VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Лего - помощник в математике
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
1. Введение
ЛЕГО давно и прочно вошел в жизнь каждого школьника. Нет, пожалуй, на сегодня школьника, который бы не собирал конструктор ЛЕГО.
У меня очень большое количество разных наборов.В мои наборы помимо стандартных кирпичиков входит множество разных деталей: фигурки людей разных профессий, фигурки животных, колёса, разные виды оружия и так далее. Ямогу часами собирать дома, модели машин, самолеты, поезда, роботов, придумывать свою игру сам и играть в ЛЕГО с друзьями... Все время мне было интересно, почему из кубиков можно собрать целые здания и города, как они крепятся между собой в прочные фигуры, также мне было очень интересно, почему конструктор ЛЕГО, подаренный мне еще в 3 года, хорошо соединяется с новыми наборами, которые мне подарили совсем недавно. Как то собирая ЛЕГО я заметил, что детали конструктора ЛЕГО очень точные, и предположил, что они могут быть хорошими помощниками мне в математике.
Я решил провести исследование и поставил себе цель работы - показать, что с помощью конструктора ЛЕГО можно понять некоторые темы математики.
В своей работе я исследую вопрос, как с помощью классических кубиков конструктора ЛЕГО объяснить некоторые темы в математике (начальная школа), также в работе мною приведены практические примеры. Работа содержит исторический очерк о компании ЛЕГО, рассказывается о необходимости использования ЛЕГО как эффективного инструмента для учащихся к познавательному процессу в области математики.
Чтобы достичь цели, мне нужно решить несколько задач:
Собрать материал о конструкторе ЛЕГО в интернете, литературе, познакомиться с историей компании ЛЕГО.
Проанализировать темы математики, при изучении которых в качестве помощника можно использовать кубики ЛЕГО.
Провести практический эксперимент.
Для решения поставленных задач я буду использовать следующие методы:
Анализ и обобщение информации, полученной из интернета и литературы.
Проведение исследования вопроса через анкетирование одноклассников.
Сделать выводы и подвести итоги своей работы.
2. История компании LEGO.
История компании LEGO начинается в 1932 году. В маленьком поселке Биллунд в Дании жил простой плотник Оле Кирк Кристиансен, у него умерла жена и остались четверо детей, в том числе 12-летний сын Годтфред. Этот плотник создал небольшую столярную мастерскую по производству лестниц, табуреток, столов. Дела шли не очень хорошо, семья еле-еле сводила концы с концами. Однажды отец заметил, что сын забирает из мастерской деревянные обрезки, оставшиеся от производства лестниц брусочки, окрашивает их в разные цвета и меняется ими с другими детьми. Плотника Оле Кирк Кристиансен посмотрел на это и подумал, что игрушки люди будут покупать даже в самые тяжелые времена и решил перепрофилировать свою мастерскую на производство деревянных игрушек.
Так в ассортименте мастерской появились деревянные игрушки, которые вскоре начали приносить больший доход, чем вся другая продукция.
В 1934 году компания и товары получили новое имя LEGO, которое было образовано из двух датских слов: "LEg GOdt" ("играть хорошо") (приложение 1).
В переводе с латинского языка это означает «я соединяю».
Первыми игрушками ЛЕГО были не пластиковые кубики, которые мы привыкли видеть сейчас, а деревянные разноцветные кубики, деревянные машинки, уточки, маленькие наборы мебели и т.д.
Сам знаменитый пластиковый кубик ЛЕГО, который мог соединяться с другими подобными деталями, появился лишь только в 1947 года. Именно тогда появилась идея создать небольшой пластмассовый кубик, который бы мог соединяться с другими ему подобными, и таким образом, можно было бы собирать небольшие конструкции. Они могли складываться и, главное, крепиться друг к другу! Но созданное крепление кубиков было достаточно слабым и все собранные конструкции были очень хрупкими и долго не держались. Команда инженеров очень долго работала над усовершенствованием крепления кубиков.
И вот, в 1958 года было изобретено известное крепление кубиков, которое остается у них до сегодняшнего дня и дает возможность крепить кубики в крепкие конструкции без усилий даже самому маленькому ребенку. При исследовании этого вопроса я обнаружил вот такие чертежи крепления кубиков аж 1958 года, которые свидетельствуют о поразительной точности кубиков! (приложение № 2). Все детали конструкторов LEGO изготавливаются по определённому стандарту с высокой степенью точности, расхождение составляет всего 2 микрометра и обычному человеку это не заметить!
С тех пор все элементы ЛЕГО во всех своих вариантах остаются совместимыми друг с другом. Благодаря уникальной технологии и уникальным чертежам все детали конструкции разных годов выпуска (с 1958 года) совместимы и их можно легко собирать в одно целое.
За больше чем 80 лет работы компания ЛЕГО из маленькой столярной мастерской превратилась в огромную компанию которая известна во всем мире благодаря своему конструктору! Компанией до сих пор руководит семья Кристиансенов, она передается от отца к сыну (приложение №3).
Любовь к конструктору LEGO настолько велика, что ежегодно в разных частях мира организовываются фестивали любителей ЛЕГО.
Конструктор ЛЕГО дважды награждали званием ИГРУШКА ВЕКА!
На сегодня кирпичиков ЛЕГО выпущено столько, что на каждого жителя планеты приходится по 62 оригинальных «кирпичика» ЛЕГО1.
Если все элементы ЛЕГО, которые продают на протяжении года, соединить в цепочку, то она обогнет Землю 10 раз!!!
3. Математика - царица всех наук.
Ещегреческие ученые говорили - "Математика – есть ключ ко всем наукам".
Само слово "Математика" произошло в Древней Греции от слова "Матейн", что означало - наука, учиться, познавать. Достоверно не установлено, в какое время появились математические понятия о счете у того или у другого народа, но можно точно сказать, что потребность в счете и сравнении возникла с самого начала развития человеческого общества. В математике изучаются числа и цифры; меры длины, ширины, объёма, площади, массы. Вообще, числами можно выразить все, что есть в нашем мире.
Математика - это очень серьезная и замысловатая наука, для многих детей порой непонятная. Всегда возникает вопрос, как объяснить детям сложные вещи? Я попробую объяснить с помощью кубиков ЛЕГО, чтобы это было видно наглядно.
Для того чтобы выбрать темы, при изучении и объяснении которых можно применить кирпичики ЛЕГО, я проанализировал учебники математики за 1 - ый и 2 –ой классы. И выбрал следующие темы:
- "Состав числа";
- "Знаки сравнения (больше и меньше, равенства)";
- "Сложение и вычитание";
- "Часть и целое",
- "Умножение";
- "Периметр";
- "Площадь".
Я думаю, что я смогу доступно объяснить эти темы на практике с помощью кубиков ЛЕГО.
Объясняем "больше-меньше-равно" с помощью ЛЕГО
Кубики ЛЕГО словно специально были созданы для того, чтобы объяснять какое число больше, а какое - меньше.
Для решения заданий на сравнение я буду использовать классические кирпичики ЛЕГО, и плоскую площадку ЛЕГО, а также цифры которые нужно сравнить. Тут всё просто: можно строить дома и башни с разной "этажностью". С каждой стороны площадки собирается необходимое количество кирпичиков в башенки, и наглядно можно увидеть и сравнить полученные результаты.
Какая башенка выше (больше) такое число и больше. Если башенки одинаковой высоты - значит числа равны (приложение №4).
С помощью кубиков ЛЕГО можно объяснить тему - Состав числа.
Например разберем состав числа 6.
Для объяснения темы "Состав числа" мне понадобятся кирпичики ЛЕГО с 1-м шипом, 2-мя шипами, 3-мя шипами, 4-мя шипами.
Раскладываем кубик с 6-тью шипами следующим образом:
- на кубики с 5-тью шипами и кубиком с 1 шипом
математическая запись будет выглядеть так: 6 это 5 и 1;
- на кубик с 4-мя шипами и кубиком с 2-мя шипами
математическая запись будет выглядеть так: 6 это 4 и 2;
- на кубик с 3-мя шипами и кубик 3-мя шипами
математическая запись будет выглядеть так: 6 это 3 и 3.
Таким образом мы видим, что число 6 можно разложить на состав числа, состоящий из трех вариантов (комбинаций) (приложение №5).
Объясняем тему "Часть и Целое" и "Сложение и вычитание"
Чтобы научиться разделять целое на части, можно использовать кубики например с 8-мью шипами, 6-тью и 2-мя шипами. Сначала считаем сколько шипов в целом на кубике с 8-мью шипами, а потом сколько шипов в каждой части (кубике с 6-тью шипами и 2-мя шипами). С помощью таких примеров можно быстро научиться складывать и вычитать - достаточно считать шипы на кубиках) (приложение №6).
Использование ЛЕГО при изучении таблицы умножения/деления
В качестве примера - умножение числа 4.
Нам понадобятся кирпичики ЛЕГО с 4-мя шипами.
Возьмем 1 кирпичик с 4 шипами, то есть мы число 4 взяли 1 раз
Математическая запись выглядит так: 4х1=4
Возьмем 2 кирпичика с 4 шипами, то есть мы число 4 взяли 2 раза
Математическая запись выглядит так: 4х2=8
Возьмем 3 кирпичика с 4 шипами, то есть мы число 4 взяли 3 раза
Математическая запись выглядит так: 4х3=12
Возьмем 4 кирпичика с 4 шипами, то есть мы число 4 взяли по 4 раза
Математическая запись выглядит так: 4х4=16
и так далее...(приложение №7)
Также я могу с помощью ЛЕГО объяснить как найти площадь и периметр фигуры (приложение №8).
Для того, чтобы найти площадь фигуры на плато выкладываем фигуру в данном случае квадрат, заполненный кубиками ЛЕГО - 1 кубик с 4 шипами равняется 1 кв.см.
При изучении темы площади прямоугольника ребята узнают, что 1 кубик с 4 шипами равняется 1 кв. см
После этого закладываем наш квадрат кубиками с 4 шипами, сколько кубиков затратили тому и равна площадь. В данном случае 16 кв. см. Также площадь можно определить по количеству рядов, в которые выстроены кубики (длина, умножить на ширину или 4х4).
Таким образом можно наглядно пронаблюдать, что такое площадь фигуры.
Для нахождения периметра прямоугольника составляем на площадке контур прямоугольника. После этого выкладываем все стороны прямоугольника в один ряд, линейкой измеряем длину получившейся линии. Сколько см получится это и будет периметром нашего прямоугольника, в данном случае 16 см.
4. Анкетирование. Анализ полученных результатов
Мною, в нашем классе было проведено анкетирование с целью выяснить многие ли увлекаются ЛЕГО, как предпочитают играть в нее и какой предмет в школе ребятам больше всего нравится. Всего в опросе приняли участие 26 человек (приложение №9).
Собранные данные я проанализировал и получились следующие результаты:
Мы видим что почти все мои одноклассники любят играть в ЛЕГО
В своей игре больше всего одноклассников предпочитают использовать свою фантазию и инструкцию вместе
Больше половины ребят нашего класса предпочитают математику другим предметам.
Я думаю, что связь любви к математике и ЛЕГО в нашем классе не случайна.
5. Заключение и выводы.
Перед тем как начать свое исследование я предположил, что детали (кирпичики) конструктора ЛЕГО могут помочь мне при изучении некоторых тем в математике.
В ходе своей работы я познакомился с историей компании по производству конструктора ЛЕГО. Этот конструктор уже почти 80 лет интересен и взрослым и детям во многом благодаря точности его деталей. Они идеально подходят друг к другу, легко и вплотную крепятся друг к другу не прилагая при этом усилий, а главное преимущество - могут соединяться с деталями из ранее выпущенных наборов (например кубик, выпущенный в наборе 2019 года будет хорошо крепиться к кубику, выпущенному в 1960 году). Инженерам, работающим на заводе по производству ЛЕГО надо хорошо знать математику для того, чтобы новые формы кубиков четко совпадали с предыдущими и были идеально с ними совместимы. Качество производства конструкторов ЛЕГО остается неизменным уже более чем 80 лет.
Также при подготовке своей работы я проанализировал разделы Математики за 1 и 2 класс и выявил темы, которые смог на практическом примере объяснить с помощью ЛЕГО. Мое предположение, что используя детали конструктора ЛЕГО, можно изучить некоторые темы в математике, оказалось верным. Я доказал, что с помощью кирпичиков ЛЕГО можно доступно и наглядно объяснить, что такое часть и целое, состав числа, как складывать и вычитать, таблицу умножения, периметр и квадрат прямоугольников.
Я считаю, что конструктор ЛЕГО может быть хорошим помощником как учителю так и ученикам при изучении математики в начальной школе.
По результатам проведенного опроса в моем классе я выяснил, что ЛЕГО очень популярно среди моих одноклассников и что ребята любят сбирать ЛЕГО как используя инструкцию (схему) так и собственную фантазию.
Собирая конструктор ЛЕГО по схеме люди развивают внимание, память, счет, симметрию, принцип последовательности действий и сравнения2, а собирая ЛЕГО используя свою фантазию - учатся комбинировать и сравнивать, и все это помощь, прежде всего, в математике.
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
Список использованной литературы
В.Волина "Веселая математика", Москва, 1999 г.;
Каталог образовательных наборов на базе конструкторов LEGO DACTA. М., 2010 – 40 с.
Комарова, Л.Г. Строим из LEGO / Л.Г. Комарова. – М., 2001. – 88 с.
Конструируем, играем и учимся. LEGO DACTA материалы в развивающем обучении дошкольников. М., 2007 - 45 с.
Лусс, Т.В. Формирование навыков конструктивно-игровой деятельности у детей с помощью ЛЕГО / Т.В. Лусс. – М., 2003. – 96 с.
Методическая разработка к учебным пособиям LEGO для школ. М., 2011. – 250 с.
Михеева, О.В., Якушкин П.А. LEGO: среда, игрушка, инструмент / О.В. Михеева, П.А. Якушкин // Информатика и образование. –2013. – № 6. – С. 54-56.
Михеева, О.В., Якушкин П.А. Наборы LEGO в образовании, или LEGO + педагогика = LEGO DACTA / О.В. Михеева, П.А. Якушкин //Информатика и образование. – 2011. – N 3. – С.137-140.
"Я познаю мир. Математика. Детская энциклопедия". Москва, 2002 г.
Википедия - Лего https://ru.wikipedia.org/wiki/LEGO
История брендов - https://historybrands.jimdo.com/бренды/lego
Приложение №1
Наименование (логотип ) ЛЕГО с начала его существования и до сегодняшнего дня
Приложение №2
Чертеж усовршенствованного крепления ЛЕГО, которое использвется по сей день (подпись Годтфред Кристиансен, тот самый сын который подал идею производства игрушек)
Приложение №3
Завод ЛЕГО в Дании (настоящее время)
Приложение № 4
Тема "Больше/Меньше/равно"
Приложение № 5
Тема "Состав числа"
Приложение №6
Тема "Часть и целое" и "Сложение и вычитание"
Приложение №7
Тема "Таблица умножения"
Приложение № 8
Тема "Площадь и периметр прямоугольников"
Приложение №9
Анкетирование одноклассников и анализ полученных результатов
1 История брендов - https://historybrands.jimdo.com/бренды/lego
2 Михеева, О.В., Якушкин П.А. Наборы LEGO в образовании, или LEGO + педагогика = LEGO DACTA / О.В. Михеева, П.А. Якушкин //Информатика и образование. – 2011. – N 3. – С.137-140