Teaching preschool and primary school-age children the basics of elementary technical modeling

Full Text

Введение

В эпоху цифровизации и стремительного технического прогресса запрос общества на инженерно-технические кадры, способные к инновациям, как никогда высок. Залогом будущих прорывов в науке и технике является раннее выявление и развитие соответствующих способностей [1]. Именно поэтому обучение основам начального технического моделирования детей дошкольного и младшего школьного возраста приобретает ключевое значение.

Начальное техническое моделирование – это первая ступень в системе инженерно-политехнического образования, вид творческой деятельности, направленный на создание моделей реальных или фантастических технических объектов из различных материалов. Это не просто ручной труд, а мощный инструмент комплексного развития личности, который формирует предпосылки инженерного мышления, пробуждает интерес к исследованию и преобразованию окружающего мира.

Важность развития конструктивной деятельности у детей с дошкольного возраста обоснована в работах Л.В. Куцаковой, З.В. Лиштван, В.Г. Машинистова, Л.А. Парамоновой. Вопросы начального технического моделирования как первой ступени инженерного образования в контексте цифровой трансформации рассматривались Ю.В. Воронцовым, А.Г. Дмитриевым, С.В. Савенковой, С.А. Филипповым и др.

При этом следует отметить, что исследования в области начального технического моделирования носят междисциплинарный характер, объединяя психологию, педагогику, методику преподавания естественных и точных наук. От фундаментальных работ советских ученых о роли труда и конструирования в развитии личности научная мысль перешла к исследованиям, ориентированным на формирование конкретных компетенций, таких как критическое мышление, креативность, инженерная грамотность, необходимых в XXI веке [2].

Таким образом, цель статьи состоит в исследовании методических аспектов обучения детей 4–11 лет основам начального технического моделирования.

Изложение основного материала исследования с полным обоснованием полученных научных результатов

Что же понимается под начальным техническим моделированием? Это первая ступень в освоении технического творчества, направленная на развитие у детей интереса к технике и технологиям путем создания макетов и моделей несложных технических объектов из различных материалов (бумага, картон, дерево и пр.). Это процесс, в котором обучающиеся осваивают начальные знания и практические умения конструирования, учатся работать с чертежами и инструментами, а также развивают свои творческие и конструкторские способности [3; 4].

Для ребенка создаваемая им техническая модель – это не просто копия, а материализованная идея, образ, который он создает своими руками. В процессе моделирования абстрактные представления о самолете, мосте или машине превращаются в конкретный, осязаемый объект. Это учит ребенка понимать, что любая вещь имеет внутреннее строение, принцип действия, что она создана по определенным законам.

При организации обучения детей начальному техническому моделированию очень важно учитывать возрастные и психологические особенности.

Дошкольный возраст (4–7 лет). Преобладает наглядно-действенное и наглядно-образное мышление. Дети учатся через игру и манипулирование предметами. Ведущая деятельность – игра, поэтому моделирование в этом возрасте тесно связано с сюжетно-ролевой игрой.

Младший школьный возраст (7–11 лет). Начинает активно развиваться логическое и теоретическое мышление. Появляется способность к планированию, работе по инструкции и схеме. Ведущая деятельность – учебная, следовательно, ребенок в этом возрасте уже готов к более сложным, долгосрочным проектам, его начинают интересовать не только внешний вид модели, но и принцип ее работы.

Исходя из указанных особенностей детей дошкольного и младшего школьного возраста можно сформулировать основные образовательные задачи.

Дошкольники. Знакомство детей с различными материалами (бумага, пластилин, глина, природный, бросовый) и технологиями их обработки (оригами, аппликация, бумагопластика, папье-маше, лепка и т.п.). Формирование умения конструировать по образцу, по замыслу, в том числе с применением простейших конструкторов. Формирование общей культуры, предпосылок учебной деятельности.

Младшие школьники. Развитие полученных в дошкольном возрасте знаний и умений. Ознакомление детей с профессиями, в том числе и инженерными, высокотехнологичными. Формирование первоначальных чертежных умений, умений конструировать по образцу и замыслу, в том числе с применением механических, электрических, программируемых конструкторов. Выявление и развитие у обучающихся индивидуальных способностей, положительной мотивации и умений учебной деятельностиn [5; 6].

При этом процесс обучения начальному техническому моделированию должен строиться с учетом ряда принципов:

• Принцип «от простого к сложному». Начинать обучение детей с простых плоскостных аппликаций, плавно переходя к объемным динамическим моделям.
• Принцип наглядности. Обязательное включение в образовательный процесс рассмотрение готовых моделей, схем, чертежей, видео.
• Принцип связи теории с практикой. Обязательное теоретическое обоснование технических особенностей конструкции на доступном для данного возраста уровне.
• Принцип творческой активности. Поощрение у детей желания модернизировать или модифицировать предложенную модель, собственных идей по созданию объектов [7; 8].

Немаловажным является обеспечение необходимых условий для организации образовательного процесса по обучению начальному техническому моделированию. Залог успешности проведения занятий – организация безопасного и эргономичного рабочего места. Столы и стулья должны соответствовать росту обучающихся, быть хорошо освещенными, поверхность вандалоустойчивой и легко отчищаться. Необходимо предусмотреть места для хранения материалов, инструментов, незавершенных работ.

Следует отметить, что в работе с дошкольниками и младшими школьниками целесообразно использовать в работе следующие материалы:

• Бумага и картон. Основной материал на старте. Позволяют создавать различные геометрические формы, изучать способы соединения (клей, прорези и т.п.).
• Пластичные материалы. Пластилин, глина, соленое тесто, масса для лепки и т.п. Идеальны для создания объемных форм, понимания целостности объекта. Позволяют изучить различные приемы обработки подобных материалов.
• Конструкторы. От крупных блочных для дошкольников до сложных тематических, электрических и программируемых для младших школьников. Учат работе по инструкции, по схеме, по условию, по замыслу.
• Бросовый материал. Катушки, коробки, втулки, бутылки, крышки, спички и т.п. Развивают не только фантазию, но и экологическое сознание.
• Природный материал. Шишки, ветки, желуди, камушки, ракушки и т.п. Используются чаще всего для создания декоративных моделей.

Для обработки указанных материалов используются следующие инструменты, которыми обязательно дети научаются пользоваться: ножницы с закругленными концами, кисти для клея, линейки, карандаши, безопасный канцелярский нож, клеевой пистолет и т.п. Использование большей части инструментов допускается только в присутствии и под контролем взрослого [9].

Рассмотрим этапы обучения начальному техническому моделированию в дошкольном и младшем школьном возрасте.

1 этап. Подготовительный. На данном этапе следует определить уровень имеющихся у детей знаний и умений в области инженерного образования. Если мы говорим о детях до 7 лет, то на данном этапе предлагаются различные виды игр (дидактические, ролевые), в ходе проведения которых педагог наблюдает за ребенком, выявляя у него знания о технических профессиях, умения выполнять манипуляции с различными инструментами, устройствами, выполнять задания по конструированию и моделированию, взаимодействовать с другими участниками. Для детей более старшего возраста возможны проведение как устного опроса, так и выполнение письменной диагностической работы [10].

2 этап. Развитие пространственных представлений. Развивать пространственные представления у детей можно с помощью игр с конструкторами, пазлами, настольными играми, а также через физические упражнения и графические задания. Важно обучать ориентировке относительно своего тела (налево/направо, вперед/назад) и объектов (выше/ниже, между, рядом), а также использовать специальные упражнения, например, графические диктанты или игры с позами [11].

3 этап. Развитие мелкой моторики рук и графомоторных умений. Развивать мелкую моторику у детей можно с помощью пальчиковых игр, игр с мелкими предметами, а также творческих занятий. Полезно заниматься лепкой, рисованием, конструированием из конструктора и бумаги, сортировкой мелких предметов, а также повседневными делами типа чистки фруктов, застегивания пуговиц, завязывания шнурков. Для развития графомоторных умений активно используют задания на раскрашивание, штриховку, обведение графических объектов. Важно начинать с простых заданий, постепенно усложняя их, при этом важно следить за правильной посадкой ребенка, хватом карандаша, регулярно проводя перерывы и разминки для пальцев рук и глаз [12].

4 этап. Развитие конструкторских умений. На данном этапе обучающимся необходимо предлагать для решения конструкторские задачи, последовательность введения которых должна быть следующей: задачи на создание модели/конструкции по образцу; задачи на доработку модели/конструкции данной частично, с учетом установленной закономерности, симметрично и пр.; задачи на преобразование модели/конструкции по заданным условиям, по замыслу; задачи на моделирование по замыслу, теме, когда человек самостоятельно определяет основные параметры конструкции [13].

Таким образом, будет осуществляться плавный переход от более простых задач к более сложным. При этом в качестве средств конструирования могут быть самые различные материалы.

Следует отметить, что основы начального технического моделирования рассматриваются с детьми дошкольного и младшего школьного возраста как в рамках основного, так и дополнительного образования [14].

Дошкольники занимаются начальным техническим моделированием преимущественно на специализированных кружках и занятиях по техническому творчеству. Также элементы моделирования могут быть включены в занятия по конструированию из строительных материалов, деталей конструкторов и модульных блоков, а также практические занятия, где создаются модели с подвижными элементами, головоломки и динамические игрушки.

Младшие школьники также могут заниматься начальным техническим моделированием как в рамках организации внеурочной деятельности (кружки и факультативы технической направленности), так и на уроках «Труд/технология», «ИЗО», «Математика», «Окружающий мир». Они создают модели из различных материалов, таких как бумага, картон, пластик и дерево, которые включают в себя практические задания, такие как: изготовление моделей с подвижными деталями, создание игр-головоломок из геометрических фигур, изучение техник бумажного конструирования и т.п. [15].

Следует отметить, что в работе с дошкольниками и младшими школьниками преимущественно должны использоваться практические и наглядные методы обучения.

• Практические: решение конструкторских задач по образцу, условию, замыслу, преобразование конструкций и самостоятельное построение; чтение и построение схем и чертежей и т.п. Практические методы побуждают обучающихся к активной деятельности, а не пассивному восприятию информации, что повышает эффективность обучения. Кроме того, практика помогает показать детям, как полученные знания могут быть применены не только в процессе решения учебных задач, но и в повседневной жизни.
• Наглядные: демонстрация и обсуждение готовых моделей, представление и обоснование самостоятельно созданных конструкций и т.п. Дошкольники и младшие школьники мыслят образами, поэтому наглядность облегчает понимание, позволяет доступно и в явной форме представить абстрактные понятия, явления и объекты, что упрощает их понимание и запоминание [16].

Постепенно перечень используемых методов обучения может быть расширен за счет введения частично-поисковых и интерактивных методов, при которых обучающиеся самостоятельно решают часть задачи, а не всю проблему от начала до конца, что позволяет учителю корректировать процесс.

Оценка созданных детьми моделей должна быть не столько количественной, сколько качественной. Важно отслеживать прогресс ребенка в освоении основ моделирования и конструирования. Критерии оценки могут быть следующими: аккуратность исполнения, соответствие модели замыслу, сложность применения технических решений, оригинальность, умение объяснить принцип работы.

Необходимо при этом использовать такое средство накопительной оценки как портфолио, которое предполагает систематический сбор фотографий работ, видео, презентаций проектов ребенка, позволяющее наглядно продемонстрировать качественный рост формируемых у обучающегося умений.

Особая роль в процессе обучения детей начальному техническому моделированию отводится педагогу, который выступает не в роли инструктора, а как наставник, который создает среду для открытий, задает направление деятельности, осуществляет помощь, но не навязывает собственные решения, поддерживает интерес [17].

Родители также могут оказывать помощь для поддержки интереса ребенка к техническому творчеству. Можно дома организовать пространство для хранения работ и наград ребенка; поощрять участие ребенка в турнирах, конкурсах или олимпиадах инженерно-политехнической направлен; интересоваться не только результатом, но и самим процессом создания.

Заключение

Таким образом, следует отметить, что обучение дошкольников и младших школьников основам начального технического моделирования – это инвестиция в будущее. Это не просто кружок «Сделай сам», а комплексная система развития, которая формирует у ребенка важнейшие компетенции XXI века: умение мыслить критически и творчески, работать в команде, решать нестандартные задачи и не бояться ошибок.

Через призму создания простейших моделей ребенок постигает сложные законы мироздания и учится быть не просто потребителем, а созидателем технологий, которые, возможно, изменят мир завтра. Развивая техническое творчество с ранних лет, мы закладываем фундамент для будущих инженеров, изобретателей и ученых, способных обеспечить технологический суверенитет и прогресс нашей страны.

About the authors

Tatyana Vyacheslavovna Barakina

Author for correspondence.
Email: barakina77@mail.ru

candidate of pedagogical sciences, associate professor of Subject Technologies for Primary and Preschool Education Department

References

Supplementary files