Конструирование механизмов с использованием конструктора lego доклад
Обновлено: 03.07.2024
Сегодня наука и техника не стоит на месте, а развивается очень быстро, и вместе с этим развивается и игровая деятельность. В наше время существует огромный выбор игрушек и конструкторов: конструкторы с крупными деталями для малышей, специальные конструкторы для девочек, для взрослых и так далее.
С детства очень люблю конструкторы и серьезно увлекаюсь ими а, в будущем буду заниматься робототехникой и поэтому свой исследовательский проект решил посвятить именно этой теме.
Цель исследования: Доказать, что конструирование может быть не просто игрой, а серьезным занятием, которое может в дальнейшем стать профессией.
Задачи:
- Изучить историю конструкторов
- Узнать, где может пригодиться конструктор
- Провести анкетирование, чтобы выяснить насколько популярным является увлечение конструированием, среди ребят начальной школы.
- Собрать и спрограммировать подвижного робота из конструктора Lego Ev3.
Объект исследования: конструктор ЛЕГО.
Актуальность: В настоящее время актуальна проблема выбора такой игрушки для детей, которая помогала бы детям фантазировать, раскрывать свой творческий потенциал, моторику, мышление и логику.
Теоретическая часть
1. История конструкторов ЛЕГО
История LEGO началась в Дании в 1932 году.
2. Чем полезны конструкторы для детей?
Конструктор LEGO самая развивающая игра в мире. Игрушки LEGO развивают фантазию, мышление и воображение. Благодаря игрушкам LEGO можно воплотить в реальность любые фантазии и желания ребенка. Идея LEGO заключается в том, чтобы через игру обогащать жизнь ребенка на всем пути его взросления.
Практическая часть
1. Результаты анкетирование
Чтобы выяснить насколько популярным является увлечение конструированием, среди ребят начальной школы мы провели анкетирование.
В нем участвовали 15 учащихся из разных классов.
По итогам анкетирования убедился, что ЛЕГО действительно популярная игрушка среди детей младшего школьного возраста.
Конструктор не только увлекает, но и развивает память, мышление, фантазию.
2. Создание робота
На базе конструкторов ЛЕГО компания разработала разных роботов – конструкторов.
ЛЕГО EV3 робототехнический конструктор. Это уже больше чем просто игрушка. В комплекте более современный центральный блок с поддержкой карт памяти, USB-адаптеров, и различных датчиков.
Мы с отцом впервые собрали робота EV3. Инструкции не было, поэтому мы искали в интернете информацию о робототехнике. Потом с помощью видео собрали наш первый робот EV3.
Заключение
Работа с конструкторами LEGO позволяет школьникам в форме познавательной игры узнать многие важные идеи и развить необходимые в дальнейшей жизни навыки.
Проведя исследования, понял, что конструкторы LEGO способствуют стимулированию конструктивного воображения при создании постройки по собственному замыслу, воспитывает трудолюбие и упорство, развивает логическое мышление.
Процесс создания робота мне понравился, и в будущем хочу продолжить свои разработки.
Вывод: конструктор LEGO – полезная игрушка, и может стать серьезным увлечением и даже в будущей профессией для ребенка.
Источники информации
2. Уроки Лего-конструирования в школе: методическое пособие. А.С.Злаказов, Г.А.Горшков, С.Г.Шевалдина. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013.
Простые механизмы – устройства, служащие для преобразования силы. Представляют собой элементы более сложных механизмов. В большинстве случаев простые механизмы применяют для того, чтобы получить выигрыш в силе, то есть увеличить в несколько раз силу, действующую на тело. Классические расчеты действия простых механизмов принадлежат выдающемуся античному механику Архимеду из Сиракуз, который жил в III веке до нашей эры. Он рассчитал, во сколько раз механизм дает выигрыш в силе и во столько же раз получается проигрыш в расстоянии.
Виды простейших механизмов
Принято выделять восемь простейших механизмов:
· Наклонная плоскость — простой механизм в виде плоскости, установленной под острым углом к горизонтальной поверхности.
· Клин — позволяет увеличить давление за счёт концентрации силы на малой площади. Используется в копье, лопате, пуле и др.
· Винт — используется в шурупах, для подъёма воды (Архимедов винт), в качестве сверла в дрелях, отбойных молотках и др.
· Рычаг — используется для подъёма тяжестей, в качестве выключателей и спусковых крючков (шатун-кривошип — используется в ткацком станке, паровой машине, двигателях внутреннего сгорания).
· Ворот — используется для подъёма воды в колодцах, для ременной передачи и др.
· Блок — колесо с жёлобом, по которому пропускают верёвку, трос или цепь. Применяется для изменения величины или направления силы.
· Колесо — используется на транспорте и в зубчатых передачах.
· Поршень – позволяет использовать энергию расширяющихся нагретых газов или пара. Применяется в огнестрельном оружии и паровой машине.
Простые механизмы в лего – конструировании
§ Наклонная плоскость – плоская поверхность, установленная под углом, отличным от прямого, к горизонтальной поверхности. Есть возможность выбрать: приложить большое усилие и поднимать данный груз по короткому пути на нужную высоту или затратить намного меньшее усилие на его постепенный подъем по более длинной наклонной плоскости.
Может быть применена для преодоления препятствия.
Рычаг – используется для получения большего усилия на коротком плече с помощью меньшего усилия на длинном плече. Сделав плечо рычага достаточно длинным, теоретически, можно развить любое усилие.
Рычаг позволяет захватывать детали различных форм ( колесо, шестеренка и др.)
В зависимости от длины рычага может изменяться траектория полета.
| Катапульта |
Система рычагов играет важную роль для поднятия груза.
§ Винт – является разновидностью наклонной плоскости. В виде винта рассмотрим элемент, называемый червячной передачей.
| Червячная передача |
Винт используется для преобразования вращательного движения в поступательное.
| Платформа, перемещающаяся за счет винтовой передачи |
| Платформа для перемещения рабочего стола на станках с ПУ |
Колесо - движитель, свободно вращающийся или закреплённый на оси диск, позволяющий поставленному на него телу катиться, а не скользить.
Колесо состоит из двух частей: диск и шина. Диск позволяет
крепить колесо к оси и является корпусом для крепления шины. Шина состоит из резины и позволяет увеличить сцепление робота с поверхностью.
| Чем шире колесо, тем больше сила сцепления с поверхностью |
§ Блок - простое механическое устройство, позволяющее регулировать силу, ось которого закреплена при подъеме грузов. Представляет собой колесо с желобом по окружности, вращающееся вокруг своей оси.
Неподвижный блок употребляется для подъёма небольших грузов или для изменения направления силы.
Подвижный блок имеет свободную ось и предназначен для изменения величины прилагаемых усилий.
Использование системы блоков для передвижения груза
§ Ворот – механизм, предназначенный для создания тягового усилия на канате. В более широком смысле воротом называют рычаг, совершающий при работе полный оборот.
| Ворот колодца с ручкой |
| Ворот, использующийся в отвертке |
| Ворот, используемый в велосипеде |
| Использование ворота при поднятии груза |
§ Зубчатая передача – механизм передачи движения, при этом усилие от одного элемента к другому передаётся с помощью зубьев.
Повышающая передача (мультипликатор) служит для увеличения частоты вращения.
| Мультипликатор |
Понижающая передача (редуктор) служит для уменьшения частоты вращения.
| Редуктор |
| Поворот корпуса робота за счет зубчатого колеса |
§ Маховик - массивное вращающееся колесо, использующееся в качестве накопителя энергии.
Робот при движении с горы будет использовать энергию торможения для раскручивания маховика. При подъеме в гору энергия маховика будет помогать моторам крутить колеса.
Заключение
Я познакомилась с простыми механизмами, используемыми в лего – конструировании и узнала о их назначении.
Тест Тулуз-Пьерон (корректурная проба): получение информации о более общих характеристиках работоспособности, таких как.
Эталон единицы силы электрического тока: Эталон – это средство измерения, обеспечивающее воспроизведение и хранение.
В связи с качественным скачком развития новых технологий в XXI веке обществу требуются люди, способные нестандартно решать актуальные проблемы, вносить новое содержание во все сферы жизнедеятельности.
Современные дети живут в эпоху активной информатизации, компьютеризации и роботостроения. Сегодня государство испытывают острую потребность в высококвалифицированных специалистах, обладающих высокими интеллектуальными возможностями. И начинать готовить будущих инженеров нужно не в вузах, а значительно раньше - в дошкольном возрасте, когда у детей особенно выражен интерес к техническому творчеству. Необходимо развивать техническую пытливость мышления, аналитический ум и другие качества личности.
- формируется на основе научно-технической деятельности, как мышление по поводу конструирования из LEGO и др. ;
- рационально, выражается в общедоступной форме как продукт;
- не имеет тенденций к формализации и стандартизации, опирается только на экспериментальную и конструкторскую базу;
- систематично формируется в процессе научно-технического творчества;
- имеет тенденцию к универсализации и распространению на все сферы человеческой жизни.
В структуру прединженерного мышления входят рациональный, чувственно-эмоциональный и аксиологический элементы, память, воображение, фантазии, способности и др.
Конструирование как таковое в детском саду было всегда, но если раньше приоритеты ставились на конструктивное мышление и развитие мелкой моторики, то теперь в соответствии с новыми стандартами необходим новый подход. Конструирование в детском саду проводиться с детьми всех возрастов, в доступной игровой форме, от простого к сложному. Конструктор побуждает работать в равной степени и голову, и руки, при этом работает два полушария головного мозга, что сказывается на всестороннем развитии ребенка. Ребенок не замечает, что он осваивает устный счет, состав числа, производит простые арифметические действия, каждый раз непроизвольно создаются ситуации, при которых ребенок рассказывает о том, что он так увлеченно строил, он же хочет, чтобы все узнали про его сокровище - не это ли развитие речи и умение выступать на публике легко и непринужденно.
Конструктивная деятельность занимает значимое место в дошкольном воспитании и является сложным познавательным процессом, в результате которого происходит интеллектуальное развитие детей: ребенок овладевает практическими знаниями, учится выделять существенные признаки, устанавливать отношения и связи между деталями и предметами.
В большинстве случаев в практических исследованиях в качестве способа формирования прединженерного мышления предлагается LEGO-конструирование.
LEGO – это уникальный конструктор, из деталей которого можно построить как обыкновенную башню, высота которой будет отмечена в книге рекордов Гиннеса, так и робота, способного производить замеры освещённости и температуры окружающего пространства или сортировать предметы по корзинам.
Конструкторы LEGO на сегодняшний день незаменимые материалы в дошкольных учреждений. Дети в нашей группе любят играть им как в свободной деятельности, так и на занятиях.
В работе с LEGO мы учим ребят правильно создавать конструкции по схемам. Это позволяет нам не только развивать в детях навыки конструирования, но и решать проблемы в других образовательных областях, предусмотренных программой ДОУ. Используя конструктор, мы ставим перед детьми простые, понятные и привлекательные для них задачи, при достижении которых они, сами того не замечая, обучаются.
Занятия по легоконструированию способствуют:
- формированию образного, пространственного мышления
- самореализации собственных замыслов
- развитие познавательной, художественно-эстетической способностей
- развитию внимания, памяти, речи
При конструировании с детьми в нашей группе мы используем различные виды конструкторов:
• LEGO DUPLO – для маленьких
• LEGO CITY- для мальчиков
• MEGA BLOKS – для маленьких
• LEGO BanBao – для девочек
• LEGO BELА – для девочек
С LEGO-конструктором мы начали работать с средней группы. Подобрали разные виды лего-конструктора и оформили уголок. Освоение LEGO велось последовательно, от простого к сложному.
На первом этапе я познакомила детей с конструктором LEGO, с его разновидностями и свойствами. Мы исследовали детали: размер, форму, цвет, из чего сделаны. Коллективно обсуждали технологию скрепления деталей: треугольника, прямоугольника, многоугольника, обосновывая выбор и чередования операций, заменяли трудоемкие операции на более простые. Первые постройки дети выполняли с помощью наглядной модели из крупного конструктора. Дети с интересом включались в работу. Выбирали для изготовления постройки детали по форме и цвету. Учились самостоятельно размещать на рабочем месте материалы для работы, учились анализировать рисунок-схему, проверяя соответствие размера, считая кнопки на деталях. Мы начали свою работу с изготовления простейших заборчиков, ограждений для домашних животных, башен, мостов, дорог для машин, мебели для кукол. Нашей целью было научить детей скреплять детали на практике. Увидеть результат своих действий, обыграть постройку.
После подробного знакомства с конструктором и первых совместных опытов конструирования дети стали чаще играть с конструктором LEGO, причем использовали его не только как самостоятельную игру, но и как способ дополнения в сюжетно-ролевых играх.
На следующем этапе своей работы, занимаясь с детьми легоконструированием, я усложнила работу, введя схемы построек. Задания по схемам требуют большей концентрации внимания и четких согласованных действий, безусловно, они более сложны для детей, чем конструирование по наглядной модели, но они развивают максимальную самостоятельность действий у детей. Развивали навыки сотрудничества. Учились выбирать партнеров, распределять между собой работу в подготовке материала, согласовывать друг с другом действия при создании постройки по составленным схемам, совместно проверять правильность выполнения постройки. Если обнаруживали ошибки, то устраняли их. Использовали конструирование и в совместной деятельности.
Работа велась по различным тематическим блокам:
Для поддержания интереса к занятиям начальным техническим моделированием мы используем разнообразные формы и методы проведения занятий.
- беседы, из которых дети узнают информацию об объектах моделирования;
- работа по образцу – где дети нашей группы выполняют задание в предложенной последовательности (по схеме, используя определенные умения и навыки;
- самостоятельное проектирование для закрепления теоретических знаний и осуществления собственных незабываемых открытий;
- коллективные работы, где дети могут работать группами, парами, все вместе.
При организации работы необходимо соединить игру, труд и обучение, что поможет обеспечить единство решения познавательных, практических и игровых задач.
Перед каждым началом конструктивной деятельности дети обсуждали, что именно будут сегодня моделировать, какое назначение имеет та или иная конструкция в окружающем мире, является ли она помощником человека. Так, мы развиваем у детей социальные навыки: самостоятельность, инициативность, ответственность, взаимопонимание, необходимые при взаимодействии с другими детьми.
На данный момент дети нашей группы (5-6 лет) овладели умением соизмерять ширину, длину, высоту. Решать конструктивные задачи на глаз. Научились представлять предметы в различных пространственных положениях, мысленно менять их взаимное расположение, тем самым, развивая образное мышление. И так же особое внимание мы уделяем развитию логического мышления.
Мы пришли к тому, что научили ребят правильно создавать конструкции. Что позволило нам развивать в детях навык конструирования и прединженерного мышления. Используя, конструктор, мы ставим перед детьми простые, понятные и привлекательные для них задачи, при достижении которых они, сами того не замечая, обучаются.
Так же была проведена работа с родителями, направленная на расширение представлений и возможностях легоконструировния. Родителям были показаны конструкторы, проведены индивидуальные беседы, консультации. Дали понятие о том, что работа с конструкторами LEGO помогают детям становиться творчески мыслящими, обучатся работе в команде. Эта система предлагает детям проблемы, дает в руки инструменты, позволяющие им найти своё собственное решение.
Благодаря лего-конструированию у воспитанников нашей группы активизировались мыслительные процессы, зародился интерес к творческому решению поставленных задач, развилась изобретательность, самостоятельность, инициативность. Появилось больше положительных эмоций, наладилось общение со сверстниками. Дети конструируют не потому, что так нужно, а потому что это увлекательно, ребенок хочет сам делать что-то свое.
Таким образом, можно сделать вывод о том, что целенаправленное использование ЛЕГО-конструирования создает условия для интенсивного развития элементов логического мышления и способностей детей к наглядному моделированию, формируя при этом навыки прединженерного мышления. Создает условия не только для расширения границ социализации ребенка в обществе, активизации познавательной деятельности, демонстрации своих успехов, но и закладывает основы профориентационной работы, направленной на пропаганду профессий инженерно-технической направленности.
Моделирование и конструирование транспортного средства из деталей LEGO В современном мире мы, педагоги, стремимся использовать разнообразные приемы и методы обучения и воспитания, понимая, что сами должны обучаться.
LEGO-конструирование в дошкольной образовательной организации Учитывая специфику современной жизни, когда её неотъемлемой частью стали информационные технологии; когда современного человека окружают.
Ссылка на статью, при указании в списке литературы (по ГОСТ Р 7.0.5–2008):
Введение
Развитие современного общества неразрывно связано с научно-техническим прогрессом. Динамичность современной жизни, информационные нагрузки на человека, многообразие проблем, требующих решения, подразумевают формирование человека творческого, активного, социально ответственного, с развитым интеллектом. Именно поэтому идея развития творческих способностей и совершенствование технической подготовки подрастающего поколения приобретает государственное значение. Возникает необходимость в организации образовательной деятельности, направленной на удовлетворение требований социума в тех направлениях, которые способствуют реализации основных задач научно-технического прогресса, т.е. начинать формировать инженерное мышление целесообразно начинать с первого уровня образования – дошкольного.
Психолого-педагогические исследования (Л.С. Выготский, А.В. Запорожец, А.В. Венгер, Л.А. Парамонова и др.) показывают, что наиболее эффективным способом развития интереса к техническому творчеству является практическое изучение, проектирование и изготовление технических объектов, обладающих признаками полезности и субъективной новизны.
В Федеральном государственном образовательном стандарте дошкольного образования подчеркивается, что основная образовательная программа детского сада реализуется в формах, специфических для детей конкретной возрастной группы, прежде всего в форме игры, познавательной и исследовательской деятельности. Одним из приоритетных принципов дошкольного образования в Стандарте отмечена поддержка детской инициативы в различных видах детской деятельности, в том числе в конструировании из различных материалов.
В связи с этим перед педагогом возникает проблема в нахождении и выборе новых эффективных средств, технологий и методов, которые помогут не только выявить и поддержать творческий потенциал детей, но и развить их творческие способности. Одним из таких средств является лего-конструирование.
ЛЕГО-педагогика – одна из известных и распространенных сегодня педагогических систем, использующая трехмерные модели реального мира и предметно-игровую среду обучения и развития ребенка. Универсальный конструктор побуждает к умственной активности и развивает моторику рук.
ЛЕГО-технология актуальна в условиях внедрения федеральных государственных образовательных стандартов дошкольного образования, потому что:
В силу своей педагогической универсальности ЛЕГО-технология служит важнейшим средством развивающего обучения в образовательных учреждениях.
Lego-конструирование как средство развития технического творчества в старшем дошкольном возрасте
Конструктор LEGO является самым популярным и любимым среди детей всего мира. И это неслучайно! Ведь маленький ребёнок – инженер по своей природе. Ему нравится создавать новое, изобретать необычные конструкции.
Лего-конструирование специалисты относят к особому виду детской деятельности, к базовому виду творческой деятельности, в ходе которой у дошкольников развиваются все основные мыслительные процессы.
Кроме того, для воспитателей детского сада конструктор ЛЕГО является великолепным средством, помогающим обеспечить интеграцию различных видов деятельности и образовательных областей.
В настоящее время в дошкольных организациях активно развивается лего-конструирование. Наш детский сад также заказал и купил несколько лего-наборов для детей 4-7 лет.
Один из видов, рекомендуемых для старших дошкольников – это LEGO Duplo. Данная серия разработана для детей от двух до шести лет, в каждом наборе учитываются возрастные особенности детей каждой группы, что отражается и в количестве деталей, и в их размере, а также в цветовой гамме и тематической направленности.
- широкие технические характеристики;
- многофункциональность;
- эстетичный внешний вид;
- возможность при конструировании совмещать игровую и образовательную деятельность.
Знакомство дошкольников с конструкторами начинаю постепенно в процессе занимательной игры. Кроме того, использую такие формы реализации, как повседневное самостоятельное конструирование, строительные игры в свободное от плановых занятий время, индивидуальную работу с небольшой подгруппой одарённых или отстающих детей.
На начальном этапе ребята конструируют по образцу, по условиям, по простейшим чертежам и наглядным схемам. Затем начинают придумывать свои модели по определенной теме. Чаще всего, конструируя по замыслу, дети выбирают темы для своих построек на основе желаний, переживаний, сюжетом постройки могут стать любимые герои из мультфильмов или книг.
В процессе занятий техническим творчеством выделяю 4 этапа:
- постановка технической задачи;
- сбор и изучение нужной информации;
- поиск конкретного решения задачи;
- материальное осуществление творческого замысла.
Для успешной организации конструирования стараюсь соблюдать следующие условия:
- оптимальное количество 6-8 человек;
- детям должно хватать деталей, иначе будут возникать конфликты;
- доступ к конструктору должен быть свободным, чтобы дети могли выбирать нужные им детали;
- подробное знакомство детей с образцом, схемой, макетом;
- обязательное стимулирование положительных эмоций и похвала ребенка во время работы;
- сохранность постройки на некоторое время.
Основное внимание ребят уделяется самому процессу конструирования, а не его результату. Важна сама творческая деятельность и создание чего-то нового. Вопрос ценности созданной ребенком модели отступает на второй план. Однако дети испытывают большой душевный подъём, если отметить оригинальность и самобытность творческой работы.
Так, последовательно, шаг за шагом, дети развивают свои конструктивно-технические навыки, умение пользоваться схемами, инструкциями, чертежами, а также логическое мышление и коммуникативные навыки.
Для успешной организации игровой деятельности с конструкторами считаю целесообразным обогатить предметно-пространственную среду группы занимательными, яркими детскими техническими журналами, журналами о военной технике, детскими энциклопедиями по технической направленности.
Кроме того, необходимо создавать больше проблемных ситуаций, где у детей возникло бы желание починить, отремонтировать механизм, машину. Например, в процессе подготовки ко Дню защитника Отечества, дошкольники могут собирать военные машины, самолёты, вертолёты и при этом все собранные модели будут все разные. У кого-то машина будет передвигаться на колёсах, у кого-то вертолёт будет приземляться на аэродром, а у другого самолет взлетает с площадки военного корабля.
Еще одно важное направление применения Лего- конструктора – это использование его в диагностике. Такой метод, как наблюдение за самостоятельной и коллективной игрой дает много важной информации педагогу о проблемах, которые возникают во время игры.
Анализ полученных результатов
В процессе работы постоянно отмечаю, что дети занимаются конструированием с огромным интересом и увлечением. Конструктор Лего помогает мне пробудить у них познавательную и творческую активность, привить навыки общения с взрослыми и сверстниками.
За время использования конструктора мои дошкольники научились работать с предложенными инструкциями и схемами, а зачастую осуществляют постройки из конструктора по своему замыслу.
Дети быстро и легко научились ориентироваться в цвете, размерах и способах скрепления деталей. Стали при постройках использовать разные способы соединения, комбинировать детали. Значительно вырос интерес к конструкторской деятельности.
Наблюдается сплочение детского коллектива, у детей формируются навыки сотрудничества, умеют совместно решать задачи, распределять роли, объяснять друг другу важность данного конструктивного решения.
Планирую в дальнейшем создание альбома, в котором будут собраны фотографии созданных детьми моделей. Дошкольники могут рассматривать такой альбом, обсуждать, что это за объект, какие детали необходимы для этой конструкции.
Заключение
Конструктор ЛЕГО является эффективным средством, обеспечивающим интеграцию различных видовдеятельности, адекватных дошкольному возрасту.
Активное использование ЛЕГО-конструирования с дошкольниками способствует развитию исследовательской активности детей, приобщению дошкольников к техническому творчеству и формированию первоначальных технических навыков.
Читайте также: