpowiadającą sztuce (ART), dzięki czemu w obszarze wsparcia znalazła się również prawa półkula mózgu, a edukacja STEAM stał się wiodącą metodologią w wielu placówkach oświatowych na całym świecie.
Jako model oparty w dużej mierze na nowych technologiach, edukacja STEAM rozwija się wraz z nimi. Dzięki innowacyjnym pomocom dydaktycznym, takim jak zestawy konstrukcyjne i roboty edukacyjne, uczniowie ostatnimi czasy poznają nową dziedzinę nauki – robotykę. Eksperci postanowili więc włączyć ją w szereg dziedzin rozwijanych w dotychczasowym modelu i stworzyć nowy skrót STREAM (R=robotyka).
Zastosowanie matematyki w konstrukcjach LEGO
Nauczyciele mogą wykorzystać klocki LEGO do nauki matematyki poprzez tworzenie geometrycznych kształtów, modelowanie problemów matematycznych, naukę liczenia, czy nawet przeprowadzanie eksperymentów związanych z rachunkiem prawdopodobieństwa.
Uczniowie dzięki klockom mogą rozwijać swoje umiejętności matematyczne w interaktywny sposób. Elementy takie jak różne długości klocków czy ilość elementów w zestawie mogą stanowić podstawę do zadań z zakresu arytmetyki i geometrii.
Przykładem zajęć matematycznych w koncepcji STEAM z użyciem klocków LEGO może być zagadnienie twierdzenia Pitagorasa. Twierdzenie Pitagorasa mówi, jak wiadomo, że w trójkącie prostokątnym kwadrat długości przeciwprostokątnej jest równy sumie kwadratów długości przyprostokątnych. Poniżej przedstawiam propozycję jak można przeprowadzić eksperyment z użyciem klocków LEGO.
Potrzebne materiały:
- klocki LEGO w różnych kolorach i długościach,
- klocek reprezentujący wierzchołek trójkąta prostokątnego.
Uczniowie będą budować trójkąt prostokątny za pomocą klocków LEGO. Długość boków trójkąta prostokątnego będzie odpowiadała liczbom naturalnym, na przykład 3, 4 i 5.
Następnie uczniowie będą konstruować kwadrat o boku równym długości przeciwprostokątnej trójkąta prostokątnego. Kwadrat będzie miał identyczny obszar co suma kwadratów długości przyprostokątnych.
Uczniowie będą porównywać obszar kwadratu długości przeciwprostokątnej z sumą obszarów kwadratów długości przyprostokątnych, które zbudowali. Zauważą, że oba obszary są sobie równe, co potwierdza Twierdzenie Pitagorasa.
Uczniowie mogą kontynuować eksperymentowanie, budując różne trójkąty prostokątne o różnych proporcjach i długościach boków, a następnie sprawdzając, czy Twierdzenie Pitagorasa jest prawdziwe dla każdego z nich.
Po przeprowadzeniu eksperymentu, nauczyciel może dokonać analizy i podjąć się dyskusji z uczniami na temat obserwacji i wniosków. Mogą rozmawiać o znaczeniu Twierdzenia Pitagorasa oraz jego zastosowaniach w życiu codziennym i inżynierii.
Przeprowadzenie doświadczenia z Twierdzeniem Pitagorasa przy użyciu klocków LEGO nie tylko pomaga uczniom zrozumieć abstrakcyjne pojęcia matematyczne w sposób wizualny i konkretny, ale także angażuje ich w kreatywną i interaktywną naukę, zgodną z metodą STEAM.
Dla młodszych dzieci na etapie przedszkola, zerówki czy nauczania wczesnoszkolnego, klocki LEGO mogą stanowić znakomite wsparcie w nauce najprostszych działań matematycznych i obrazowo wyjaśniać, zawiłe jeszcze dla nich, zagadnienia.
Wystarczy kilkanaście klocków dla każdego z dzieci.
Foto: Możliwości wykorzystania klocków do nauki liczenia
Eksperymenty naukowe
Klocki LEGO stanowią potencjalne narzędzie do przeprowadzania prostych eksperymentów naukowych. Na przykład, konstrukcja modelu wiru wodnego lub maszyny wykorzystującej zasadę dźwigni, może stanowić środek dydaktyczny w procesie zrozumienia podstawowych zjawisk fizycznych. Innym pomysłem jest badanie wpływu magnesów na ruch pojazdów. Może być ono przeprowadzone poprzez skonstruowanie pojazdów z klocków LEGO, do których zostaną przymocowane magnesy, co umożliwia analizę ich oddziaływania na ruch. Interesującym aspektem jest eksperymentowanie z różnymi położeniami i orientacjami magnesów na pojazdach, co może prowadzić do wniosków dotyczących ich wpływu na zachowanie mechaniczne konstrukcji.
W kontekście edukacyjnym, klocki LEGO mogą być używane do eksperymentów dotyczących prawa załamania światła w optyce, tworzenia prostych obwodów elektrycznych, czy też badania dźwięków i rezonansu w akustyce. Ponadto, wykorzystanie zestawów LEGO jako narzędzia dydaktycznego pozwala na prowadzenie fascynujących eksperymentów i doświadczeń związanych z siłą i ruchem, co stanowi efektywną metodę nauczania zagadnień z obszaru przedmiotów przyrodniczych i tych związanych z fizyką.
Wykorzystanie zestawów LEGO w edukacji STEAM stanowi na przykład wyjątkową okazję do przeprowadzenia eksperymentu dotyczącego zasady Archimedesa, która opisuje zjawisko wyporu cieczy. W celu przeprowadzenia tego eksperymentu, potrzebne będą podstawowe materiały, takie jak zbiornik z wodą oraz dowolna konstrukcja z klocków LEGO. Na przykład zbudowany z klocków statek, czy większa kostka.
Najpierw uczniowie budują konstrukcję z klocków LEGO o ustalonej wspólnie objętości i geometrii. Następnie umieszczają tę konstrukcję w zbiorniku z wodą, starając się, aby była ona całkowicie zanurzona. W trakcie zanurzania konstrukcji, ciecz wypłynie z zbiornika, co zostanie zauważone przez uczniów. Istotne jest dokładne zmierzenie objętości cieczy, która wypłynie, co można osiągnąć poprzez umieszczenie zbiornika na precyzyjnej wadze lub dokładne oznaczenie poziomu cieczy przed i po zanurzeniu konstrukcji.
Po dokonaniu eksperymentu, uczniowie dokonają pomiarów i obliczą wartość objętości cieczy, która wypłynęła. Następnie, korzystając z zasady Archimedesa, którą można sformułować jako „Ciało zanurzone w cieczy wypiera objętość cieczy równą objętości ciała”, będą mogli potwierdzić, że objętość tej cieczy jest równa objętości zanurzonej części konstrukcji z klocków LEGO.
Eksperyment nie tylko potwierdza zasadę Archimedesa, ale również integruje różne dziedziny nauki, takie jak fizyka, matematyka i technologia. Dodatkowo, pozwala on na praktyczne zastosowanie wiedzy teoretycznej i rozwija umiejętności uczniów. Wykorzystanie klocków LEGO w takim eksperymencie angażuje młodzież w proces nauki poprzez eksplorację i praktyczne doświadczenie, co stanowi skuteczne narzędzie edukacyjne.
Sztuka z LEGO
Dzieci i młodzież mogą wykorzystać klocki LEGO do tworzenia sztuk plastycznych. To doskonały sposób na rozwijanie zdolności artystycznych i kreatywności, przy jednoczesnej integracji elementów sztuki z naukami ścisłymi. Eksperymentowanie z klockami LEGO jako materiałem artystycznym to nowoczesny sposób na połączenie sztuki z nauką. Tworzenie rzeźb z klocków może rozwijać zdolności artystyczne, jednocześnie ucząc o proporcjach, strukturze i trójwymiarowości. To idealny sposób na rozwijanie kreatywności przez pryzmat nauki o formie i przestrzeni. Warto tu również wspomnieć o kolekcji klocków LEGO ART, które bezpośrednio nawiązują do sztuki.
Jednym z przykładów może być Marilyn Monroe Andy’ego Warhola. Słynny kolorowy portret legendarnej Marilyn Monroe jest kwintesencją sztuki Warhola i jednym z najbardziej rozpoznawalnych dzieł sztuki z XX wieku. To ikona odtworzona przez ikonę. Na zajęciach uczniowie mogą zbudować ją sami.
Fot. LEGO ART – Marylin Monroe, zdjęcie z oficjalnej strony LEGO
Warto pamiętać, że można budować rozmaite dzieła sztuki nie tylko z gotowej kolekcji do tego przeznaczonej, ale z mieszaniny zwykłych klocków LEGO. To zadanie znacznie trudniejsze, ale zdecydowanie bardziej pobudzające kreatywność uczniów.
Budowanie struktur inżynieryjnych
Warto również podjąć się zadania zorganizowania zajęć dotyczących budowy struktur inżynieryjnych. Uczniowie będą mieli okazję konstruować mosty, wieże i budynki, co pozwoli im rozwijać kompetencje techniczne oraz zrozumienie podstawowych zasad konstrukcji. Na początku zajęć nauczyciel powinien podzielić się podstawową wiedzą dotyczącą budowy konstrukcji i inżynierii. Przez poznanie zasad trwałości, stabilności oraz rozkładu obciążeń uczniowie zrozumieją podstawy solidnych struktur. Następnie uczniowie powinni zapoznać się z planami konstrukcyjnymi oraz schematami budowy. Praca z prostymi instrukcjami i rysunkami technicznymi pozwoli im rozwijać umiejętności czytania i interpretacji schematów. Po zdobyciu podstawowej wiedzy uczniowie będą mogli przystąpić do projektowania i budowania własnych struktur. Będą mieli możliwość pracy nad konstrukcjami, które będą musiały wytrzymać różne testy i wyzwania. Projekty, które okażą się mało trwałe powinny zostać przeanalizowane wspólnie raz jeszcze, i w miarę możliwości uczniów, przebudowane na bardziej stabilne. Na zakończenie lekcji uczniowie będą mogli przeprowadzić analizę swoich projektów, omawiając, co działało dobrze, a co można było poprawić. Ta refleksja pomoże im rozwijać umiejętność krytycznego myślenia i oceny. Ponadto, oprócz budowania struktur z instrukcjami, uczniowie mogą być zachęcani do tworzenia własnych unikatowych projektów, eksperymentując z różnymi kształtami, rozmiarami i kolorami, wyrażając swoją kreatywność poprzez budowę.
Fot. Zestawy klocków LEGO ICONIC – zdjęcie z oficjalnej strony sklepu LEGO
Wykorzystanie LEGO w projektach interdyscyplinarnych
Zestawy LEGO umożliwiają nauczycielom wprowadzenie interdyscyplinarnych projektów, które łączą różne dziedziny STEAM. Na przykład, projekt związany z budową modelu ekosystemu może obejmować elementy biologii, matematyki i sztuki. Projekt związany z budową ZOO z klocków, łączy natomiast ze sobą zagadnienia z biologii (w tym zoologii), ekologii, matematyki, architektury i sztuki. Uczniowie projektują nie tylko klatki, wybiegi dla zwierząt, ale uwzględniają też potrzeby ekologiczne. A jak połączyć LEGO z nauką historii? Można na przykład odtwarzać wielkie wydarzenia historyczne przy pomocy ludzików, bądź rekonstruować historyczne miejsca albo budowle. Taka zabawa rozwija nie tylko umiejętności projektowania, ale też na przykład wiedzę o sztuce i architekturze. To podejście uczy młodzież dostrzegania związków między różnymi dziedzinami w praktyce.
Jedną z głównych zalet wykorzystywania LEGO w nauczaniu STEAM jest to, że uczniowie edukują się przez zabawę. Zabawa stymuluje kreatywność, rozwija zdolności interpersonalne podczas pracy zespołowej nad projektami, a także ułatwia zrozumienie trudniejszych koncepcji naukowych poprzez praktyczne doświadczenia.
Nauczanie STEAM z wykorzystaniem zestawów LEGO nie tylko angażuje uczniów, ale także pomaga w rozwijaniu różnorodnych umiejętności niezbędnych do funkcjonowania w dzisiejszym społeczeństwie opartym na wiedzy technicznej. To interaktywne podejście nie tylko uczy konkretnej wiedzy, ale również kształtuje umiejętność zastosowania jej w praktyce.
Koncern LEGO przeprowadził ankietę, której wyniki pokazały, że podstawą uczenia się przez całe życie jest pewność siebie, a zajęcia praktyczne pomagają uczniowi odnieść sukces. LEGO nie tylko uczy, ale także inspiruje, otwierając drzwi do nieskończonych możliwości nauki i odkrywania. To nie tylko zestaw klocków — to klucz do fascynującego świata STEAM.
* ankieta została przeprowadzona online na zlecenie LEGO® Education przez firmę The Harris Poll w dniach 6–28 lutego 2019 r. Wzięło w niej udział 5002 uczniów, 5001 rodziców i 1152 nauczycieli z całego świata
Autor: Agnieszka Jóźwicka
