Творческая работа по курсу НФТМ ТРИЗ

Программа

«Модернизация содержания учебных дисциплин на основе технологий

инновационной системы многоуровневого  непрерывного креативного

 образования НФТМ-ТРИЗ в общеобразовательной школе»

Творческая работа слушателя: Шадрина Светлана Николаевна    /___________/                                                                              

На тему: Использование методов НФТМ-ТРИЗ на занятиях дополнительных образовательных программ STEM – направления  

Научный руководитель  и консультант

профессор, мастер ТРИЗ ………………М. М. Зиновкина

Одинцово, 2016

Введение

Наш век открыл возможность творить во всех областях человеческой деятельности: искусстве, политике, технике, науке и т. д. Причём основным критерием творчества стала новизна. В настоящее время понятие творчества включает процесс в сознании творца и действительности  и результат этого процесса.

С внедрением ФГОС проблема одаренности  становится все более актуальной.  Это, прежде всего, связано с потребностью общества в неординарной творческой личности.  Происходящий в последнее время рост объема информации требует изменения подходов к содержанию и условиям образовательной деятельности, развивающей интеллект и способности   воспитанников.

В основе творчества — открытость личности миру. Такая личность более восприимчива к любой внешней информации: природной, социальной, культурной.  

В современном российском обществе возрастает потребность к людям неординарно мыслящим, творческим, активным, способным нестандартно решать поставленные задачи и формировать новые цели. Способность творчески мыслить, нестандартно видеть проблемы окружающего мира, очень важна для человека, поэтому раскрытие его творческих возможностей является ведущей целью образования и воспитания. Этот вектор развития образовательной системы поддерживается государством, в частности реализуются несколько Стратегических Инициатив.

Стратегическая инициатива «Новая модель системы дополнительного образования детей» направлена на формирование устойчивой многоуровневой системы внешкольной работы с детьми, базирующейся на государственно-частном партнерстве и реализации современных программ дополнительного образования с целью выявления и развития таланта в каждом ребенке. Является одной из инициатив, призванных  обеспечить  фундаментальное  долгосрочное лидерство нашей страны. Поддерживается «Агентством стратегических инициатив по продвижению новых проектов», созданным в соответствии с распоряжением Правительства Российской Федерации от 11 августа 2011 г. В задачи инициативы входит:   Сохранение и развитие инфраструктуры дополнительного образования;  Реализация нового поколения программ дополнительного образования и развития детей;  Создание новой системы мотивации детей;  Обеспечение свободного выбора ребенком и родителем организации дополнительного образования независимо от ее формы собственности;  Участие крупных промышленных предприятий в определении профиля опорных ресурсных центров в регионах.

 Другой инициативой является «Национальная технологическая инициатива», направленная на формирование условий глобального лидерства. Это  программа мер по поддержке развития в России перспективных отраслей, которые в течение следующих 20 лет могут стать основой мировой экономики. Разумеется, для обеспечения лидерства в сфере современных технологий необходимы высококвалифицированные креативные  специалисты. Кто эти специалисты?  - это наши современные дети самых маленьких  до выпускников школ, именно им предстоит  в ближайшие 20-30 лет  вывести страну на уровень мирового технологического лидерства. Для решения этой глобальной задачи, необходимо начинать их подготовку уже сейчас. 

По статистике Минобрнауки РФ  более 50 % российских школьников занимаются в учреждениях дополнительного образования, однако вовлечены в научно-техническое творчество лишь 4%. Между тем, как сказано ранее,  российская экономика и промышленность нуждаются в квалифицированных инженерных кадрах, ученых и технологах. Стремительная эволюция технологий ведёт к тому, что вскоре самыми востребованными на планете специалистами станут программисты, IT-специалисты, инженеры, профессионалы в области высоких технологий и т.д. В отдаленном будущем появятся профессии, о которых сейчас даже представить трудно, все они будут связаны с технологией и высоко технологичным производством на стыке с естественными науками. Особенно будут востребованы специалисты био- и нано-технологий.

Существующая система дополнительного образования не решает задач своевременной профориентации и развития талантливых школьников. Под эгидой Агентства стратегических инициатив создаются Детские технопарки, призванные обеспечить  школьникам доступ к современным программам дополнительного образования в области технологий. В настоящий момент  детские технопарки строятся в основном в крупных городах ряда регионов нашей страны, в то время как для  вовлечения как можно большего количества учащихся в инженерно-конструкторскую и исследовательскую деятельность в различных областях необходимо обеспечить  доступность занятий в каждом городе, районе, школе.

В настоящее время во всем мире набирает  темп  STEM-образование: S – science, T – technology, E – engineering, M – mathematics. Или по-русски: естественные науки, технология, инженерное искусство, математика. STEM — это направление в образовании, при котором в учебных программах усиливается естественнонаучный компонент + инновационные технологии. Технологии используют даже в изучении творческих, художественных дисциплин.

Образование в области STEM является основой подготовки сотрудников в области высоких технологий. Поэтому многие страны, такие как Австралия, Китай, Великобритания, Израиль, Корея, Сингапур, США проводят государственные программы в области STEM-образования.

В STEM – образовании активно развивается креативное направление, включающее творческие и художественные дисциплины (промышленный дизайн, архитектура и индустриальная эстетика и т.д.). Потому что будущее, основанное исключительно на науке, вряд ли кого-то обрадует. Но будущее, воплощающее синтез науки и искусства, волнует нас уже сейчас. Именно поэтому уже сегодня необходимо думать, как воспитать лучших представителей приближающегося будущего.

Встаёт вопрос – как подготовить таких специалистов? Старые методы перестают работать, как, впрочем, и теряют актуальность занятия по модели передачи знаний от  учителя к ученику. Изменяется сама парадигма обучения. Причинами изменения парадигмы служат, во-первых, лавинообразный поток информации во всех областях знания, во-вторых, потребность современного общества в гибких, адаптивных системах образования, предусматривающих возможность достаточно быстрой профессиональной переориентации, повышении квалификации, саморазвития на любом отрезке жизненного пути человека.

·        В новой парадигме обучение – это не просто передача знаний от учителя к ученикам, это способ расширения сознания и изменения реальности. Усвоение и обобщение готовых знаний в настоящее время становится не целью, а одним из вспомогательных средств интеллектуального развития человека. Основной же задачей образования становится обучение умению самостоятельно добывать  нужную информацию, вычленять проблемы и искать пути их рационального решения, уметь критически анализировать получаемые знания и применять их для решения новых задач.

·        Переход от принципа «образование на всю жизнь» к принципу «образование через всю жизнь». Само понятие «профессии» устаревает – на смену ему приходит гибкий набор навыков и компетенций, необходимый для решения определенных задач. Этот набор можно дополнить новыми умениями и «пересобрать» из них другую профессию.

·         В образовании начинают использоваться   инструменты   обучения с применением ИТ – онлайн-курсы, симуляторы, тренажеры, игровые онлайн-миры Это дает новые возможности – ученики не просто усваивают необходимые знания, но и развивают умение работать с информацией.  А также учатся входить в продуктивные состояния сознания, позволяющие лучше концентрироваться и решать сложные творческие и аналитические задачи.

·        Новые технологии позволяют сделать образование более индивидуальным. Больше нет необходимости подстраиваться  под  общие  расписания и пожелания группы – теперь процесс обучения достаточно легко  адаптируется к запросам конкретного ученика и его личным особенностям. Можно выбрать формат обучения и его темп, сконцентрироваться на очень узкой теме или наоборот,  пройти  необычную  междисциплинарную программу. Расстояние тоже больше не играет роли – курсы многих престижных вузов уже сейчас можно слушать онлайн из любой точки мира. В будущем дистанционные школы и университеты станут равноправной альтернативой традиционному очному образованию, а «электронные наставники» будут курировать учебный процесс и помогать учащимся осваивать программу.

·        Все чаще будут использоваться игровые формы обучения, поскольку игра позволяет более эффективно осваивать изучаемый предмет.

·        Образование, становится все более предметным и практико-ориентированным. А это значит, что акцент смещается с теории на реальные проекты  учащихся.

Наша задача строить современную систему образования так, чтобы стимулировать креативные качества молодежи, помогать  развивать  творческое начало, вовлекать молодежь  в процесс научно-технического творчества и таким образом помочь  сформироваться творческой личности (Рис. 1).

Рис.1

Развитие творческого мышления и творческих способностей обучающихся сложнее, чем передача знаний от учителя ученику.

С опорой на  обобщения авторских концепций обучения, результаты собственных фундаментальных исследований, исследований ученых-педагогов и психологов, разработчиков теории решения изобретательских задач и других методологий творчества, и на разработку собственных методик ускоренного развития творческих способностей и  преодоления познавательно-психологических барьеров,  а также на  результаты обобщения  авторских концепций обучения профессором ФПК МАМИ доктором педагогических наук, действительным членом Академии профессионального образования М. М. Зиновкиной была синтезирована концепция, разработаны и реализованы в учебном процессе на всех образовательных уровнях педагогические основы многоуровневой системы непрерывного креативного образования – непрерывного формирования творческого мышления и развития творческих способностей (НФТМ-ТРИЗ). Эта открытая целостная психолого-педагогическая система имеет целью непрерывное формирование системного многоэкранного творческого мышления и развития творческих способностей учащихся, а в итоге – развитие творческой личности.

Уже около 20 лет реализуется современная многоуровневая концепция непрерывного креативного образования – НФТМ-ТРИЗ  (дошкольников, учащихся, студентов и специалистов) с активным использованием теории решения изобретательских задач ТРИЗ и других методологий.

Под руководством автора создана научно-педагогическая школа, развивающая основные научные направления современного креативного образования, символично  представленные в эмблеме НФТМ-ТРИЗ: здоровье, духовность, интеллект, креативность, профессионализм. Остановимся на основных концептуальных положениях практико-ориентированной системы НФТМ-ТРИЗ.

1.       Становление креативной личности, адекватной выполняемой творческой деятельности и получаемым творческим результатам, постоянно меняющемуся внешнему и внутреннему миру, содержанию деятельности и социально-экономичес­ким условиям, требует непрерывности, преемственности и охвата всего периода онтогенеза человека – от рождения до конца жизни.

2.        Креативное образование является многоуровневой системой и включает подсистемы дошкольного и школьного образования, начального, среднего, дополнительного образования,  высшего профессиональ­ного обучения молодежи, послевузовского и дополнительного образования специалистов, а также саморазвития пожилых граждан - университет 3‑го возраста (Рис.2).

Рис.2 Стратегия реализации педагогической системы многоуровневого непрерывного креативного образования НФТМ  - ТРИЗ

3.       Становление креативной личности базируется на формировании и развитии опыта профессионально-творческой деятельности человека на основе формирования и развития его профессионально-творческого потенциала, характеризующегося владением профессиональной квалификацией и методологией профессионального творчества, развитием творческого мышления и креативных личностных качеств.

4.       Тесная взаимосвязь между становлением креативной личности и обеспечивающим его креативным образованием реализуется посредством их зависимости от уровней, сформированного профессионально-творческого потенциала обучаемого как уровней его готовности к выполнению профессиональной творческой деятельности.

5.       Ин­теграция указанных проблем осуществляется соответствующей отраслью педагогики – креативной педагогикой, предметом которой являются психолого-педаго­гические осо­бенности, закономерности и механизмы формирования креативной личности в системе непрерывного образования.

6.       Система НФТМ-ТРИЗ отвечает современным требованиям жизни и ФГОС, предусматривает новые креативные педагогические технологии овладения учащимися основными интеллектуальными инструментами НФТМ-ТРИЗ и ТРИЗ и другими методами для эффективного решения проблем. Но, прежде всего, она предусматривает непрерывность и преемственность развития творческого мышления и творческих способностей учащихся. Она включает в себя новые оригинальные педагогические технологии и системы специальных комплексов «О-Креатив» и средств - универсальных развивающих объектов, обеспечивающих ускоренное развитие «догадки» и ускоренного преодоления познавательно-психологических барьеров. А это согласно ФГОС НОО – познавательные УУД (обще учебные, логические и действия постановки и решения проблем).

7.        В НФТМ-ТРИЗ изменен принцип образования и образовательные  технологии: учащийся из объекта обучения становится субъектом активного развития, а знания превращаются в средство достижения поставленной им созидательной цели. Реализуется этот принцип переходом с репродуктивной схемы познавательной деятельности обучающихся (традиционная система) на продуктивную схему поисковой творческой  познавательной учебной деятельности и принятие ее в качестве доминантной в системе НФТМ-ТРИЗ. Это, согласно ФГОС НОО, – коммуникативные УУД (планирование, постановка вопросов, разрешение конфликтов, управление поведением партнёра точностью выражать свои мысли).

8.         В системе НФТМ-ТРИЗ предложена уникальная структура креативного урока практико-ориентированного характера (Рис.3) и методическая поддержка в виде информационных карт для учителя (Рис. 4 ) и для ученика (Рис.5)

           

Рис. 3. Структура креативного урока

·        Блок 1 (мотивация) представляет собой специально отобранную систему оригинальных объектов-сюрпризов, способных вызвать удивление учащегося. Этот блок обеспечивает мотивацию учащегося к занятиям и развивает его любознательность.

·        Блоки 2 и 6 (содержательная часть) содержат программный материал учебного курса и обеспечивают интеграцию на основе методологий творчества формирование системного мышления и развитие творческих способностей.

·        Блок 3 (психологическая разгрузка) представляет собой систему психологической разгрузки. Психологическая разгрузка реализуется через упражнения по гармонизации развития полушарий головного мозга, через аутотренинг, через систему спортивно-эмоциональных игр, театрализацию и др.

·        Блок 4 (головоломка) представляет собой систему усложняющихся головоломок, воплощенных в реальные объекты, в конструкции которых реализована оригинальная, остроумная идея.

·        Блок 5 (интеллектуальная разминка) представляет систему усложняющихся заданий, направленных на развитие мотивации, дивергентного и логического мышления и творческих способностей учащихся.

·        Блок 7 (компьютерная интеллектуальная поддержка) обеспечивает мотивацию и развитие мышления, предусматривает работу по расширению и  применению фондов различных физических, химических, биологических, математических эффектов, способствующих превращению изучаемых предметов в инструменты изобретателя, обеспечивает переход из внешнего плана действий во внутренний план.

·        Блок 8 (резюме) обеспечивает обратную связь с учениками  на уроке и предусматривает качественную и эмоциональную оценку самого урока.

Особое внимание в такой структуре урока обращено на целенаправленное развитие концентрации внимания, активизации творческой деятельности учащихся, формирование потребности личности в постоянном саморазвитии, самосовершенствовании и самореализации. Это согласно ФГОС НОО – регулятивные УУД (целеполагание, планирование, прогнозирование, контроль, коррекция, оценка, волевая саморегуляция).

Номер блока	Символ блока	Название блока	Содержание блока		Оснащение занятия
1 блок		Мотивация (встреча с чудом)
2 блок		Содержательная часть – 1
3 блок		Психологическая  разгрузка	Гармонизация полушарий
Перерыв – 5 минут
4 блок или 5 блок		Головоломка или Интеллектуальная разминка
6 блок		Содержательная часть - 2
7 блок		Резюме

Рис. 4 Информационная карта для учителя

Рис. 5 Информационная карта для ученика

Цель работы

Разработать  программу STEM – направления  для детского летнего лагеря с использованием на занятиях системы  НФТМ-ТРИЗ.

Описание программы и организация креативного занятия, методы, средства, организационные формы, педагогические приемы

Пояснительная записка

Важнейшей отличительной особенностью стандартов образования нового поколения является их ориентация на результаты. Системно-деятельностный подход в обучении способствует максимально эффективному  достижению поставленных результатов.

Процессы обучения и воспитания не сами по себе развивают человека, а лишь тогда, когда они способствуют формированию тех или иных типов деятельности.

Деятельность выступает как внешнее условие развития у ребенка познавательных процессов. Чтобы ребенок развивался, необходимо организовать его деятельность. Значит, образовательная задача состоит в организации условий, провоцирующих детское действие. Одно из актуальных направлений развития дополнительного образование – детское техническое творчество, где и возможно реализовать  такую стратегию обучения.

В настоящее время во всем мире набирает  темп  STEM-образование: S – science, T – technology, E – engineering, M – mathematics. Или по-русски: естественные науки, технология, инженерное искусство, математика. STEM — это направление в образовании, при котором в учебных программах усиливается естественнонаучный компонент + инновационные технологии. Технологии используют даже в изучении творческих, художественных дисциплин.

В STEM – образовании активно развивается креативное направление, включающее творческие и художественные дисциплины (промышленный дизайн, архитектура и индустриальная эстетика и т.д.).

Программа имеет  научно-техническую направленность и включает  цикл дисциплин: робототехника, математика, пропедевтический курс физики и химии, теория решения изобретательских задач, конструктивный рисунок, литература, программирование. 

Цели изучения курса:

Овладение и развитие у учащихся навыков начального технического конструирования, развитие мелкой моторики, координации «глаз-рука», понимание учащимися особенностей конструкций и их основных свойств (жесткости, прочности и устойчивости), развитие навыков взаимодействия в группе, овладение навыком составления простейших алгоритмов и программ, развитие навыков изображения предметов простыми линиями, развитие творческого воображения и фантазии,  развитие любознательности, интерес к наукам естественного профиля, интеллектуальное развитие учащихся,  формирование мыслительных процессов, логического мышления, творческой деятельности,  теоретического сознания, овладение учащимися важными логико-математическими понятиями.

Курс направлен на:

·        Развитие творческого воображения и фантазии

·        Развитие словарного запаса и навыков общения при объяснении работы модели.

·        Установление причинно-следственных связей.

·        Анализ результатов и поиск новых решений.

·        Совместной работы по поиску идей, упорство при реализации некоторых из них.

·        Экспериментальное исследование, оценка (измерение) влияния отдельных факторов.

·        Проведение систематических наблюдений и измерений.

·        Использование таблиц для отображения и анализа данных.

·        Построение трехмерных моделей по двухмерным чертежам.

·        Логическое мышление и программирование заданного поведения модели.

·        Написание и воспроизведение сценария с использованием модели для наглядности и драматургического эффекта

Задачи курса:   

·        Обеспечивать комфортное самочувствие ребенка;

·        Развивать творческие способности, фантазию  и логическое мышление детей;

·        Развивать образное, техническое мышление и умение выразить свой замысел

·        Развивать умения творчески подходить к решению задачи;

·        Развивать умения излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений.

·        Помочь учащимся овладеть способами исследовательской деятельности;

·        Способствовать улучшению качества решения задач различного уровня сложности учащимися; успешному выступлению на олимпиадах, играх, конкурсах.

·        Вовлечь учащихся в регулярное чтение научно-фантастической литературы (НФЛ), поскольку каждое НФ-произведение можно рассматривать как разбор задачи (или многих задач) «на  фантазию).

По изучении  данного курса учащиеся должны овладеть знаниями и умениями:

·        Знать и применять правила безопасной работы;

·        Знать  что изучают  науки физика и химия, знать  методы научного познания.

·        Знать основные компоненты конструкторов ЛЕГО;

·        Знать  основные блоки  программирования в среде SCRATCH;

·        Знать конструктивные особенности различных моделей, сооружений и механизмов;

·        Виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе;

·        Уметь переходить от проблемной ситуации к модели задачи, пользоваться методами решения творческих задач (мозговой штурм, синектика, метод фокальных объектов, ТРИЗ),

·        Уметь формулировать противоречия, пользоваться приемами разрешения противоречий для решения изобретательских задач.

·        Самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования роботов (планирование предстоящих действий, самоконтроль, применять полученные знания;

·        Создавать  модели  при  помощи специальных элементов по разработанной схеме, по собственному замыслу.

·        Работать с литературой, с журналами, с каталогами, в интернете (изучать и обрабатывать информацию);

·        Самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования роботов (планирование предстоящих действий, самоконтроль, применять полученные знания);

·        Уметь критически мыслить.

·        Уметь  изображать  простые предметы на бумаге с помощью линий

·        Кроме того, одним из ожидаемых результатов занятий по данному курсу является участие школьников в различных в лего- конкурсах и олимпиадах по робототехнике.

Курс рассчитан на 40 часов

Содержание тем учебного курса

Тема № 1 Необычная математика (4 часа)

Математические игры с числами и предметами.

Тема № 2 Первые шаги в робототехнику (8 часов)

Знакомство с конструктором LEGO WEDO. Путешествие по ЛЕГО-стране: исследование цвета; исследование  «кирпичиков» конструктора; исследование «формочек» конструктора и видов их соединения. Команды и исполнители. Требования к командам. Простые механизмы: мотор и ось; зубчатые колёса; понижающая зубчатая передача; повышающая зубчатая передача; ременная передача; снижение и увеличение скорости; коронное зубчатое колесо; червячная зубчатая передача;  кулачок и рычаг. Управление датчиками и моторами при помощи программного обеспечения WeDo: блок « Цикл»;  блоки «Прибавить к Экрану»  и « Вычесть из Экрана»; блок «Начать при получении письма». Работа с комплектами заданий «Забавные механизмы»: танцующие птицы, умная вертушка, обезьянка–барабанщица.

Тема № 3 Основы программирования в среде Scratch (8 часов)

Основные приемы программирования в Scratch. Scratch. Возможности Scratch. Интерфейс Scratch. Главное меню Scratch. Сцена, Объекты (спрайты). Управляющие программы - скрипты

Тема № 4 Научная лаборатория (4 часа)

Тайны звука, тайны света, тайны жидкостей газов и твердых тел, тайны электричества и магнетизма

Тема № 5 Теория решения изобретательских задач (4 часа)

Школа магов и волшебников. Кто такие маги и волшебники? Дети-изобретатели. Знакомство с теорией развития творческой личности. Знакомство с основными понятиями ТРИЗ. Решение задач, используя приемы разрешения противоречий и инструментарий ТРИЗ.

Тема № 5 Создание банка фантастических идей (8 часов)

Чтение, просмотр, прослушивание детской научно-фантастической литературы, мультфильмов, аудио постановок. Оценка по шкале –фантазия. Создание своих фантастических персонажей, сюжетов, рассказов.

Тема № 6 Конструктивный рисунок (4 часа)

Перспектива, построение, инструменты и материалы, разложение предмета на простые формы, рисунок каркаса, робот-охранник, робот-гигант, гоночная машина, корабль

Учебный план

№	Наименование  темы	Всего часов	Лекции	Практические занятия	Формы        контроля
1	Необычная математика	4		2
2	Первые шаги в робототехнику	8		8	Презентация проекта
3	Основы программирования         в среде Scratch	8		8
4	Научная лаборатория	4		5
5	Теория решения изобретательских задач	4		5
6	Шкала фантазия	8		8
7	Конструктивный рисунок	4		8
	Итого	40		40

Примерное расписание занятий

Понедельник

9.45 – 10.00	Физкульт - разминка
10.00 – 10.45*	Необычная математика	Логика, алгоритмика, работа с шифрами, игры на развитие устного счета, подвижные и настольные математические игры.
11.00 –11.45	Робототехника	Технология - конструирование, программирование, элементы физики и математики. Занятия развивают логическое мышление, пространственное мышление, творческое воображение, навыки принятия самостоятельных решений и работы в группе. LEGO WE DO
12.00 -12.45*	Научная лаборатория	Опыты и эксперименты  физика +химия
13.15 – 14.00	SCRATCH (8 занятий)	Программирование в среда Скретч (Scratch).  Это новая среда программирования, которая  позволяет детям создавать  собственные анимированные интерактивные истории, игры и модели
14.15 – 15.00	Шкала Фантазия	Занятие направлено на развитие творческого воображения и фантазии.

Среда

9.45 – 10.00	Физкульт - разминка
10.00 – 10.45*	ТРИЗ (4 занятия)	Решение нестандартных, открытых задач по методикам, разработанным в «Теории решения изобретательских задач»
11.00 – 11.45	Конструктивный рисунок	Учимся переносить  на бумагу творческие замыслы.  Рисунок внешних контуров предметов, как видимых, так и невидимых, выполненный с помощью линий построения.
12.00 – 12.45*	SCRATCH	Программирование в среда Скретч (Scratch).  Это новая среда программирования, которая  позволяет детям создавать  собственные анимированные интерактивные истории, игры и модели
13.15 – 14.00	Робототехника	Технология - конструирование, программирование, элементы физики и математики. Занятия развивают логическое мышление, пространственное мышление, творческое воображение, навыки принятия самостоятельных решений и работы в группе. LEGO WE DO
14.15 – 15.00	Шкала Фантазия	Занятие направлено на развитие творческого воображения и фантазии.

Методическое обеспечение образовательной программы:

1.       ПервоРобот LEGO® WeDoTM - книга для учителя [Электронный ресурс]

2.       Конструкторы LEGO® WeDo

3.       https://scratch.mit.edu

Литература:

1.       Живой журнал LiveJournal - справочно-навигационный сервис. Статья ««Школа» Лего-роботов» / / Автор: Александр Попов. [Электронный ресурс] — Режим доступа: свободный. http://russos.livejournal.com/817254.html

2.       Каталог сайтов по робототехнике http://robotics.ru/

3.       https://scratch.mit.edu

4.       Комарова Л. Г. «Строим из LEGO» (моделирование логических отношений и объектов реального мира средствами конструктора LEGO). — М.; «ЛИНКА — ПРЕСС», 2001.

5.       ПервоРобот LEGO® WeDoTM - книга для учителя [Электронный ресурс].

6.       Е. Кац Математика вприпрыжку, Московский центр непрерывного математического образования (МЦНМО)

Методические разработки занятий по системе НФТМ-ТРИЗ

Робототехника «Умная вертушка»

БЛОКИ УРОКА.

1.     Мотивация («Встреча с чудом»)

2.     Содержательная часть 1.

3.     Психологическая разгрузка.

4.     Интеллектуальная разминка.

5.     Содержательная часть 2

6.     Резюме

Структура креативного занятия по методологии творчества отличается от традиционного урока и включает в себя блоки, реализующие цели урока, адекватные целям креативного образования в целом.

Логика построения занятий творчества обусловлена целью сделать процесс обучения подлинно развивающим. Овладение различными способами разных видов активной деятельности: размышлениями об удивительных предметах; действиями с головоломками; решением творческих задач существенно обогащает развитие ребёнка.

Психологической сущностью данной технологии обучения является планирование учебного процесса «от ученика». Мотивационная аранжировка уроков состоит в том, что используются специальные задания для поддержания устойчивой положительной мотивации в ходе урока. Таким образом, на данных занятиях активно и постоянно поддерживаются положительные эмоции успеха к концу каждого блока урока и желание перейти к следующему этапу работы.

Блк 1. «Мотивация» (удивление, сюрприз)

Система встреч с удивительными предметами, разгадывание способов их создания всё это позволяет обеспечить интерес и продуктивность в поисковой деятельности учащихся.

Учитель  ставит  на наклонную плоскость  обычный цилиндр и спрашивает  у детей, - в какую сторону покатится цилиндр, если его отпустить. Дети высказывают  предположения. После чего учитель отпускает  цилиндр, который действительно, катится вниз. Учитель  ставит  цилиндр со смещенным центром тяжести, так что дети не видят  что внутри цилиндра. Учитель  спрашивает, -  покатиться ли и этот цилиндр вниз. После ответов детей, отпускает  цилиндр, который катиться вверх. Дети наблюдают и высказывают свои мнения.

Блок 2. «Содержательная часть»

На этом занятии учащиеся должны построить модель механического устройства для запуска волчка и запрограммировать его таким образом, чтобы волчок освобождался после запуска, а мотор при этом отключался.

Учебные цели:

·        Естественные науки

Изучение процесса передачи движения и преобразования энергии в модели. Изучение зубчатой передачи и установление взаимосвязи между параметрами зубчатого колеса (диаметром и количеством зубьев) и продолжительностью вращения волчка.

·        Технология. Проектирование

Создание и программирование моделей с целью демонстрации знаний и умения работать с цифровыми инструментами и технологическими схемами.

·        Технология. Реализация проекта

Создание и испытание модели устройства для запуска волчка. Модификация конструкции модели (установка различных зубчатых колёс) с целью изменения скорости и продолжительности вращения волчка. Математика Знакомство с тем, как количество зубьев и диаметр зубчатого колеса влияет на скорость вращения волчка. Сравнение большого и маленького зубчатых колёс, установление соотношения между их диаметром, количеством зубьев и скоростью вращения.

·        Развитие речи

Общение в устной или в письменной форме с использованием соответствующего словаря.

·        Словарь основных терминов

Зубчатые колёса, вращение, скорость. Блоки: «Экран», «Прибавить к Экрану», «Датчик расстояния», «Мотор по часовой стрелке», «Вход Число», «Звук», «Цикл», «Ждать».

Учитель: сегодня нам предстоит  не только сконструировать  и запустить волчок, но и разобраться, как сделать  так, чтобы волчок как можно дольше не падал. Для этого нам надо заглянуть  в гости к науке Физике Статической.  Эта наука занимается тем, что изучает  условия равновесия тел.

 

 У предметов есть  особая точка, которая называется центр тяжести. А еще если предмет  стоит  или висит, закрепленный  на чем-то то есть  у него есть  опора, поверхность  соприкосновения предмета с опорой называют  площадью опоры.

 

Учитель: Если центр тяжести находится над площадью опоры, - предмет  будет  стоять. Но если центр тяжести переместиться и выйдет   за площадь  опоры, предмет  - упадет.  Скажите пожалуйста, почему мальчик слева на картинке падает? А справа – стоит?

Дети: У мальчика слева центр тяжести находится не над точкой опоры, а у мальчика справа центр тяжести над точкой опоры.

 

Учитель: почему гимнасты могут  находится в равновесии в таких сложных позах?

Дети: у них центр тяжести находится над точкой опоры.

Учитель: А что будет,  если попробовать поставить  карандаш на острие, спросил, он будет  стоять?

Дети: Нет, потому что слишком маленькая точка опоры.

Учитель: но если мы переместим центр тяжести под точку опоры, то карандаш сможет  устоять  даже на очень  тоненьком грифеле. Демонстрирует  опыт.

 

Учитель: скажите, что вы должны учесть,  для того чтобы ваш волчок как можно дольше не падал, когда будете его запускать?

Дети: Что центр тяжести должен находиться ровно над точкой опоры.

Учитель: но кроме этого, Вам надо еще учесть  скорость  с которой будет  вращаться волчок, а так же написать программу для «умной вертушки». 

Учитель: предлагает учащимся  раскрутить на столе монетку, ручку или ещё что-нибудь. Что нужно для этого сделать? Как долго крутятся эти предметы? Бóльшая часть предметов не может стабильно и долго крутиться, и довольно  быстро падает на поверхность стола. Замедление вращения обусловлено действием силы трения. Чтобы обеспечить устойчивое вращение объекта, необходимо приложить к нему силы симметрично относительно его центра; в противном случае вращение объекта будет неустойчивым, он будет двигаться из стороны в сторону и очень быстро затормозится.

Учитель: Знаете ли вы, что…

При помощи зубчатых колёс можно ускорять или замедлять движение. Ознакомьтесь с примерами, представленными в окне «Первые шаги»:

·        Понижающая зубчатая передача

·        Повышающая зубчатая передача

Учитель: Соберите модель, следуя пошаговым инструкциям, или создайте собственную модель волчка, соберите программу по образцу и изучите зубчатые передачи:

Учитель: Как долго будет крутиться волчок, если зубчатое колесо, установленное на моторе (ведущее) имеет 24 зуба, а зубчатое колесо на волчке (ведомое) – 8 зубьев, как показано в первом ряду таблицы?

Дети  отвечают. Ответы могут различаться. Такая комбинация зубчатых колёс заставляет волчок стабильно крутиться в течение нескольких секунд. Проанализируйте все ответы вместе с учащимися.

Учитель: Ускорится или замедлится вращение волчка, если вместо 8-зубого колеса установить на него такое же 24-зубое, что и на моторе, как показано во втором ряду таблицы? Будет ли волчок крутиться дольше, или наоборот, остановится быстрее?

Дети  отвечают. Как правило, при использовании такой комбинации зубчатых колёс волчок вращается медленнее, чем с предыдущей комбинацией. Чем медленнее вращается волчок, тем скорее он останавливается

Учитель: Ускорится или замедлится вращение волчка, если установить 8-зубое колесо на мотор, а 24-зубое колесо – на волчок, как показано в третьем ряду таблицы? Волчок будет крутиться быстрее или медленнее? Будет ли он крутиться дольше, чем с предыдущими комбинациями зубчатых колёс, или остановится быстрее?

Дети отвечают. Обычно с такой комбинацией зубчатых колёс волчок крутится медленнее и останавливается раньше, чем при остальных комбинациях.

Учитель: А что еще надо учесть, чтобы волчок крутился как можно дольше.

Дети: поставить  волчок как можно ровнее, чтобы центр тяжести находился над точкой опоры.

Блок 3. «Психологическая разгрузка»

Учитель  объявляет  соревнование между командами: чей волчок дольше всего будет  вращаться.  Проводится один этап соревнований, каждая команда  запускает  волчок, все хором считают.

Блок 4. «Интеллектуальная разминка»

Интеллектуальная разминка позволяет обеспечить мотивацию детей и включить их в творческую деятельность на занятиях. Данная разминка содержит творческие задания, не требующие специальных знаний, а лишь — размышлений, смекалки и принятия самостоятельных решений. Эти задания, адаптированные к возрасту учащихся, целенаправленно воздействуя на любознательность, развивают творческие способности, воображение, нестандартный взгляд на вещи.

Психологическая ценность данного блока состоит  в том, что:

1. Закрепляются способы и правила умственной работы.

2. Выявляются приёмы, обеспечивающие повышенную продуктивность мышления.

3. Формируются навыки управления отдельными этапами творческого процесса принятия решений.

Главная функция интеллектуальной разминки состоит в подготовке к выполнению сложных заданий через осознание значимости правильно проведённого анализа информации.

Учитель: Для того чтобы нам приступить  к следующему заданию, надо встать  со стульев но не просто, а предварительно сесть, глубоко и ровно на стуле, как показано на рисунке, а встать  не заводя ноги под стул и не наклоняясь  вперед.

Дети пытаются ни у кого не получается.

Учитель: спрашивает  почему так происходит.

Дети высказывают  предположения обсуждают.

Блок 5 «Содержательная часть 2»

Учитель  предлагает  ребятам собрать  программу чтобы она считала время движения волчка.

Учитель предлагает учащимся модифицировать программу «Умная вертушка» так, чтобы можно было использовать вкладку Экран в качестве часов. После того как волчок освобождается от вертушки, программа ожидает одну секунду, затем добавляет единицу на вкладку Экран и повторяется. «Часы» (вкладка Экран) отсчитывают каждую секунду до тех пор, пока не будет нажата кнопка Стоп.

Учащиеся выполняют  задание, проверяют  работу программы.

Блок 7 «Подведение итогов»

Информационная карта для учителя

Номер блока	Символ блока	Название блока	Содержание блока		Оснащение занятия
1 блок		Мотивация (встреча с чудом)	Опыт  с  цилиндрами, поднимающимися вверх по наклонной плоскости		Два цилиндра, один со смещенным центром тяжести, наклонная плоскость
2 блок		Содержательная часть – 1	Элементы статики, зубчатые передачи повышающая и понижающая, конструирование, программирование модели «Умная вертушка»		LEGO EDUCATION WE DO, компьютер, программное обеспечение
3 блок		Психологическая  разгрузка	Гармонизация полушарий		Соревнование между волчками
Перерыв – 5 минут
4 блок или 5 блок		Головоломка или Интеллектуальная разминка		Эксперимент  со вставанием со стула	Стулья
6 блок		Содержательная часть - 2		Блоки программы «Прибавить  к экрану»	LEGO EDUCATION WE DO, компьютер, программное обеспечение
7 блок		Резюме

Информационная карта для ученика

Использована литература:

1.     Постановление правительства Российской Федерации от 15 апреля 2014 г №295 «Об утверждении государственной программы  Р.Ф. «Развитие образования на 2013 – 2020 годы».

2.     Зиновкина М.М. НФТМ-ТРИЗ : креативное образование ХХ1 века. Монография. С грифом УМО, М.,МГИУ, 2008.- 270 с.

3.     Зиновкина М.М. Многоуровневое непрерывное креативное образование и школа: Пособие для учителя .-М., Приоритет-МВ, 2002.- 48с.

4.     Зиновкина М.М. Подготовка преподавателей новой формации для технических вузов. Статья. Сборник научных трудов МАДИ, 2014.

5.     Зиновкина М.М. , Утемов В.В. Педагогическая система НФТМ-ТРИЗ при реализации ФГОС начального общего образования // Концепт.- 2015.- № 5.