Предпосылки инженерного мышления дошкольников на основе конструктивных навыков

Автор: Смазнова Наталья Николаевна

Организация: МБДОУ детский сад № 22 «Родничок»

Населенный пункт: Новосибирская область, г.Искитим

Мы живем в «век высоких технологий», где робототехника стала одним из приоритетных направлений в сфере экономики, машиностроения, здравоохранения, военного дела и других направлений деятельности человека. На современном рынке производственных отношений возникла необходимость в профессиях, требующих навыки работы с инновационными программируемыми устройствами, которые поступают на производство, такие специалисты востребованы. Специалистам таких профессий важно обладать конструктивным мышлением и развитыми техническими творческими способностями. Начинать готовить будущих инженеров нужно не в вузах, а значительно раньше – в дошкольном возрасте, когда у детей особенно выражен интерес к техническому творчеству. Необходимо развивать техническую пытливость мышления, аналитический ум и другие качества личности. Следовательно, перед дошкольными образовательными учреждениями стоит задача развивать у детей навыки конструкторской, творческой деятельности. А именно воспитать человека творческого, с креативным мышлением, способным ориентироваться в мире высокой технической оснащенности и умеющим самостоятельно создавать новые технические формы. Поэтому работа по внедрению инновационных программ, в том числе развитию инженерного мышления, на современном этапе педагогической деятельности является актуальной и востребованной. Образовательная робототехника – новое направление обучения, позволяющее вовлечь в процесс научно-технического творчества детей разного возраста. Она предоставляет возможность организовать опережающее обучение, и направлена на развитие мышления, навыков практического решения актуальных инженерно-технических задач и работы с техникой. Внедрение робототехники позволяет решить тот социальный заказ, который ставит общество.

Конструирование в детском саду было всегда, но если раньше приоритеты ставились на конструктивное мышление и развитие мелкой моторики, то теперь в соответствии с новыми стандартами необходим новый подход. Современная образовательная среда позволяет педагогам использовать разные конструкторы. От простых кубиков ребенок постепенно переходит на конструкторы, состоящие из простых геометрических фигур, затем появляются первые механизмы и программируемые конструкторы.

Конструктивная деятельность занимает значимое место в дошкольном воспитании и является сложным познавательным процессом, в результате которого происходит интеллектуальное развитие детей: ребенок овладевает практическими знаниями, учится выделять существенные признаки, устанавливать отношения и связи между деталями и объектами.

Обилие разных видов технического конструирования вызывают особый интерес у детей дошкольного возраста. Ведь с его помощью ребенок может осуществить любую свою мечту: построить машину, дом, город, корабль, куклу. Зачатки инженерного мышления необходимы ребенку уже с малых лет, так как с самого раннего детства он находится в окружении техники, электроники и даже роботов. Данный тип мышления необходим как для изучения и эксплуатации техники, так и для предохранения «погружения» ребенка в техномир (приучение с раннего возраста исследовать цепочку «кнопка — процесс — результат» вместо обучения простому и необдуманному «нажиманию на кнопки»).
Опыт, получаемый ребенком в ходе конструирования, незаменим в плане формирования умения и навыков исследовательского поведения и развития основ инженерного мышления. Необходимость передачи технических знаний из поколения в поколение привела людей к мысли об обучении детей техническому творчеству - изобретательству.

Конструирование теснейшим образом связано с чувственным и интеллектуальным развитием ребенка. Особое значение оно имеет для совершенствования остроты зрения, точности цветовосприятия, тактильных качеств, развития мелкой мускулатуры кистей рук, восприятия формы и размеров объекта, пространства. Дети пробуют установить, на что похож объект и чем он отличается от других; овладевают умением соизмерять ширину, длину, высоту объектов; начинают решать конструктивные задачи «на глаз»; развивают образное мышление; учатся представлять объекты в различных пространственных положениях, мысленно менять их взаимное расположение.

В процессе занятий идет работа над развитием интеллекта воображения, мелкой моторики, творческих задатков, развитие диалогической и монологической речи, расширение словарного запаса. Особое внимание уделяется развитию логического и пространственного мышления. Дети учатся работать с предложенными инструкциями, формируются умения сотрудничать с партнером, работать в коллективе. Развиваются творческие способности за счет активного взаимодействия детей в ходе самостоятельного технического творчества.

Под инженерным мышлением понимается вид познавательной деятельности, направленной на исследование, создание и эксплуатацию новой высокопроизводительной и надежной техники, прогрессивной технологии, автоматизации и механизации производства, повышение качества продукции. Главное в инженерном мышлении — решение конкретных, выдвигаемых производством задач и целей с помощью технических средств, для достижения наиболее эффективного и качественного результата. При этом рационализация, изобретение и открытие как результаты научно-технического творчества порождают качественно новые результаты в области науки и техники и отличаются оригинальностью и уникальностью.

Чтобы ребенок развивался, необходимо правильно организовать его деятельность. Значит, образовательная задача состоит в организации условий, провоцирующих детское действие. Младший и средний дошкольный возраст это самое удачное время для развития инженерного мышления и стоит начать с конструктивно-модельной деятельности и технических творческих развивающих игр Б. П. Никитина: «Танграм», «Сложи квадрат», «Сложи узор», «Кирпичики».Игры, разработанные и усовершенствованные Б. П. Никитиным, позволяют успешно развить творческие технические способности не только дошкольников, но и у школьников и у взрослых людей. Конструирование является продуктивным видом деятельности, поскольку направлено на получение определённого продукта. Наиболее доступным для детей является конструирование из строительного материала. Детали строительных наборов из дерева представляют собой правильные геометрические тела. Это даёт детям возможность получить конструкцию объекта, передавая пропорции частей и симметричное их расположение.

Конструктивно-модельная деятельность, несомненно, важна в развитии психических процессов и умственных способностей ребенка. В процессе конструктивно-модельной деятельности и развитии творческих технических способностей дошкольники легко усваивают многие знания, умения и навыки:

- развиваются пространственное и инженерное мышление и конструктивно-модельные способности ребенка. Ребёнок на практике не только познает такие понятия как: право, лево, выше, ниже, но и начинает понимать, как надо создать тот или иной объект;

- развивается образное мышления: ведь ребенок, создавая конструкцию, должен ориентироваться на некоторый образ того, что получится;

- развивается речь дошкольников, расширяется словарный запас, поскольку конструктивно-модельная деятельность предполагает анализ постройки, описание пространственного расположения отдельных деталей, планирование своих действий, и отчета о проделанных действиях;

- развивается мелкая моторика, глазомер (всё это крайне важно для дальнейшего развития инженерного мышления);

- формируются такие качества как усидчивость, внимательность, самостоятельность, организованность (умение планировать свою деятельность, и доводить начатое дело до конца);

- конструктивно-модельная деятельность и развивающиеся творческие способности предоставляют большие возможности для фантазии, воображения и позволяет дошкольнику чувствовать себя творцом.

Инженерное мышление объединяет различные виды мышления: логическое, творческое, наглядно-образное, практическое, теоретическое, техническое. Уделяется особое внимание конструктивной деятельности воспитанников.

За последние годы развивающая среда значительно обновилась новыми современными конструкторами. Ассортимент конструкторов учитывает возрастные характеристики воспитанников: от конструкторов с крупными деталями для младших дошкольников, до конструкторов с мелкими деталями и более сложными схемами – для старших. На сегодняшний день, ЛЕГО - конструкторы активно используются воспитанниками в игровой деятельности. Использование ЛЕГО - конструирования позволяет расширить содержание конструкторской деятельности дошкольников, а также привлечь родителей к совместному техническому творчеству.

Под детским конструированием принято понимать формирование разных конструкций и моделей из строительного материала и элементов конструкторов, других материалов. Парамонова Л. А. выделяет два типа конструирования: техническое и художественное. «В техническом конструировании дети отображают реальные объекты, а также придумывают конструкции по ассоциации с образами из сказок, фильмов. Этот тип включает в себя конструирование из деталей конструктора. В художественном конструировании дети отображают не столько структуру объекта, сколько выражают отношение к ним, передают их характер, используя разные приемы (например, нарушение пропорций)».

Необходимость использования ЛЕГО - конструирования в развитии детей дошкольного возраста обоснована в трудах многих ученых. То, что дети обучаются «играючи», доказали отечественные психологи и педагоги Л. С. Выготский, В. В. Давыдов, А. В. Запорожец и др. ЛЕГО - конструирование вид творческой деятельности. Для развития творческих способностей у детей посредством ЛЕГО - конструирования должны быть созданы условия:

– процесс конструирования должен приносить ребенку удовольствие;

– конструктивно-игровую деятельность детей необходимо начинать способом «от простого к сложному»;

– обеспечение успеха в начале работы по конструированию;

– доступность и достаточность количества комплектов конструктора для всех детей;

– все задания ребенок должен выполнять самостоятельно;

– равноправное общение детей с взрослыми;

– личностно-ориентированный подход педагога к ребенку;

– общение должно носить познавательный характер;

– создание ситуации выбора, предоставление дошкольникам реальных прав выбора цели, задач, условий, материалов, средств деятельности.

ЛЕГО - конструирование стимулирует принимать и активно устанавливать познавательные задачи, выдвигать предположения о причинах и итогах деятельности, применять различные методы контроля (эксперимент, рассуждения), без помощи других совершать маленькие открытия.

• систематическая и планомерная работа по конструированию имеет огромное значение для развития мышления, воображения и фантазии дошкольников.

Робототехнические модули формируют умения детей сравнивать детали по размеру и количеству, отбирать детали, необходимые для воплощения замысла, сравнивать конструкции с образцами, с другими постройками, а также с реальными объектами. Образовательные робототехнические модули наглядно демонстрируют различные основы начальной робототехники, механики и информационных систем, способствует развитию инженерного мышления.

Наблюдение за воспитанниками показывает, что дети слабо владеют навыками работы с различными конструкторами, хотя такие игрушки есть как в семьях, так и детском саду. Причина не сформированности у воспитанников конструктивных навыков, состоит в том, что никто из взрослых не ставил перед детьми задачи достичь определенного качества построек (соответствия цели, размеру, цвету, форме), так как не считал конструктор обучающим материалом для развития творческих способностей, пространственного воображения и формирования ручной умелости, а значит целенаправленно не работал над формированием предпосылок инженерного мышления.

Детям любого возраста интересно конструировать из ЛЕГО - конструктора. В младшем возрасте это крупный блочный конструктор, затем использую средней величины, а потом уже и мелкие детали. ЛЕГО способствует развитию мелкой моторики: соединение и рассоединение деталей разных размеров и форм требует от ребенка усилий, различных по направленности, силе и длительности, тем самым отлично тренируя руку, готовя её к письму, а также способствуя развитию мышления малыша.

ЛЕГО развивает креативность и нестандартное мышление: придумывая собственные модели, дети учатся сочетать детали разных форм, цветов и размеров. Играя в ЛЕГО самостоятельно, малыши могут создавать самые разные модели, начиная от домика фермера, заканчивая инопланетным космическим кораблём. При этом у детей почти нет ограничений по виду и конструкции моделей, а значит и нет страха, сделать что-то неправильно. Именно эти условия и создают атмосферу для развития воображения и креативности.

ЛЕГО развивает внимание, умение планировать и решать проблемы: создавая модели, дети учатся планировать свою деятельность, находить и решать проблемы, происходит развитие произвольного внимания. При создании модели по инструкции ребёнок учится читать схемы, разбивать задачу на шаги и следить за их выполнением. При встрече с проблемой, ребенку приходится перепроверить предыдущие шаги и проанализировать, где была допущена ошибка. Все эти навыки ещё не раз пригодятся малышу в школе и во взрослой жизни.

ЛЕГО развивает пространственное и логическое мышление: создавая модели самостоятельно и по схеме, а также с участием взрослых, ребёнок постепенно знакомится с понятиями цвета, размера, формы, симметрии и баланса и постоянно имеет возможность использовать эти знания: конструктор будет стоять только при условии, что у него будут ножки одинаковой длины, два маленьких блока можно заменить одним большим, маленькая площадь основания делает конструкцию неустойчивой. Все эти и многие другие открытия позволяют ребенку заложить прочную базу для последующего обучения математике и физике, а также формирует познавательную мотивацию.

ЛЕГО способствует развитию речи ребенка: играя в конструктор в компании сверстников или взрослого, ребенок учится объяснять свои идеи, описывать процесс конструирования и затруднения, которые встретились на пути. Словарный запас ребенка пополняется за счет обсуждения моделей: например, малыш обнаруживает, что спереди у машины есть капот, место, куда заливают бензин, называется топливный бак, а вещи водитель может складывать в багажник. Используя разные сюжеты и сильное желание поделиться своими идеями, ребенок, сам того не замечая, начинает использовать всё больше и больше новых слов и выражений.

ЛЕГО развивает умение работать в команде: позволяя ребёнку играть в конструктор с другими детьми, вы даете ему возможность усовершенствовать свои навыки работы в команде. Если предстоит совместное конструирование, нужно сперва решить, что это будет, ракета, космический корабль или гоночный автомобиль. Создавая модели вместе, дети учатся лидерству и кооперации, распределяют роли и используют разные идеи для создания более интересной игры. Малыши учатся подчинять свои действия общей задумке, создавать и принимать правила игры, объяснять свои идеи, распределять роли, отставить своё мнение и принимать поправки в изначальный план.

ЛЕГО развивает целеустремленность и укрепляет самооценку ребенка: играя в ЛЕГО, дети склонны строить всё более и более сложные конструкции. Такие модели требуют не только развитых навыков планирования, но целеустремленности для достижения цели. Встречаясь с трудностями, ребенок может перестроить модель чуть ли не с нуля, но и награда в виде результата не заставит себя ждать. Конструктор ЛЕГО разработан таким образом, что внешние факторы почти не влияют на конечный результат - детали крайне редко ломаются и всегда подходят друг другу. Благодаря этому ребенок всегда получает результат в соответствии с приложенными усилиями, что положительно влияет на его самооценку.

Игра с конструктором оказывает положительное влияние на развитие физических, интеллектуальных и коммуникативных способностей ребенка. Разные способы организации игры позволяют уделить внимание разным сферам развития ребенка: работа в команде развивает коммуникативные навыки малыша, создание сложной модели развивает терпеливость и усидчивость, поэтапное конструирование развивает способность ребенка к планированию и организации самостоятельной деятельности.

В качестве примера:

В группе создаём «Центр конструирования». Работа строится на основе постепенного ознакомления детей дошкольного возраста с разными видами конструктора, по Программе "Путешествие в страну Инженерия". Содержание образовательной деятельности в Программе разработано для четырёх возрастных групп детей (вторая младшая, средняя, старшая, подготовительная) и строится на основе заданий, представленных в методической литературе: Панова Е.Н. Дидактические игры - занятия в ДОУ палочки Кюизенера, Никитин Б.П. Интеллектуальные игры, Фешена Е.В. ЛЕГО - конструирование в детском саду, Куцакова Л.В. Конструирование и художественный труд в детском саду.

Программа имеет блочное планирование, основой которого служит игровой материал для работы с детьми: рабочая тетрадь "Юный конструктор", игра Палочки Кюизенера, игра Блоки Дьенеша, игра Сложи узор, игровое поле Пауза, крупный блочный конструктор, игра Уникуб Б.П. Никитина, конструктор ЛЕГО, игры и упражнения по конструированию Л.В. Куцаковой, конструктор Тико, интерактивная игрушка Робомышь, игра "Кирпичики Никитина", конструктор Фикситки, конструктор Знаток, конструктор деревянный Шарик-Кубарик.

На первом этапе с детьми младшего дошкольного возраста используют рабочую тетрадь Юный конструктор, палочки Кюизенера, блоки Дьенеша, Сложи узор, Уникуб, крупный лего - конструктор, набор плоскостных геометрических фигур, альбом - игра "Волшебные дорожки", альбом - игра Блоки Дьенеша для самых маленьких 1, альбом Сложи узор для малышей, альбом Чудо кубики. Сложи узор, альбом с заданиями к игре Уникуб; строительные наборы (геометрические фигуры разного размера) без соединения, а также кубики (деревянные, тканевые, пластмассовые) мягкие модули. Организуя конструктивную деятельность, знакомим детей с деталями строительного материала, конструктора, его разновидностями и свойствами. Педагог с детьми исследует детали: размер, форму, цвет, из чего они сделаны, проверили опытным путем на прочность и плавучесть. Определяет с детьми название каждой формы: кирпич, куб, горка и т.д. при помощи игр «Чудесный мешочек», «Какая деталь пропала?», «Что лишнее?», «Найди похожую фигуру» учились запоминать названия деталей.

Первые постройки ребята выполняют по образцу с помощью наглядной модели из строительного материала, конструктора из небольшого количества деталей. Дети с интересом включаются в работу и, как правило, дополняют в предложенную модель из конструктора свои детали. На последующих этапах усложняются виды предлагаемых построек с помощью увеличения деталей и составления схем. Задания со схемами требуют большей концентрации внимания и четких согласованных действий, безусловно, они более сложны для детей, чем конструирование по наглядной модели, но развивают большую самостоятельность действий у ребенка. После подробного знакомства с конструктором и первых совместных опытов конструирования дети начинают чаще играть с конструктором в самостоятельной деятельности, причем, использовать его не, только как отдельную игру, но и как способ дополнения в сюжетно-ролевых играх.

На втором этапе с детьми среднего дошкольного возраста используют рабочую тетрадь Юный конструктор, палочки Кюизенера, блоки Дьенеша, Сложи узор, Уникуб, лего -конструктор, конструктор «ТИКО», игровое поле «Пауза», альбом - игра «Волшебные дорожки», альбом - игра «На золотом крыльце сидели», альбом - игра «Блоки Дьенеша для самых маленьких – 2», альбом «Чудо кубики». «Сложи узор», альбом с заданиями к игре Уникуб, альбом «ТИКО - конструктор для объёмного моделирования», карточки задания к игровому полю «Пауза». Дети учатся анализировать образец постройки: выделять основные части, различать и соотносить их по величине и форме, устанавливать пространственное расположение этих частей относительно друг друга, самостоятельно измерять постройки (по высоте, длине и ширине). На данном этапе используем такую форму работы «как конструирование по простейшим чертежам и схемам» (разработано С. Леоном Лоренсо и В.В. Холмовской). Эта форма предполагает из деталей строительного материала воссоздание внешних и отдельных функциональных особенностей реальных объектов. В результате такого обучения – формируются мышление и познавательные способности ребенка.

Работа с детьми старшего дошкольного возраста направлена на развитие умений устанавливать связь между создаваемыми постройками и тем, что они видят в окружающей жизни; создание разнообразных построек и конструкций. В работе используют рабочую тетрадь "Юный конструктор", палочки Кюизенера, блоки Дьенеша, Сложи узор, Уникуб, лего -конструктор, конструктор ТИКО, игровое поле Пауза, робот - мышь, кирпичики Никитиных, конструктор Фиксики, Шарики - Кубарики, альбом Чудо кубики 2. Сложи узор, альбом к игре Никитиных, альбом с заданиями к игре Уникуб, альбом ТИКО - конструктор для объёмного моделирования, карточки - задания к робот - мышь, карточки задания к игровому полю Пауза, альбом с заданиями к игре Кирпичики, инструкция по сборке к конструктору Фиксики, методическое пособие по сборке лабиринтов Шарики - Кубарики.

На данном этапе учим дошкольников выделять не только основные части, но и характерные детали конструкции, анализировать постройки, создавать различные по величине и конструкции постройки одного и того же объекта. У воспитанников формируются умения работать в коллективе, объединять свои постройки в соответствии с общим замыслом. Также на данном этапе применяют такую форму работы как «конструирование по условиям» (предложенное Н.Н. Поддьяковым). Не давая детям образца построек, рисунков и способов ее возведения, определяя лишь условия, которым постройка должна соответствовать. Овладев различными формами работы, дошкольники знакомятся с «конструированием по теме». Детям предлагается общая тематика конструкции, и они сами создают замыслы конструкций. Основная цель такой формы это актуализация и закрепление знаний и умений полученных ранее.

Изучив все формы организации обучения, дети готовы к изучению основ образовательной робототехники и программирования. Детям подготовительной группы предлагаем Уникуб, лего - конструктор, конструктор ТИКО, кирпичики Никитиных, конструктор Фиксики, робот - мышь, Шарики - Кубарики, электронный конструктор Знаток, альбом с заданиями к игре Уникуб, альбом ТИКО -конструктор для объёмного моделирования, карточки - задания к робот - мышь, альбом с заданиями к игре "Кирпичики", инструкция по сборке к конструктору Фиксики, методическое пособие по сборке лабиринтов Шарики - Кубарики, инструкция к электронному конструктору Знаток.

В результате чего у воспитанников формируются конструкторские умения и навыки, умение анализировать предмет, выделять его характерные особенности, основные части, устанавливать связь между их назначением и строением.

Развивается умение применять свои знания при проектировании и сборке конструкций, познавательная активность детей, воображение, фантазия и творческая инициатива. Совершенствуются коммуникативные навыки при работе в паре, коллективе, распределении обязанностей. Формируются предпосылки учебной деятельности: умение и желание трудиться, выполнять задания в соответствии с инструкцией и поставленной целью, доводить начатое дело до конца, планировать будущую работу. Ребята имеют представление о деталях конструктора и способах их соединении; об устойчивости моделей в зависимости от ее формы и распределения веса; о зависимости прочности конструкции от способа соединения ее отдельных элементов; о связи между формой конструкции и ее функциями.

Можно с уверенностью заявить что программа «Инженерные фантазии», направленная на развитие познавательных и творческих способностей через организацию конструктивной деятельности является эффективным средством формирования предпосылок инженерного мышления у детей дошкольного возраста. Хотелось бы отметить, что наработанный опыт будет углубляться, и совершенствоваться в дальнейшем. Именно технологии развивающих игр (палочки Кюизенера, блоки Дьенеша, Сложи узор, Уникуб, лего - конструктор, конструктор ТИКО, игровое поле Пауза, робот - мышь, кирпичики Никитиных, конструктор Фиксики, Шарики - Кубарики, кубики Никитиных, ТИКО - конструктор для объёмного моделирования, игра Кирпичики, кубики Шарики - Кубарики) развивают у детей: самостоятельность, способность автономно, независимо от взрослых решать доступные задачи в разных видах деятельности, а также способность к элементарной творческой и познавательной активности. Способствуют: освоению детьми средств познания: эталонов (цвет, форма, эталонов мер (размер, масса, моделей образов, представлений речи; накоплению логико - математического опыта, овладению способами познания: сравнением, обследованием, уравниванием, счетом), это и есть начало развития прединженерного мышления.

Таким образом, начинать развивать инженерное мышление нужно как можно раньше.

 

Специальная литература:

 

1. Дошкольная педагогика/под редакцией Гогоберидзе А.Г.-М.: Питер, 2013,с.320-323
2. Захарова Н.И. «Играем с логическими блоками Дьенеша» – Санкт –Петербург: Детство - Пресс, 2018, с. 4-6
3. Ишмакова М.С. Конструирование в дошкольном образовании в условия введения ФГОС: пособие для педагогов. – всероссийский уч.- метод. центр образовательной Робототехники. -М.: Изд.- полиграф. центр «Маска» - 2013, с. 100-102
4. Кайе В.А. Конструирование и экспериментирование с детьми 5-8 лет.- М.:ТЦ Сфера, 2014,с.5-19
5. Комарова Л. Г. «Строим из LEGO» (моделирование логических отношений и объектов реального мира средствами конструктора LEGO). — М.; «ЛИНКА — ПРЕСС», 2001, с. 3-7
6. Колесникова Е.В. Я решаю логические задачки: М.: ТЦ Сфера, 2008, с. 5
7. Лусс Т.С. Формирование навыков конструктивно-игровой деятельности у детей с помощью Лего: пособие для педагогов-дефектологов.- М.: Гуманитарное изд. центр ВЛАДОС, 2003, с. 4-6
8. Михайлова З.А. Логико – математическое развитие дошкольников. -Санкт – Петербург: Детство – Пресс, 2016, с. 12
9. Федеральный закон от 29 декабря 2012 года № 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации».
10. Фешина Е.В. Лего – конструирование в детском саду.- М.:ТЦ Сфера, 2012, с. 24
11. Щетинина А.М. Учим дошкольников думать. – М.: Творческий центр, 2011, с. 28-34
12. Педагогические технологии обучения Крившенко Л.П. Педагогика - М.: Проспект, 2004.
13. Дидактические игры - занятия в ДОУ/под редакцией Пановой Е.Н. ТЦ Учитель, с. 135
14. Бедфорд А. - Манн, Иванов, Фербер. Большая книга LEGO. 20
15. Носова Е.А. Непомнящая Р.Л. Логика и математика для дошкольников. Акцидент 1997, с. 67

Опубликовано: 04.10.2023