VI Федеральный научно-общественный конкурс
«Восемь жемчужин дошкольного образования - 2019»

• Номинация «Растим династии инженеров» посвящена разработкам по направлению «Ребенок в высокотехнологичном обществе» в части опережающей профориентации дошкольников.

Ответственный - М.И. Кузнецов, Академик РАЕН, директор НП «Союз развития наукоградов России», г. Москва.

Кураторы:

В.А. Мансуров, президент Российского общества социологов (РОС), Академик РАСН, профессор, доктор философских наук, руководитель сектора социологии профессий и профессиональных групп ФНИСЦ РАН, г. Москва;

И.Э. Куликовская, профессор, доктор педагогических наук, Академик РАЕН, главный редактор журнала «Известия Южного федерального университета. Педагогические науки», г. Ростов-на-Дону.

Сетевой проект

«Развитие инженерного мышления  детей дошкольного возраста на основе игровой технологии 3 D моделирования в LigroGame»

Научный руководитель

Молоднякова Алёна Валерьевна,

преподаватель  программы повышения квалификации

 «Современные образовательные технологии в ДОО»

НТГСПИ (ф) РГППУ,

автор – разработчик проекта «LigroGame»

Пояснительная записка

    В эпоху развития цифрового общества и цифровой экономики актуальными становятся технологии, создающие условия для технологического и естественно-математического образования детей. Данная потребность является общемировой тенденцией и реализуется в STEM-подходе к обучению (аббревиатура от Science — естественные науки, Technology — технологии, Engineering — инжиниринг, проектирование, Mathematics — математика).

  Это направление обусловлено особенностями инновационной экономики, где значимость сырьевых ресурсов страны снижается в связи с новыми экономичными и экологичными решениями на основе нано и IT-технологий. В этой связи появляется потребность в специалистах высокотехнологичных и естественнонаучных специальностей, в специалистах с инновационным мышлением и потенциалом, способных решать нестандартные проблемы и предлагать современные инженерные решения на основе своих идей и гипотез.

  Проблема в высококвалифицированных кадрах технической направленности имеет общемировую тенденцию, которую в рамках образования реализует STEM-подход к обучению детей, начиная с дошкольного возраста.

  STEM-подход к обучению, технологии, реализующие STEM –подход, внедряются на государственном уровне в странах, ориентированных на выращивание собственной научно-технической элиты. Главное место в STEM отводится практике, соединяющей разрозненные естественнонаучные знания в единое целое.

  По словам Президента РФ В. В. Путина, «инженерное образование в РФ нужно вывести на новый более высокий уровень». «Сегодня лидерами глобального развития становятся те страны, которые способны создавать прорывные технологии и на их основе формировать собственную мощную производственную базу, - отметил Президент РФ. - Качество инженерных кадров становится одним из ключевых факторов конкурентоспособности государства и, что принципиально важно, основой для его технологической, экономической независимости».

  Вопросы подготовки инженерных кадров обсуждаются на разных уровнях власти. В связи с этим особую актуаль­ность имеет реализация инициированной губернатором Свердловской области Евгением Куйвашевым комплексной про­граммы «Уральская инженерная школа». Целью Программы является обеспечение условий для подготовки в Свердловской области рабочих и инженерных кадров в масштабах и с качеством, полностью удовлетворяющим текущим и перспективным потребностям экономики региона с учетом программ развития промышленного сектора экономики, обеспечения импортозамещения и возвращения отечественным предприятиям технологического лидерства.

  В тоже время образовательные учреждения испытывают трудности на этапе выбора программ и средств обучения для реализации данного направления в условиях практической деятельности с детьми. В педагогической литературе прежних лет само понятие «инженерное мышление», как правило, рассматривается только как вид познавательной деятельности, направленной на исследование, создание и эксплуатацию новой высокопроизводительной и надежной техники, прогрессивной технологии, автоматизации и механизации производства, повышения качества продукции. Инженерная деятельность рассматривается в неотрывной связи с индустриальным этапом технологичного производства. На современном этапе инженерная деятельность трактуется как понятие шире: включены проектирование материалов, клеток на уровне ДНК, воспроизведение функций живых систем и т.д., что повышает ценность естественнонаучных представлений.

  В этих условиях ресурсные центры по ранней профориентации детей  дошкольного возраста должны апробировать новые подходы и технологии для развития интереса детей к техническому творчеству и научно – исследовательской деятельности. Особенно актуальными в условиях цифровой экономики и производства становятся технологии, развивающие цифровые компетенции и навыки детей в разных формах деятельности, начиная с дошкольного возраста. Новые технологии, которые в настоящее время составляют основу современных форм производства, должны быть в доступной форме представлены детям в рамках ранней профориентации и программ дополнительного образования технической направленности.  

  Какие же технологии и формы организации детского технического творчества актуальны в условиях нового запроса к подготовке инженерных кадров, с учетом потребностей цифровой экономики и нового  технологического уклада – конвергенции технологий, который базируется на междисциплинарном синтезе естественно – научных знаний?

  Прежде всего, это те формы технического творчества, которые в элементарном виде соответствуют проектной деятельности современного инженера  в условиях цифрового производства, а значит, применяют в рамках детского проекта цифровые технологии для создания и проектирования нового продукта.

  С 2018 года на базе дошкольных образовательных учреждений Свердловской области, имеющих статус муниципальных ресурсных центров по ранней профориентации и инженерному образованию детей в рамках реализации губернаторской программы «Уральская инженерная школа» апробируется дополнительная программа естественно – научной и технической направленностей «Играем и моделируем в LigroGame» (автор – разработчик Молоднякова А.В.), где используется в рамках проектной деятельности электронная среда для 3 D моделирования LigroGame ( разработчики: Молоднякова А.В, Порывкин М.В., Ковязин А.В.).

  Оригинальное программное обеспечение LigroGame, которое является инструментальной образовательной средой программы, является победителем и участником многих конкурсов по направлению EdTech:

- финалист конкурса  Hackathon2025 в разделе «образование» (2018), где были собраны лучшие инновационные IT-решения в рамках концепции города будущего в городе Екатеринбург,

- финалист акселератора УрФУ (2 место, 2018) и другие образовательные конкурсы по теме цифрового образования.

Основная цель дополнительной программы «Играем и моделируем в LigroGame»:

–  дать детям элементарные представления о современных инженерных технологиях проектирования и реализации проекта на основе 3 D печати или технологий виртуальной реальности в соответствии с жизненным циклом проекта по стандартам CDIO.

CDIO – это всемирная инициатива к стандартам инженерного образования (от англ. – придумывай, разрабатывай, внедряй, управляй), «комплексный подход к подготовке инженерных кадров, определяющий стандарты в достижении инженерных компетенций, разработке образовательных программ, их материально-технического и методического обеспечения, подборе и обучении преподавателей. [1].

Стандарт 1. CDIO как общий контекст развития инженерного образования. Принятие принципа, согласно которому развитие и реализация жизненного цикла продуктов, процессов и систем происходит в рамках модели «придумывай-проектируй-реализуй-управляй», которая и является общим контекстом инженерного образования.

 Как реализован данный стандарт в рамках проектной деятельности детей? Проектирование темы проекта состоит из следующих этапов (фаз):

- инициация проблемы педагогом или замысел идеи, начальная фаза проектирования с помощью инструмента – схемы модели (этап «Придумывай»),

-  создание модели в электронной среде LigroGame (этап «Моделируй»), 

-  реализация модели с использованием технологий 3 D печати или виртуальных технологий (этап «Создавай»),

- интеграция продукта детской деятельности в развивающую среду детской группы (этап «Играй»). То есть, в условиях раннего инженерного образования данная модель имеет алгоритм «придумывай – моделируй – создавай – играй», где так называемый этап «эксплуатации изделия» будет на уровне дошкольника реализован в виде включения детского изделия в игровую среду ребенка.

Программа включает три образовательных модуля, первый из которых - «Друзья Лигрёнка. Признаки и их значения», направлен на формирование элементарных естественно – математических  представлений, системы эталонов признаков предметов живой и неживой природы (базовая модель ОТСМ – ТРИЗ), навыков поисково – исследовательской деятельности по изучению предметного мира.

 Данные представления закладывают у детей основы для деятельности по проектированию предметов или объектов в электронной трехмерной среде LigroGame. Эта деятельность называется «моделированием» и предполагает создание модели объекта на его основных информационных признаках.

  Технология моделирования имеет самодостаточный образовательный ресурс для развития у старших дошкольников абстрактных форм мышления, но в дополнительной программе «Играем и моделируем в LigroGame» данная технология используется в рамках проектной деятельности, которая реализует концепцию подхода к инженерному образованию CDIO.

  Первые навыки проектной деятельности с использованием алгоритма жизненного цикла продукта CDIO дети осваивают во втором модуле «Мои первые проекты в формах»  и закрепляют в техническом творчестве в заключительном модуле программы «Проектируем и создаем свой мир!».

Детские познавательно – исследовательские проекты, разработанные педагогами ресурсных центров по ранней профориентации и инженерному образованию в рамках образовательной деятельности по дополнительной программе «Играем и моделируем в LigroGame».

Муниципальное автономное дошкольное образовательное учреждение

«Детский сад комбинированного вида №25»

Асбестовского городского округа, г. Асбест

Познавательно – исследовательский проект

«Гидрополис «LigroGame» - подводный город будущего»

Ссылка на видео проекта

Разработчики проекта:

Лагунова Наталья Петровна, воспитатель,

высшая квалификационная категория,

Маратканова Диана Александровна,

педагог дополнительного образования,

Толстых Наталья Александровна, старший воспитатель,

высшая квалификационная категория

   Цели, задачи, ожидаемый результат

Основная цель проекта: ознакомление детей с темой освоения человеком  подводного мира, инженерными решениями по данной теме и создании на основе новых представлений технической системы – подводного города средствами компьютерного 3 D моделирования в LigroGame.

Реализация данного проекта поможет сформировать у дошкольников интерес к профессии инженера,  знаний о разнообразных живых объектах мирового океана.

Ожидаемые результаты у детей:

• дети имеют  представления о видах водоемов, подводных обитателях и подводном мире в целом, о профессиях инженера, архитектора, дизайнера, океанолога, водолаза и прочих смежных профессиях, а также о некоторых особенностях строения тела человека в связи с жизнью под водой, способах его передвижения;
• дети овладели способами проектной деятельности в трехмерной среде по моделированию LigroGame для реализации на 3 D печать;
• сформирован познавательный  интерес у детей к изучению и проектированию объектов подводного мира, объектов подводной экосистемы человека;  любознательность и активность (интересуется новым в освоении человеком подводного мира, задает вопросы  и любит экспериментировать);
• умение решать интеллектуальные и личностные проблемы об освоении человеком подводного мира на основе новых представлений;

Виртуальный интерактивный проект

«Гидрополис «LigroGame» - Город Будущего!»

Городская сетевая инновационная площадка по теме

 «Развитие инженерного мышления дошкольников посредством использования технологии игрового компьютерного моделирования на веб-платформе LigroGame»

филиал МБДОУ детского сада комбинированного вида «Надежда» -

детский сад комбинированного вида №576,

г. Екатеринбург

Познавательно-исследовательский проект

«Тайны морских глубин»

ссылка на видео проекта

Разработчики проекта:

Перовская С.А., педагог дополнительного образования,

1 квалификационная категория;

Саламатова Д.С., воспитатель

Цели, задачи, ожидаемые результаты:

• Активизировать познавательный интерес к обитателям морских глубин.
• Создание условий для воспитания экологической культуры и развития познавательных и творческих способностей детей средствами игрового компьютерного 3D моделирования на веб-платформе LigroGame.

Ожидаемый результат:

• дети владеют понятиями: подводный мир, морские обитатели, понимают значимость подводного мира для всего живого на планете;
• имеют простейшие представления о некоторых особенностях внешнего вида морских животных (форма тела; наличие особенностей плавников, щупалец, клешни), способах передвижения морских обитателей;
• владеют способами и приемами создания 3D объектов на идеях бионики с использованием опорной схемы;
• знают, какие свойства морских обитателей можно использовать в качестве инженерных решений на примере направления «биомиметика».

            Практическая значимость:

            для детей: заключается  в применении полученных знаний на занятиях окружающего мира, появился интерес к работе с различными информационными источниками для получения знаний по теме проекта, в самостоятельной деятельности стали применять полученные знания и умения и делиться ими со сверстниками. Созданные модели активно применяют  в игре.

            для педагогов: данные модели могут помочь педагогам при проведении занятий в качестве дидактического и наглядного материала  

          для родителей: родители приняли активное участие в проекте, смогли реализовать свои творческие способности (улучшение РППС), совершили совместные экскурсии с детьми в океанариум.

Познавательно-исследовательский проект

«Беспилотный транспорт – автомобиль будущего!»

ссылка на видео проекта

Разработчик проекта:

Протасов М.О., педагог дополнительного образования.

Проблема: формирование навыков правильного поведения детей в условиях дорожного движения, элементарных представлений о видах наземного транспорта и перспективах его развития как объектов технического творчества.

Цель проекта: формирование у детей дошкольного возраста познавательного интереса к техническому творчеству на примере создания технического объекта  «автомобиль»  средствами технологии игрового 3 D моделирования в LigroGame, развитие элементарных представлений о видах наземного транспорта , его использовании  в условиях городской жизни человека и перспективах развития.

Продукт проекта:  3 D модель технического объекта «автомобиль» с техническим устройством, реализующим функции «беспилотного» управления.

 

Муниципальный ресурсный центр Муниципального автономного  дошкольного образовательного учреждения детский сад № 43 «Малыш» (г. Сухой Лог),

по теме: «Ранняя профориентация детей дошкольного возраста в условиях дошкольного учреждения»

Познавательно – исследовательский проект

 «Лаборатория звука»

ссылка на видео проекта

Разработчики проекта:

Унесихина Юлия Геннадьевна

Педагог дополнительного образования

Соломенник Ирина Викторовна

Учитель – логопед

Проблема: у современных детей наблюдается недоразвитие  слухового восприятия, наблюдательности, памяти и ассоциативного мышления - важнейших процессов для развития у ребёнка воображения и изобретательских способностей

Актуальность: доказано, что развитие слухового внимания и восприятия у детей в дошкольном возрасте влияет на развитие познавательных функций. Это происходит в процессе концентрация сознания на слуховом раздражителе,  который  способствует  в свою очередь обогащению сферы эмоционально-чувственного опыта детей, улучшению развития психических процессов, произвольности. В рамках инновационной деятельности учреждения по апробации технологии игрового компьютерного 3 D моделирования в LigroGame данная образовательная задача была решена разработкой и созданием 3 D моделей объектов, которые издают различные шумовые эффекты.  Проект «Лаборатория звука» реализован на элементарных практиках инженерных задач с использованием ТРИЗ – технологий, где разработанные 3 D объекты создают новый технический результат – варианты шумовых эффектов разной тональности.

Содержание проекта направляет на развитие сюжетной игровой  деятельности, с включением продуктов цифрового моделирования в разнообразные детские практики.

Цель проектной деятельности: разработать модели предметов, которые издают звук различными способами, с использованием приемов фантазирования и игровой технологии 3 D моделирования в LigroGame.

Познавательно – исследовательский проект

«Природная лаборатория цвета»

ссылка на видео проекта

Разработчик проекта:

Акулова Елена Владимировна

Воспитатель высшей квалификационной категории

  «Природная лаборатория цвета» - это долгосрочный проект, который нацелен на обобщение и закрепление знаний  детей о цвете,  как физическом феномене  в процессе поисково – исследовательской деятельности, увлекательных опытов и экспериментов, проектной деятельности по 3 D моделированию.

  Цель проекта -  исследование  значения цвета в жизнедеятельности плодовых растений на примере созревания плодово-ягодного растения «клубника»  и создание 3 D  моделей процесса созревания ягод.

Новизна нашего проекта заключается в использовании технологии 3 D моделирования для изучения процесса созревания ягод  и формировании у детей старшего дошкольного возраста представлений  о значении цвета в живой природе на примере созревания плодово-ягодного растения «клубника».

Практическая   целесообразность проекта состоит в возможности использования результатов проектной деятельности  в качестве игрового практического пособия с 3 D моделями  «Созревание ягод, значение цвета в определении зрелости ягод» воспитателями в работе с детьми дошкольного возраста.

Ожидаемый результат:

• формирование осознанной потребности в общении с природой;
• расширение знаний детей о плодовых деревьях и кустарниках, ягодах их значении в природе и жизни человека;
• формирование умения видеть разнообразие оттенков красок в природе, применять свои знания в изготовлении дидактических пособий;
• расширение представлений детей о таком информационном признаке объекта как «цвет» в процессе поисково–исследовательской деятельности на объектах реального окружения;
• овладение детьми цифровыми навыками в процессе сбора и сохранения информации;
• овладение навыком исследовательско – проектной деятельности на основе игровой технологии 3 D моделирования.

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ  ДОШКОЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕДЕТСКИЙ САД «ГОЛУБОК», г. Нижняя Тура

Познавательно – исследовательский проект

 «Насекомые - наши маленькие друзья!»

ссылка на видео проекта

Разработчики проекта,

воспитатели:

Чащегорова О.С.

Флегонтова Э.К.

  Актуальность темы: проект ориентирован на изучении вопросов, связанных с разнообразными видами насекомых, образом жизни и их важнейшей роли в многозвенной экологической цепи. Знание жизни насекомых, их привычек и повадок очень полезно. Эти маленькие, беззащитные существа всегда вызывают интерес у детей. В жизни можно часто увидеть, как ребенок пытается растоптать жука, оторвать крылья бабочке, разрушить муравейники, бессмысленно уничтожить живые существа – именно поэтому, стоит перед взрослыми задача – воспитать устойчивое негативное отношение к таким действиям.

  Данный проект поможет дошкольникам окунуться в интригующий и таинственный, красочный и завораживающий мир летающих и ползающих букашек, жучков – мир насекомых, а также сформировать элементарное представление об инженерных решениях на основе свойств насекомых в теме «бионика».

Проблема: в ходе беседы выяснилось, что знаний дошкольников о насекомых недостаточно. Отсюда возникла проблема: «Бережное отношение к миру насекомых», «Нужны ли насекомые? Пользу или вред они приносят?».

Что бы разрешить данную проблему, было решено разработать и реализовать познавательно-исследовательский проект «Насекомые - наши маленькие друзья!», используя игровую технологию компьютерного 3 D моделирования на этапе исследования объекта живой природы,  создании его компьютерной модели  и реализации данного объекта на технологиях 3 D печати.

 Новизна: новизна познавательно-исследовательского проекта заключается в активном использовании информационных компьютерных технологий для изучения и создания объектов живой природы. Творческие задания в проекте способствуют актуализации знаний, умений, навыков ребенка, практическому применению во взаимодействии с окружающим, с миром природы, стимулируют потребность ребенка в овладение навыками исследовательской и проектной деятельности, которые соответствуют концепции STEM – подхода в раннем инженерном и технологическом образовании детей. 

  Цель проекта: формирование у детей представлений о жизни и свойствах насекомых в процессе исследовательской и познавательной деятельности, гуманное отношение к окружающей среде и стремление проявлять заботу о сохранении природы, овладение навыками конструктивно – моделирующей деятельности в 3 D LigroGame с использованием свойств насекомых.

Ожидаемый результат:

Дети:

- имеют представления о мире насекомых;

- проявляют интерес к некоторым видам насекомых;

- умеют составлять описание насекомого по методике морфологической матрицы;

 - знают, какую пользу или вред могут принести насекомые;

 - умеют рассуждать, наблюдать за насекомыми, бережно относятся к ним;

- умеют создавать 3 D модели насекомых на элементарных приемах компьютерного моделирования;

- имеют представление о направлении инженерной науки «бионика».

Литература

1. Махотин Д.А., Лесин С.М. Концепция инженерного образования CDIO как подход к инженерно-технологическому образованию школьников // Профессиональное развитие педагогических кадров в условиях обновления образования: Сборник материалов VII городской научно-практической конференции, 30 марта 2017 года, г. Москва, ГАОУ ВО МГПУ. Москва: Изд-во ООО "А-Приор", 2017. С. 163-169.
2. Молоднякова А.В., Лесин С.М. Формирование раннего инженерного и технологического образования в условиях технологической насыщенности системы дошкольного образования/ «Интерактивное образование» №3. 2018. С. 38-42
3. Молоднякова А.В. Дидактические игры для формирования у детей дошкольного возраста системы перцептивных действий и системы эталонов признаков предметов с использованием трехмерного моделирования в LigroGame. / Интернет - конференция «ИКТО-Екатеринбург-2018».
4. Молоднякова А.В. Развитие исследовательской проектной деятельности детей старшего дошкольного возраста средствами веб-приложения/ LigroGame Интернет - конференция «ИКТО-Екатеринбург-2017».
5. Осипенко Л.Е., Лесин С.М. Технологическая насыщенность в проектировании образовательной среды на основе STEM-технологий // Интерактивное образование. 2017. №3. С. 51-55.