Прототипирование как средство развития исследовательских и познавательных способностей старших дошкольников
методическая разработка по окружающему миру (подготовительная группа)

Скаскевич Ольга Николаевна, воспитатель МБДОУ д/с № 6,

ПРОТОТИПИРОВАНИЕ КАК СРЕДСТВО РАЗВИТИЯ

 ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ И ПОЗНАВАТЕЛЬНЫХ СПОСОБНОСТЕЙ

 СТАРШИХ ДОШКОЛЬНИКОВ

Формирование мотивации развития творческой, экспериментальной, познавательной деятельности — вот задачи, которые стоят сегодня в рамках федерального государственного образовательного стандарта ДО. Подготовка инженерных кадров для высокотехнологичных производств и наукоемких технологий является приоритетной задачей региональной образовательной политики. Решение этих задач требует создание особых условий обучения. Одна из технологий, отвечающая современным требованиям, является 3D-моделирование, или прототипирование, которая позволяет формировать умения и навыки исследовательского поведения, начала технического образования и технического творчества в интересной для детей форме.

3D прототипирование — это процесс создания трехмерного прототипа объекта по чертежу или модели в натуральную величину или масштабе, без потери основных функций конечного изделия. На занятиях 3D прототипированием дети учатся реализовывать свои замыслы от идеи до реального воплощения – создавать 3D модели при помощи 3D-ручки. Получаемые навыки прививают ребенку пространственное мышление, навык представлять готовое изделие и создавать его при помощи 3D-ручки, а в будущем на компьютере.

Цель мастер-класса: представление опыта работы по развитию исследовательских и познавательных способностей детей старшего дошкольного возраста через использование технологии «прототипирование»

Задачи мастер-класса:

- познакомить педагогов с техническим описанием и соблюдением требований безопасности в процессе изготовления прототипов с помощью 3D-ручки;

- познакомить участников со способами работы с 3D-ручкой как одной из составляющих познавательно-исследовательской деятельности технической направленности в ДОУ;

- просмотреть видеоролик, подготовленный к командному участию детей в Межрегиональном Фестивале «АТОМ-KidSkiIIs» для детей старшего дошкольного возраста;

- создать участниками мастер-класса собственный прототип на основе полученных знаний;

- создать условия для освоения педагогами экспертной компетентности, умения работать в команде.

Комплекс занятий по 3D прототипированию мы включили как раздел в образовательную программу «Мы - исследователи», разработанную ДОУ, содержание которой реализуем через кружковую деятельность с детьми старшего дошкольного возраста. Занятия проходят в нашей лаборатории, где оборудованы места. Дети самостоятельно готовят свое рабочее место, подключение 3Д ручек осуществляет педагог. Также данную технологию используем во время «Часа интересных дел».

Все занятия мы строим, от простого к сложному в соответствии с тематическим планированием и индивидуальным подходом к каждому ребенку.  Нами создана педагогическая копилка, которая регулярно пополняется конспектами образовательной деятельности, проектами, арт-квестами, консультациями, рекомендациями и памятками. Деятельность с 3D-ручкой проводиться с детьми старшего дошкольного возраста.

На первом этапе необходимо познакомиться с особенностями работы с 3D-ручкой, и правилами техники безопасности при работе с 3D-ручкой.

        Данный инструмент включает следующие составляющие:

• вентилятор,
• корпус,
• нагревательный элемент,
• контроллер, управляющий работой вентилятора,
• сопло.

Устройство питается от сети, управление осуществляется через кнопки на корпусе. В качестве материала используется пластик. Нить забирает специальный механизм, расположенный сзади устройства. Материал подается к экструдеру, который плавит пластик и выводит его в нужном направлении.

Правила использования 3D-ручки:

• Подключить блок к электросети, соединив его к устройству (это делает педагог),
• Включить 3D-ручку специальной кнопкой,
• Поместить материал в загрузочное отверстие и включить режим подачи нити после того, как на корпусе сработает световой сигнал, предупреждающий о нагреве сопла,
• Выставить необходимый режим скорости подачи полимера (если есть кнопка),
• Начать трехмерное рисование.

Внимание! Сопло (носик) 3D-ручки разогревается до 240С, поэтому необходимо придерживаться правил безопасности при работе с детьми:  

• Перед началом работы тщательно вымыть руки.  

• Одежда должна быть удобной, без выступающих элементов (рюши, широкие рукава и т.д.). Длинные волосы должны быть убраны.
• Рабочее место должно соответствовать возрастным особенностям детей, иметь достаточное количество места для размещения оборудования и работы, содержать только необходимое для работы оборудование, должна иметься емкость для мусора.
• Работа с оборудованием. Включать 3D-ручку разрешается только после проверки ее воспитателем. Работать только в присутствии воспитателя. Соблюдать осторожность и аккуратность во время работы.

• Категорически запрещается: дотрагиваться до нагревающих элементов техники, передвигать и переносить технику с места на место.
• По окончании работы нажать кнопку завершения подачи пластика.
• По окончанию работы отключить оборудование, положить  3D-ручку соплом от себя на расстоянии 3-5 см от края стола. Дождаться остывания нагревающих элементов техники. Привести в порядок рабочее место. Мусор выбросить, снять спецодежду.

Для закрепления данных правил техники безопасности детьми были созданы схемы, которые размещены в лаборатории. Перед каждым началом работы дети обозначают в инженерной книге правила (зарисовывают схемы, выбирают из предложенного), которые необходимо соблюдать при выполнении той или иной работы. Саму форму инженерной книги мы взяли по аналогии из парциальной программы «От Фребеля до робота».

Второй этап овладение профессиональной компетенцией 3D-моделирование с помощью 3D-ручки.

До того, как рисовать объемные фигуры  3D-ручкой, сначала надо научиться создавать одномерные рисунки на горизонтальной плоскости. Можно положить на стол лист бумаги, подумать сюжет рисунка (нанести на ватман карандашный контур) и воплотить его в реальность. Вы создадите контурный объект из пластика, который можно взять в руки. Таким образом, можно сделать:

• причудливые снежинки для елки,
• кулоны и серьги,
• мелкие игрушки,
• декоративные детали интерьера и многое другое.

Когда рука готова можно переходить к изготовлению объемных фигур:

• при создании прототипа можно использовать готовые трафареты или создавать свои шаблоны (учитываем желание детей),
• сначала при помощи 3D-ручки рисуется контур детали (квадрат, круг, треугольник), затем внутри контура наносятся горизонтальные, вертикальные и наклонные линии, которые придают детали устойчивость,
• затем детали соединяются между собой и получается трехмерная модель (например: дом, замок, беседка),

• можно рисовать 3D-ручкой в воздухе (основой может быть воздушный шарик, коробка, «киндер-сюрприз»), покрывая основу пластиковыми линиями или кольцами  можно делать простейшие игрушки для детей (собачку, зайчика, снеговика). Лапы, хвост и другие детали наращиваются на основу.

На третьем этапе овладение детьми качествами необходимыми для работы в команде. В команде может быть не больше шести человек:

• при использовании готовых трафаретов учим ребят читать чертежи (сколько и каких деталей нужно изготовить).
• учим договариваться между собой, умение распределять обязанности между собой, умение слушать и слышать друг друга, умение работать на общий результат, совместно решать поставленные задачи).
• развиваем креативность мышления, оригинальность, творческий подход (выбор цвета, способы соединения деталей, представлять интересные идеи оформления и презентации продукта своей деятельности)

• осваиваем качество сборки и завершенность модели (аккуратность и качество выполнения продукта, целостность модели, наличие всех ее составляющих, выдержка модели тестовыми испытаниями (по необходимости)

Представляем вашему вниманию видеоролик, как пример командной работы детей по созданию прототипа. Видеоролик был подготовлен к Межрегиональному Фестивалю «АТОМ-KidSkiIIs» для детей старшего дошкольного возраста.

Для практической работы потребуется разделить участников мастер-класса на 3 команды.

Участники первой и второй команды получают задание создать прототип домика при помощи 3D-ручки. Участники каждой команды вспоминают правила роботы с оборудованием, читают чертежи, договариваются кто какую деталь домика будет делать. Какой цвет пластика использовать. По окончанию работы каждая команда презентует свою работу, приветствуются элементы творчества.

Каждый участники третьей команды получает лист оценивания. Эксперты наблюдают и оценивают ход выполнения задания первой и второй команды. Результаты заносят в таблицу. (Приложение 1) Оценивают.

По окончанию мероприятия проводится рефлексия «Корзина идей». Участникам и экспертам предлагается написать на листочках свое мнение о мастер-классе. Все листочки кладутся в корзину, затем выборочно ведущим зачитываются мнения и обсуждаются ответы. Мнение на листочках высказывают анонимно.

Обсуждение итогов.

Сегодня мы познакомились с новой технологией «прототипирование», которую можно использовать в своей работе с детьми для развития исследовательских познавательных способностей.

Приложение 1

Таблица 1

Лист оценивания для команды экспертов (ставят плюсы)