Техническое конструирование

Образовательная робототехника, как способ развития

навыков технического конструирования у детей.

Термин «конструирование» (от латинского слова соnstruerе) означает приведение в определенное взаимоположение различных предметов, частей, элементов.

Существует много различных способов технического конструирования - это могут быть конструкторы из дерева, пластика, металла, а также робототехнические конструкторы. Можно собирать конструкции из бумаги, а можно заниматься техническим конструированием при помощи различных компьютерных программ.

Наука робототехника представляет собой новую технологию, которая находится на стыке перспективных областей знания: механика, электроника, конструирование, программирование и технический дизайн.

Образовательная робототехника помогает научить детей, при помощи специальных робототехнических конструкторов, основам технического конструирования и программирования.

Робототехнические наборы конструкторов компании Lego предоставили прекрасную возможность обучения детей техническому творчеству, начиная с раннего дошкольного возраста, и продолжая в среднем школьном возрасте.

С целью организации образовательного процесса по применению LEGO-конструкторов в образовательной деятельности, по конструированию и программированию, разработана программа по образовательной робототехнике, которая практически осуществляется на базе дополнительного образования. Программа по образовательной робототехнике рассчитана на три года обучения: первый год дети знакомятся с компьютерной программой виртуального конструирования LEGO Digital Designer и набором конструктора LegoWeDo. На втором году обучения - LegoMindstormsNXT 2.0, на третьем - робототехнический конструктор LegoMindstormsEV 3.

Одним из способов освоения навыков конструирования и приобретения опыта пространственного мышления, может стать программа виртуального конструирования LEGO Digital Designer. В данном программном обеспечении, работая с набором деталей, обучающиеся имеют возможность собрать любую виртуальную конструкцию: как по схеме, так и самостоятельно.

В процессе создания в программе LEGO Digital Designer своих творческих задумок, либо виртуальных моделей по заданным параметрам, дети учатся сначала исследовать проблему, а затем ищут способы решения поставленной задачи. Таким образом, прежде чем приступить к конструированию модели, обучающиеся анализируют ситуацию, высказывают свои творческие решения, планируют свою деятельность.

Конструкторские наборы LegoWeDo 1.0 и 2.0 позволяют детям дошкольного и младшего школьного возраста научиться не только собирать готовые и творческие конструкции, но уже и запрограммировать их на определенное действие, посредством среды визуального программирования.

В процессе конструирования моделей ребенок становится исследователем и изобретателем. Использование Лего-конструкторов в образовательной робототехнике повышает заинтересованность детей в получении конечного результата: конструировании и программировании модели робота. Занимаясь лего-конструированием, у ребенка происходит формирование логического мышления.

Самый простой вид конструирования, который осуществляют дети на занятии – это «Собрать по готовой схеме». По принципу «от простого – к сложному», обучающиеся учатся собирать модели. Следующим этапом в освоении технического конструирования, является модификация собранной по схеме модели. Здесь уже включаются творческие способности и знания простейших законов механики, и умение воплотить свою идею в конструкцию. При этом модель должна быть устойчивой и прочной.

Следующим этапом в техническом конструировании является конструирование по образцу. Предлагается образец модели: реальный, либо на картинке, и предлагается собрать нечто подобное – пусть не совсем точно главное при этом – чтобы модель «работала». Таким образом, не все внутренние детали конструкции могут быть доступны, и включается «образное мышление» - дети дорабатывают свою конструкцию по собственному образу.

Самый, пожалуй, сложный вид конструирования - это конструирование по заданным условиям: когда есть описание алгоритма сборки модели и конечное практическое использование. При этом обучающийся учится анализировать поставленную задачу, решать её пошагово, последовательно.

Конструирование по собственному замыслу – это уже творческий процесс. Некоторые дети способны сразу перейти к самостоятельному конструированию, но, как показывает практика, многим детям, прежде чем прейти к созданию собственных образов и моделей, необходимо пройти через все эти этапы конструирования: от простого – к сложному.

В процессе технического конструирования на занятиях по робототехнике у обучающихся происходит формирование пространственного мышления, развивается образное и логическое мышления, фантазия и творческое воображение, а также мелкая моторика. Ребёнок учится самостоятельно решать технические задачи, во время конструирования роботов, воплощает свою творческую задумку в конечный продукт.

Программирование и конструирование в компьютерной среде приобщает ребенка к будущим профессиональным навыкам инженера. Конструируя свои виртуальные модели в компьютерных программах, или при помощи робототехнических наборов – дети получают развитие своих конструкторских способностей и инженерного мышления через техническое творчество.

Развитие научно - технического и творческого потенциала обучающихся происходит через участие в различного уровня конкурсах, фестивалях, научно-практических конференциях.

Для участия в творческих конкурсах по робототехнике часто перед обучающимися стоит задача: сконструировать и запрограммировать робота любой тематики. Как правило, первый – и самый сложный этап – это рождение идеи, замысла проекта. После этого наступает второй этап- это конструирование (практическое осуществление замысла), и программирование – «оживление» конструкторской робототехнической модели.

Занятия по робототехнике в дополнительном образовании помогают развить в ребенке те умения, которые ему понадобятся для получения инженерной профессии в будущем.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/434822-tehnicheskoe-konstruirovanie