«Формирование у дошкольников предпосылок к изучению технических наук средствами игрового оборудования»

Экономика нашей страны сегодня нуждается в модернизации, которая кажется невозможной без высококвалифицированных кадров для промышленности и развития инженерного образования. Для выполнения этой стратегической задачи необходима подготовка высококвалифицированных специалистов, ориентированных на интеллектуальный труд, способных осваивать и самостоятельно разрабатывать высокие наукоемкие технологии, внедрять их в производство. Современный инженер должен не только осуществлять трансфер научных идей в технологию и затем в производство, но и создать всю цепочку - "исследование - конструирование - технология - доведение до конечного потребителя - обеспечение эксплуатации". Вырастить такого специалиста возможно, если начать работу с детства.

Подготовка детей к изучению технических наук – это и обучение, и
техническое творчество одновременно, что способствует воспитанию
активных, увлеченных своим делом людей, обладающих инженерно-
конструкторским мышлением. Очень важно на ранних шагах выявить технические наклонности дошкольников и развивать их в этом направлении. Это своего рода подготовительный курс к занятиям техническим творчеством в школьном возрасте.

Следовательно, перед ДОУ стоит задача – развивать у детей навыки конструкторской, творческой деятельности, т.е. воспитать человека творческого, с креативным мышлением, способным ориентироваться в мире высокой технической оснащённости и умеющим создавать новые технические формы.

Зачатки инженерного мышления необходимы ребёнку 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» ребёнка в техномир. Ребёнок должен получать представление о начальном моделировании, как о части научно-технического творчества. Основы моделирования должны естественным образом включаться в процесс развития ребёнка так же как изучение формы и цвета.

Всем нам известно, что в дошкольном возрасте развиваются все психические процессы, в частности, формируется образное мышление, одним из средств формирования которого являются наглядные модели. Способность к использованию в мышлении модельных образов начинает складываться в 3-4 года, а в старшем дошкольном возрасте эта способность становится основой понимания различных отношений предметов, что позволяет усваивать обобщенные знания и применять их при решении новых мыслительных задач. Таким образом, дошкольный возраст – самое удачное время для развития предпосылок инженерного мышления. Что же такое инженерное мышление? Инженерному мышлению в учебнике по истории и философии науки и техники под ред. Малых Г.И. и Осипова В.Е. дается следующее определение: "ИНЖЕНЕРНОЕ МЫШЛЕНИЕ - это вид познавательной деятельности, направленной на исследование, создание и эксплуатацию новой высокопроизводительной и надежной техники, прогрессивной технологии, автоматизации и механизации производства, повышение качества продукции".

Данный вид мышления не формируется сам по себе, могут быть лишь предпосылки для его формирования у конкретной личности. Этому способствует качество всего образовательного процесса, включая дошкольное, которое является первым звеном образовательной цепи, когда закладывается фундамент будущей личности.

Развитию предпосылок инженерного мышления, готовности к изучению технических наук способствует решение следующих задач: обучение детей основным логическим операциям: анализу, синтезу, сравнению, обобщению, классификации, систематизации, смысловому соответствию, ограничению; формирование произвольность всех психических процессов, умение оперировать абстрактными понятиями, рассуждать, устанавливать причинно-следственные связи, делать выводы; развитие интереса к конструированию, эстетического отношения к произведениям архитектуры, дизайна, продуктам своей конструктивной деятельности и поделкам других.

Важнейшее значение в формировании этого качества играют математические дисциплины: формирование элементарных математических представлений и информатика, реализация ТРИЗ- технологии, а также конструирование и технические творческие развивающие игры: «Танграм», «Палочки Кюизинера», «Блоки Дьенеша», «Развивающие игры Б.Никитина», игровая технология «Сказочные лабиринты игры» В.В. Воскобовича, математические планшеты.

Для формирования и развития предпосылок инженерного мышления у детей раннего возраста необходимо создавать условия для осуществления полноценного сенсорного воспитания и развития мелкой моторики рук через организацию различных видов деятельности с учётом возрастных особенностей. Одним из средств развития инженерного мышления является бизиборд, представляющий панель с закрепленными на её поверхности различными предметами: замочками, молниями, липучками, звонками и т.д. Суть такой панели заключается в том, чтобы ребенок развивал мелкую моторику пальцев, мышление и логику. Чем больше различных элементов, тем интереснее малышу, тем больше различных действий. Но также надо учитывать, что не следует перегружать яркими деталями и картинками, отвлекающими от основного назначения такого оборудования, не размещать на бизиборде массу детских игрушек, важно помнить, что ребёнку интересно то, чего у него нет. Бизиборд должен быть безопасным, красочным, но лаконичным, функциональным, соответствующим по наполнению возрасту и интересам ребёнка.

Конструирование

Деятельность с конструкторами, в силу ее созидательного характера, как ни одна из других форм активности ребенка создает условия для формирования целеполагания и произвольной организации деятельности, а именно - для формирования способности к длительным волевым усилиям, направленным на достижение результата (цели-замысла), в соответствии с внутренними или заданными извне стандартами качества. Кроме того, деятельность с конструкторами связана с развитием способности к планомерной - шаг за шагом - организации деятельности и ее целевой регуляции с использованием различного рода символических опосредствующих звеньев между целью (замыслом) и результатом (продуктом): образцов и графических моделей (схем, чертежей, выкроек, пооперационных планов, эскизов), а также с активизацией планирующей функции речи (словесными описаниями условий, которым должен соответствовать продукт). Становление такого рода знаково-символического опосредствования - важный показатель перехода ребенка на более высокий уровень психической организации.

В работе с дошкольниками применяется два вида конструирования – это

техническое и художественное. К техническому относятся конструирование из строительного материала, деталей конструкторов, крупногабаритных модулей, а также конструирование на базе компьютерных программ.

Виды конструкторов для технического конструирования

Кубики Игрушка в виде кубиков подходит для раннего возраста. Развитие с помощью такой игрушки начинается с одного года - малыш учится различать формы и цвета. На первых этапах, пока крошка еще не умеет строить фигуры, интерес к данному виду развлечений проявится в наблюдении за действиями взрослых, показывающими, как управляться с такой игрушкой.

Блочный конструктор. Малышей полутора лет заинтересует строительство фигур из блоков. Они представлены в виде квадратов или прямоугольников и соединяются наложением друг на друга. Выпускают наборы с разными размерами блоков, в зависимости от возрастной группы. Для детей от года до трех лет детали крупные, можно не волноваться, что малыш их проглотит. К тому же маленьким ручкам удобнее управляться с большими элементами. От трех лет размер блоков постепенно уменьшается, что помогает развивать мелкую моторику рук.

Блочный конструктор Пазл Пазл

Тематический конструктор. Более продвинутый тематический конструктор. От блочного он отличается только тем, что в своем составе содержит готовые фигурки животных или людей, для которых строятся по схеме сказочные замки, либо машины, или даже целые города.

Мозаика. Для детей от трех лет подойдет пластмассовая мозаика. Свое название она получила за сходство с бумажной мозаикой. Отличие состоит в том, что детали выполнены из высококачественной пластмассы и соединяются между собой благодаря прорезям. Звенья мозаики чаще всего круглой формы, плоские или выпуклые. Из плоских фигур собираются двухмерные изображения, а из выпуклых деталей получаются реалистичные 3D фигуры. Игра в мозаику развивает пространственную ориентацию, помогает получить первые знания о науке.

Пазл. Упрощенной версией мозаики считается конструктор пазл. Его детали большие и плоские, квадратной формы. Построить из такой подборки возможно только стены или домики. Плюс данного набора – легкость в обращении и возможность собирать простые трехмерные фигуры, поэтому он подходит детям двух лет, подготавливая к другим видам игр.

Суставный. Для детей старше пяти лет интересным вариантом станет суставный конструктор. Свое название он получил из схожести с настоящими суставами, создающими подвижное соединение костей скелета. Игрушечные суставы представляют собой пластмассовые прямоугольники, соединяющиеся между собой с помощью шарнира. Благодаря такому вращательному соединению, конструируемые фигуры приобретают способность двигаться, что важно для творчества и развития воображения.

Магнитный. По мере того, как малыщ растет и развивается, круг личных интересов закономерно расширяется, увлечь его старыми игрушками надолго становится сложной задачей. В таком случае стоит обратить внимание на магнитный конструктор. Набор такого комплекта состоит из биполярных магнитных пластин, покрытых пластмассой, и металлических шариков для соединения в сложные фигуры. Пластины выпускаются разных форм и цветов: треугольников; квадратов; палочек.

Металлический. Комплектация каждого изделия состоит из составляющих, похожих на те, что хранит папа в своем ящике с инструментами: гайки, скобы, винты, другой крепеж. Все это представляется малышом как настоящее, только исполненное в миниатюре. Металлические предметы скрепляются между собой путем ввинчивания подходящих по диаметру болтов. Пластины могут быть прямыми, изогнутыми, узкими или широкими, каждый элемент пластины перфорированы отверстиями.

LEGO LEGO – одна из самых известных и распространённых педагогических систем, широко использующая трёхмерные модели реального мира и предметно-игровую среду обучения и развития ребёнка. LEGO позволяет детям учиться, играя и обучаться в игре. Использование в работе конструкторов LEGO при организации образовательного процесса, дает возможность познакомить детей с техническим творчеством, что способствует формированию у детей задатков инженерно-технического мышления, а также дает возможность проявлять детям инициативу и самостоятельность, способность к постановке целей и познавательным действиям, что является приоритетным в свете введения ФГОС ДО и полностью соответствует задачам развивающего обучения.

Конструирование из строительных деталей- конструирование из строительного материала входит в жизнь ребёнка с раннего возраста и тесно взаимосвязано с игрой. Относительно этого вида конструирования, как наиболее изученного, были разработаны следующие формы обучения конструированию.

Существует несколько форм организации обучения конструктивной деятельности:

* Конструирование по образцу: заключается в том, что детям предлагаются образцы построек, выполненных из строительных деталей или других конструкторов, и показывают способы их воспроизведения. Данная форма обучения обеспечивает детям прямую передачу готовых знаний, способов действий, основанных на подражании. Такое конструирование трудно напрямую связать с развитием творчества. Конструирование по образцу, в основе которого лежит подражательная деятельность - важный решающий этап, где можно решать задачи, обеспечивающие переход детей к самостоятельной поисковой деятельности творческого характера.

* Конструирование по модели: детям в качестве образца предлагается модель, скрывающую от ребенка очертание отдельных ее элементов. Эту модель дети могут воспроизвести из имеющихся у них строительного материала. Таким образом, им предлагают определенную задачу, но не дают способа ее решения. Постановка таких задач перед дошкольниками -достаточно эффективное средство решения активизации их мышления. Конструирование по модели – усложненная разновидность конструирования по образцу.

* Конструирование по условиям: не давая детям образца постройки рисунков и способов ее возведения, определяют лишь условия, которым постройка должна соответствовать и которые, как правило, подчеркивают практическое ее назначение. Задачи конструирования в данном случае выражаются через условия и носят проблемный характер, поскольку способов их решения не дается. В процессе такого конструирования у детей формируется умение анализировать условия и на основе этого анализа строить практическую деятельность достаточно сложной структуры. Данная форма организации обучения в наибольшей степени способствует развитию творческого конструирования.

* Конструирование по простейшим чертежам и наглядным схемам: моделирующий характер самой деятельности, в которой из деталей строительного материала воссоздаются внешние и отдельные функциональные особенности реальных объектов, создает возможности для развития внутренних форм наглядного моделирования. В результате такого обучения у детей формируется мышление и познавательные способности.

* Конструирование по замыслу: обладает большими возможностями для развертывания творчества детей и проявления их самостоятельности - они сами решают, что и как будут конструировать. Данная форма не средство обучения детей по созданию замыслов, она лишь позволяет самостоятельно и творчески использовать знания и умения, полученные раннее.

* Конструирование по теме: детям предлагают общую тематику конструкций, и они сами создают замыслы конкретных построек, выбирают материал и способы из выполнения. Это достаточно распространенная в практике форма конструирования очень близка по своему характеру конструированию по замыслу-с той лишь разницей, что замыслы детей здесь ограничиваются определенной темой. Основная цель конструирования по заданной теме- актуализация и закрепление знаний и умений.

Каждая из форм конструирования оказывает развивающее влияние на мышление дошкольника и формирует предпосылки развития технического, а затем и инженерного мышления.

Остановимся более подробно на такой форме, как конструирование по чертежам и схемам. Для того, чтобы ребенок мог выполнять постройку по схеме, он должен научиться её «читать». Это процесс длительный и планомерный, дошкольнику надо определять, какая именно деталь используется в данной постройке. Сначала детям предлагаются схемы одной детали, в 3-х проекциях- вид спереди, сбоку, сверху. Дошкольник может прикладывать деталь разными гранями к изображению, сверяя совпадения. Младшим дошкольникам это же задание можно, например, предложить в такой форме – «Спрячь мышку». Внутри геометрической фигуры нарисована мышка, она хочет спрятаться от кошки, надо подобрать «дверцу» - деталь. Затем задания усложняются- предлагаются схемы из 2-х деталей, и далее рассматриваются простейшие схемы в 2- х проекциях.

Чтобы ребёнок мог построить по схеме, например, мост, надо объяснить, из каких частей состоит реальный мост, рассмотреть фото, иллюстрации различных мостов, а потом, отобрать из предложенных деталей- нужные и соединить их в правильной последовательности. После освоения такой формы конструирования, можно переходить к следующему уровню- когда ребёнок сам составляет схему постройки- либо предложенной, либо придуманной самостоятельно. Очень нравится детям упражнение на определение ошибок в чертежах, типа «Так бывает или нет?», «Что напутал конструктор?» и т.д. Дошкольнику предлагается сначала 2 схемы, потом количество увеличивается. Анализируя изображение, дети делают вывод- можно ли так расположить детали, будут ли они так держаться. Если возникают сомнения, предложить расположить детали так, как на схеме и убедиться в правильности выводов.

Следующим игровым оборудованием, способствующим формирование предпосылок к изучению технических наук, являются развивающие игры Б.П.Никитина.

Разработанные Борисом Павловичем Никитиным развивающие игры способствуют развитию сообразительности, логики, пространственного воображения, математических, конструкторских и прочих способностей и приемов мышления. Это набор задач, которые ребенок решает с помощью кубиков, кирпичиков, квадратов, деталей конструктора-механика. Задачи предлагаются малышу в различной форме: в виде модели, плоского рисунка, рисунка в изометрии, чертежа, письменной или устной инструкции, и таким образом, знакомят его с разными способами передачи информации. Задания расположены от простого к сложному. Используя в занятиях с ребенком развивающие игры, следует придерживаться определенных принципов:

Нельзя объяснять ребенку способ и порядок решения задач и нельзя подсказывать ни словом, ни жестом, ни взглядом. Осуществляя решение практически, малыш учится брать всё необходимое из окружающей действительности самостоятельно.

Нельзя требовать и добиваться того, чтобы ребенок решил задачу с первой попытки. Он, возможно, еще не дорос, и надо подождать день, неделю, месяц или даже больше.

 Вот несколько примеров самых популярных из них.

Сложи узор. Эта игра представляет собой 16 деревянных кубиков, где каждая грань имеет определенную окраску. Кубики должны быть уложены в деревянную или картонную коробку (ее наличие обязательно). Никитин советует начинать игру с ними с полутора лет. С такими маленькими детьми из кубиков можно выкладывать дорожки: синие, красные, желтые. Затем ребенок учится укладывать кубики в коробку определенным цветом вверх. И только после этого малыш приступает к выполнению простых узоров. В игре с кубиками дети выполняют три разных вида заданий. Сначала ребенок знакомится с кубиками и совершает простые игровые действия. Затем детям предлагается составить по образцу простые рисунки «елочка», «окно», «бабочка». Ну а в дальнейшем ребята выкладывают рисунок самостоятельно, с опорой на схему. Конечный этап - ребенок должен уметь самостоятельно придумать схему рисунка. В этой игре хорошо развивается способность детей к анализу и синтезу - важным мыслительным операциям, используемым почти во всякой интеллектуальной деятельности, и способность к комбинированию. С этим набором можно заниматься по книгам «Чудо – кубики. Альбом с заданиями для игры «Сложи узор» для детей 2-5 лет и «Чудо – кубики – 2. Альбом с заданиями «Сложи узор» для детей 4-8 лет.

Сложи квадрат. Эта игра-головоломка для детей от двух лет. В игру входит по 12 разноцветных квадратов, разрезанных на части: из двух прямоугольников, из двух треугольников и т.д. Ребенку нужно вновь собрать квадраты из разрезанных частей.

Уникуб. Эти универсальные кубики вводят малыша в мир трехмерного пространства. Развитие пространственного мышления позволит ребенку в будущем овладевать черчением, стереометрией, начертательной геометрией. "Уникуб" представляет собой 27 небольших деревянных кубиков с цветными гранями. Ребенку нужно складывать из них различные трехмерные фигуры и композиции по предлагаемым схемам. Игра предназначена для детей от 1,5 лет.

Кубики для всех. Игра помогает овладеть графической грамотностью, понимать уже до школы план, карту, чертеж. Игра состоит из небольших кубиков, разным способом склеенных друг с другом в виде 7 фигурок, различных по форме и окрашенных в определенные цвета. Из таких фигур нужно сооружать по предложенным рисункам-заданиям различные модели, напоминающие куб или параллелепипед, дома, машинки, фигуры животных и т.д. Малыши могут строить свои модели, используя только 2-3 фигуры.

Конструктивно- модельная деятельность и развивающиеся творческие способности, благодаря использованию разнообразного игрового оборудования предоставляют большие возможности для фантазии, воображения и позволяют чувствовать себя творцом. Формирование качеств личности ребёнка, его способностей посредством направленного педагогического воздействия должно осуществляться последовательно и непрерывно. Подготовительная ступень развития, «опережающее» интеллектуально- творческое развитие ребёнка рассматривается как важная предпосылка к формированию инженерного мышления у подростка. Дети, набираясь конструктивного опыта, реализуют свои технические решения, проявляют находчивость и изобретательность, экспериментируют, а затем совершенствуют свои постройки. Всё это является задатками технического, а затем и инженерного мышления.