Развитие инженерного мышления у детей дошкольного возраста

Автор: Краева Ольга Алексеевна

Организация: МБДОУ ДС комбинированного вида № 33 «Земляничка»

Населенный пункт: Нижегородская область, г. Выкса

Автор: Катерная Марина Николаевна

Организация: МБДОУ ДС комбинированного вида № 33 «Земляничка»

Населенный пункт: Нижегородская область, г. Выкса

Инженерное мышление - это системное творческое техническое мышление, позволяющее видеть проблему целиком с разных сторон, видеть связи между ее частями. Инженерное мышление позволяет видеть одновременно систему, надсистему, подсистему и связи между ними и внутри них. Именно дошкольное детство является благоприятным временем для развития предпосылок инженерно-технического мышления.

В настоящее время дошкольное образование ставит перед собой цель – сформировать инженерное мышление у ребенка. А именно, воспитать человека с креативным мышлением, способным ориентироваться в мире высокой технической оснащенности и умеющим самостоятельно создавать новые технические формы.

Что же такое инженерное мышление? Инженерному мышлению дается следующее определение: "Инженерное мышление - это вид познавательной деятельности, направленной на исследование, создание и эксплуатацию новой высокопроизводительной и надежной техники…"

Мышление инженера содержит в себе не только данные, сведения, формулы, оно основывается на умении самостоятельно выстроить алгоритм действий, последовательность изготовления продукта. Формула инженерного мышления такова: знания, умения, опыт в профессиональной деятельности плюс способность к самостоятельной работе, находчивость, изобретательность, творческий подход, ответственность, умение анализировать, прогнозировать. Инженерное мышление – активная форма творческого мышления.

То есть для того, чтобы реализовать цель дошкольного образования в отрасли технического творчества - сформировать инженерное мышление у ребенка. А именно, воспитать такого  человека, необходимо развить ряд основных качеств, необходимых  будущему успешному инженеру. Эти качества таковы:

• богатство элементарного понятийного аппарата,
• способность комбинировать, рассуждать, устанавливать логические связи,
• развитость внимания и сосредоточенность,
• оперативность, комплексность, системность мышления,
• развитость творческого мышления,
• способность к самостоятельным видам работы.

Наше поколение живет в эпоху стремительного развития в области науки и техники, внедрения различных инноваций, появления новых знаний, компьютеризации и робототехники, кардинально меняющих картину мира.

Сегодня много говорят о технологическом образовании. Меры, принимаемые государством, находят свое отражение в нормативных документах. Министерством образования и науки РФ поставлена задача – увеличить охват детей программами технической направленности до 25% (в настоящее время 6%). Технические достижения проникают во все сферы человеческой жизнедеятельности и вызывают неподдельный интерес к современной технике, к интерактивным программируемым игрушкам у детей, начиная уже с самого младшего возраста.

На сегодняшний день актуальным становится вопрос о компетентном включении детей в современное социальное пространство, о формировании базового доверия ребенка к миру, его комфортного и безопасного образа жизни, требующего от нас – взрослых обновления способов взаимодействия с детьми.

Так как обществу необходимы самостоятельные и творческие люди, компетентные, конкурентоспособные на рынке труда, свободно владеющие своей профессией.

Формирование предпосылок к учебной деятельности, инициативности, самостоятельности, нравственности – вот главные задачи, которые стоят сегодня перед педагогом в рамках ФГОС ДО. Важнейшей отличительной особенностью стандартов нового поколения является системно – деятельностный подход, предполагающий чередование практических и умственных действий ребенка. ФГОС дошкольного образования предусматривает отказ от учебной модели, что требует от воспитателей и педагогов индивидуального подхода к детям дошкольного возраста. В этом смысле конструктивная созидательная деятельность является идеальной формой работы, которая позволяет педагогу сочетать образование, воспитание и развитие своих воспитанников в режимных моментах. Эти непростые задачи, в первую очередь, требуют создания особых условий обучения. В содержание образовательных программ для детей дошкольного возраста необходимо включать инновационные методические разработки, соответствующие современному уровню развития науки и техники, учитывающие и интегрирующие лучшие образцы педагогического опыта, передовые образовательные технологии в области ранней профориентации и пропедевтики  инженерной культуры обучающихся. В связи с этим огромное значение отведено конструированию.

Конструирование в ФГОС ДО, определенно, как компонент обязательной части программы, вид деятельности, способствующей развитию познавательно-исследовательской и творческой активности детей, а так же умений наблюдать и экспериментировать.

Само понятие конструирование означает не только процесс создания модели, построения и приведения в определенный порядок различных отдельных предметов, элементов, но и как одна из форм организации занятий, позволяющая сочетать образование, воспитание и развитие детей в режиме игры.

Конструирование и строительная игра дают большие возможности для всестороннего развития ребенка. В процессе конструкторской деятельности у детей формируются пространственные представления, развивается воображение, мышление, т.е. совершенствуются те способности, которые лежат в основе технического творчества. Активная деятельность в процессе конструирования - необходимое звено в системе коррекционного обучения.

Известно, что у детей с хорошо развитыми навыками в конструировании быстрее развивается речь. Очень важно разработать систему занятий, которая позволит переходить от простых конструкторских действий к сложным, развивать творческие и технические способности детей.   

С 2020 – 2021 учебного года в МБДОУ детский сад комбинированного вида № 33 «Земляничка» оказывается дополнительная платная услуга по робототехнике «Робомир». Дополнительная общеобразовательная программа – дополнительная общеразвивающая программа «Робомир» была составлена на основе интерактивного развивающего пособия «Винтики и Шпунтики», авт. Гаврилова Н. В., под ред. Зинкова А. В., Степановой Е. В., Москва, 2020 г.

Это пособие представляет собой комплекс образовательных решений по развитию приемов наблюдения, технического обоснования, прогнозирования и критической оценки результатов при выполнении проекта. Пособие знакомит с азами визуального программирования образовательного конструктора LEGO «Первые механизмы» и UARO, а также принципами алгоритмического мышления. Развитие широкого спектра коммуникаций позволяет ребенку дошкольнику успешно использовать их в процессе обучения в школе.

 

Знакомство с конструктором «Первые механизмы»

Конструктор «Первые механизмы» предоставляет детям возможность сделать первые шаги в изучении основ науки и техники и познакомиться с основными принципами конструирования. Набор предназначен для использования в старших подготовительных группах дошкольных учреждений. При работе с этим конструктором не требуется никакой предварительной подготовки. Дети от пяти лет и старше строят поодиночке или парами, модели и одновременно, в процессе игры с ними, обучаются.

В процессе активного конструирования, исследования, проведения испытаний и обсуждения результатов у детей развивается широкий спектр навыков и знаний. В конструкторе содержится все необходимое для решения поставленных перед детьми задач.

В состав конструктора «Первые механизмы «входит 101 конструктивный элемент. Восемь пронумерованных инструкций по сборке моделей и разработанные специально для этого набора: глаза, паруса, шкалы и лопасти. Конструктор позволяет собрать восемь базовых действующих моделей и четыре модели, предназначенные для работы над проектами, в которых решаются конкретные жизненные задачи.

1. Вертушка

2. Волчок

3. Перекидные качели

4. Плот

5. Пусковое устройство

6. Измерительная машина

7. Хоккеист

8. Новая собака Сэма

Творческие задания

1. Переправа через реку, кишащую крокодилами

2. Жаркий денёк

3. Пугало

4. Качели

В инструкциях по сборке описан и проиллюстрирован пошаговый процесс построения моделей. Работа над сборкой моделей по инструкции способствуют развитию у детей технических навыков и знаний.

Каждое занятие начинается с короткого рассказа, постоянные герои которой, Дима и Катя, помогают детям понять проблему и попытаться найти самый удачный способ её решения. На этом этапе начинается деятельность – дети собирают модели по инструкции. При этом реализуется известный принцип «обучение через действие».

Естественные науки. Дети знакомятся с такими понятиями как энергия, сила, скорость, трение. Они учатся делать измерения, читать показания приборов, проводить опыты, высказывать предложения, собирать данные и описывать результаты.

Технология. Дети изучают шестерни, колёса, оси, рычаги и блоки: проектируют и конструируют модели и проводят их испытания, учатся принимать решения в соответствии с поставленной задачей, выбирать подходящие материалы, оценивать полученные результаты, пользоваться двухмерными чертежами в инструкциях для построения трехмерных моделей, приобретают навык слаженной работы в команде.

Математика. Дети осваивают стандартные и нестандартные способы измерения расстояния, времени и массы, а также чтение показаний измерительных приборов. Они учатся производить расчёты, обрабатывать данные, строить графики и принимать решения.

 

Знакомство с программируемым конструктором UARO

Конструктор UARO-линейный конструктор, он имеет один базовый набор, в котором расположены основные детали, 3 дополнительных ресурсных набора, в составе которых электронные компоненты: пульт управления, центральная плата, доска и блоки кодирования. В составе конструктора яркие пластиковые детали-рамочки.

Элементы конструкции крепятся пластиковыми гайками и болтами. В результате модели получаются крепкие, ими интересно играть, они не ломаются. В наборе много декоративных мягких элементов для детского творчества. Вам кажется сконструировать модель из такого конструктора сложно для ребенка? Это не так -детали легко соединяются между собой.

Именно с этого этапа – «элементарного конструирования» можно начать знакомство с данным конструктором. Можно использовать готовые конструкции- образцы, фотографии, рисунки, схемы, дети на данном этапе могут узнавать свойства деталей комплектов наборов UARO, могут овладеть техникой их соединения, вариантами взаимного расположения и возведения конструкций, постепенно приобрести навык обследования образца, усвоить последовательность действий, получить опыт создания различных конструкций.

На 2 этапе дети смогут освоить основные понятия программирования – алгоритмы, циклы, условия, объекты. Среда программирования – визуальная: код собирается из блоков. Это позволяет ребенку не тратить время на написание кода и сразу получать обратную связь, будет определенно понятно, правильно ли собрал программу ребенок по тому, что видит – перемещается ли объект или нет.

При освоении 3 и 4 ступени конструктора UARO на основе базового понимания принципов программирования, дети смогут «оживлять» конструкции при помощи кодирование цветовыми индикаторами, доски и блоков кодирования, отработать навык составления программы для управления роботом. Дети смогут получить представление об особенностях составления программ управления, автоматизации механизмов, моделировании работы систем. Вариативность и гибкость конструктора позволит ориентироваться на интересы и возможности каждого ребенка, имеющие трудности в постройке. Кроме того, конструктор UARO прекрасно комбинируется с лего-деталями.

После освоения каждого этапа конструктора UARO можно организовать выставки работ, презентации готовых моделей, выполнить презентацию коллективных работ.

Конструктор UARO способствует организации творческой продуктивной деятельности конструирования и робототехники в образовательном процессе, что позволит заложить на этапе дошкольного детства первоначальные технические навыки. В результате, создаются условия не только для расширения границ социализации ребёнка в обществе, активизации познавательной деятельности, демонстрации своих успехов, но и закладываются истоки профориентационной работы, направленной на пропаганду профессий инженерно- технической направленности.

В результате освоения программ технического творчества у детей дошкольного возраста формируются целостные представления о современном мире и роли техники и технологии в нем, умения объяснять объекты и процессы окружающей действительности, приобретается опыт созидательной и творческой деятельности, опыт познания и саморазвития. повысить интерес детей к выбору профессий, актуальных для дальнейшего развития нашей страны и региона, в частности.

По результатам анкетирования родителей и диагностики детей, педагоги детского сада пришли к выводу, что нужно охватить большее количество дошкольников для занятий робототехникой.

В феврале 2024 года на базе МБДОУ детский сад комбинированного вида № 33 «Земляничка» начала работать региональная инновационная площадка: «Формирование инженерно-технического мышления и соответствующей компетентности дошкольников в контексте обновления ФГОС ДО и введения ФОП дошкольного образования». Педагоги посетили семинар по формированию  инженерно-технического мышления и соответствующей компетентности дошкольников в контексте обновления ФГОС ДО и введения ФОП дошкольного образования. Определены группы детей для реализации региональной инновационной площадки, закуплено оборудование.

В 2024 – 2025 учебном году в деятельности инновационной площадки будут участвовать две группы младшего возраста (3 – 4 года). Педагоги планируют посетить курсы повышения квалификации в ГБОУ ДПО «Нижегородский институт развития образования» по данной теме.

Идя в ногу со временем, реализуя дополнительную образовательную программу по робототехнике «Робомир» и внедряя в образовательную программу ДОУ, расширена возможность педагогов формировать инженерно-техническое мышление дошкольников, а дети развивать творческий и изобретательский потенциал, что является платформой для будущего выбора профессии значимой для нашего города.

Опубликовано: 26.08.2024