Конструирование и моделирование – начальные ступени дополнительного образования технической направленности и профессиональной ориентации младших школьников

Современным обществом очень востребовано начальное моделирование. Это именно та среда, где с первых дней школьной жизни раскрывается талант и способности ребенка к техническому творчеству. Именно здесь происходит его становление как творческой личности. Занимаясь конструированием, моделированием, проектированием, подрастающее поколение осваивает основы инженерной науки, приобретает необходимые технические умения и навыки, учится самостоятельно решать поставленные перед ним конструкторские задачи. В статье рассматриваются вариативные модели самореализации детей в техническом творчестве на примере опыта работы автора статьи.

С.В. Рабченюк,
педагог дополнительного образования высшей категории,
Муниципальное бюджетное учреждение
дополнительного образования «Дворец
детского (юношеского) творчества»,
г. Новомосковск, Тульская область

Все блага цивилизации – начиная с изобретения колеса в древности и до искусственного интеллекта сегодня – результат технического творчества человека. Технический прогресс – продукт деятельности творческих людей, создающих новую технику, облегчаюшую жизнь и деятельность человека. В последние годы с оживлением экономики и быстрым развитие техники требуется все больше и больше грамотных инженеров, изобретателей, конструкторов – особенно в области высоких технологий.

В 2014 году Президент Российской Федерации В.В. Путин утвердил стратегию научно-технологического развития России [1], в 2021 году был принят Проект массового вовлечения школьников в научно-техническое творчество (далее – Проект), а в 2022 году – разработан межведомственный План мероприятий по реализации Проекта в 2022–2024 годах [4]. Проект предполагает организацию научных мероприятий в разных регионах, в том числе в отдаленных местностях страны, для выявления талантливой молодежи, формирования интереса к научной деятельности, а в дальнейшем – построения успешной карьеры в области науки, технологий и инноваций в целях обеспечения развития интеллектуального потенциала страны. Для создания целостной системы мероприятий в сфере научно-технического творчества детей и молодежи был утвержден Всероссийский сводный календарный план образовательных и конкурсных мероприятий по научно-техническому творчеству. В 2022 году Проект вошел в Десятилетие науки и технологий (2022–2031) в рамках инициативы «Школьники в научно-технической деятельности» [3].

В рамках реализации Проекта приоритетными задачами в работе педагогов дополнительного образования технической направленности являются:

• популяризация научных знаний среди школьников;
• повышение доступности дополнительного образования технической направленности и профессиональной ориентации обучающихся;
• выявление и сопровождение школьников, показавших особые результаты;
• вовлечение в данную работу экспертов профильных областей;
• повышение ими своих профессиональных компетенций.

В своем ежегодном послании к Федеральному собранию 29 февраля 2024 года В.В. Путин озвучил некоторые планы цифрового развития страны, рассказал о технологической базе развития, инвестициях в науку, в том числе в развитие научных разработок и высокотехнологичного производства, о цифровизации данных, робототехнике и др. Кроме того, глава государства предложил дополнительно «запустить 50 инженерных школ, расширить данную программу». До 2030 года планируется дополнительно «развернуть по стране сеть из 100 таких центров, которые будут готовить специалистов высшей категории» [2]. Центрами вовлечения детей и юношества в научно-техническое творчество могут стать региональные центры «Точка роста», детские стационарные и мобильные технопарки «Кванториум» и др.

Очень часто в процессе своей деятельности человек сталкивается с необходимостью представить внешний вид и структуру объектов окружающего мира. В современном мире многие профессии требуют от человека умения мысленно производить различные преобразования, хорошо ориентироваться в пространстве, видимом или воображаемом. Начинать развитие этих способностей необходимо с детского возраста. В этом очень помогают занятия детским конструированием и моделированием – необходимыми элементами будущего творческого проекта, реализуемого в трехмерном пространстве.

Зачем же нужно конструирование из бумаги и картона, «бросового» материала для детей в наши дни? Ведь сейчас существует множество разнообразных технических средств, таких как 3D-сканеры, принтеры, позволяющих создавать объемные предметы по аналогии с виртуальными моделями объектов. Именно здесь следует подчеркнуть педагогическую целесообразность данной деятельности – интерес к изобретательству, способность технически мыслить, искать и находить пути рационального решения конструкторских и технологических задач, упорство в достижении цели, настойчивость, умение принимать нестандартные решения, самостоятельно добывать знания, смелость в выдвижении гипотез, креативность и др. Работа с бумагой и картоном оказывает большое влияние и на умственное развитие обучающихся: качественные и количественные изменения, происходящие в мыслительных процессах, развитие внимания, памяти, воображения.

Развитие творческих способностей детей в ранние годы является важнейшим психологическим условием овладения ими не только начальными знаниями в моделировании, математике и физике, но и способами добывания научных знаний. Умение работать руками, использовать различные инструменты, делать расчеты, достигать требуемого качества обеспечивает устойчивый интерес к технике, стремление изобретать и совершенствовать всевозможные модели, устройства, возможность дальнейшей профориентации.

Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Юный моделист» имеет техническую направленность, рассчитана на обучение детей от 7 до 11 лет, срок ее реализации – 2 года. Данная программа реализуется в МБУ ДО «Дворец детского (юношеского) творчества» г. Новомосковска Тульской области с 2010 года, а с 2020 года – в детском Технопарке на базе Дворца. Содержательную основу программы составляют достижения мировой и российской культуры, науки и техники, культурно-национальные особенности Тульского региона. Особенностью программы является нестандартность индивидуальных результатов обучения и воспитания, где большое внимание уделяется техническому моделированию.

«Юный моделист» – первая ступень в техническом творчестве для младших школьников. В рамках программы обучающиеся приобретают не только конструкторско-технические умения (например, сооружение отдельных предметов – зданий, мостов и т.п. – из строительного материала или изготовление из бумаги различных моделей – машин, самолетов, корабликов и т.п.), но и общие знания, умения и навыки (например, целенаправленно рассматривать предметы, сравнивать их между собой, делить на части, видеть в них общее и различия, находить основные конструктивные части, от которых зависит расположение других частей, делать умозаключения и обобщения).

Конструкторская деятельность имеет практическую направленность и носит творческий характер: изготовление поделок требует от ребенка ловких и уверенных действий, постепенно его рука приобретает твердость, точность, пальцы становятся более гибкими, что способствует развитию сенсомоторики (согласованности в работе глаза и руки), сосредоточенности, совершенствованию координации движений в выполнении действий.

Кроме того, конструкторская деятельность является средством нравственного воспитания, где формируются такие важные качества личности, как трудолюбие, самостоятельность, инициатива, упорство в достижении цели, организованность, помощь товарищу. Совместная деятельность детей (коллективные поделки) играет большую роль в воспитании первоначальных навыков работы в коллективе – умение предварительно договариваться (распределять обязанности, отбирать материал, необходимый для выполнения постройки или поделки, планировать процесс их изготовления и т.д.), работать дружно, не мешая друг другу.

Выбор бумаги и картона для организации работы с детьми не случаен: это самые распространенные и доступные в обработке материалы. В процессе работы с ними, обучающиеся получают представление об их производстве, видах, свойствах, об использовании в быту и технике. Бумага и картон сами по себе  –  кладовые фантазии, игры воображения, а в сочетании с ловкостью рук, они словно оживают, обретают вторую жизнь. К тому же, это те материалы, при работе с которыми закладываются основы графической грамотности, представление о техническом рисунке, эскизе, чертеже, копировке, выполнении разметки.

Выделяют три основных вида учебного конструирования, которые при грамотном использовании педагогом на занятиях, играют огромную роль в развитии мышления младших школьников:

• конструирование по образцу;
• конструирование по модели;
• конструирование по заданным условиям, проектирование.

Конструирование по образцу – необходимый этап, в ходе которого дети анализируют конструкцию образца, узнают о свойствах материала, овладевают техникой конструирования. Этот вид деятельности, во-первых, позволяет формировать у обучающихся способность целенаправленно рассматривать и анализировать изделие; во-вторых, осваивать практические приемы и последовательность его изготовления.

Конструирование по образцу, в основе которого лежит подражательная деятельность, является важным подготовительным этапом, обеспечивающим подход к самостоятельной конструкторской деятельности. Поэтому здесь очень полезны задания, требующие от детей мысленного анализа устройства и порядка действий. Желательно, чтобы они научились выделять и называть части и детали неразобранной и собранной модели, а также могли рассказать о плане ее изготовления.

Конструирование по модели. Модель, как и образец, является для обучающихся ориентиром в работе. Она не дает наглядного и подробного представления об устройстве изделия, но предполагает, что обучающийся должен выявить его самостоятельно путем мысленного анализа. Поэтому модель-ориентир должна иметь совершенно определенную конструкцию, которую можно однозначно «прочитать», основываясь на внешне воспринимаемых особенностях ее формы.

Данный вид работы требует хорошо развитого пространственного мышления, умения сопоставлять, сравнивать, мысленно разъединять и соединять. Выполняя работу, обучающийся должен не просто внимательно рассмотреть, произвести анализ, но и понять, как выглядит модель в собранном и разобранном виде.

Конструирование по модели – весьма продуктивный в методическом плане вид деятельности, поскольку он может быть использован в работе с самыми разными материалами (как на плоскости, так и в объеме). Существует много разновидностей такого типа заданий, например, мысленно развернуть какую-нибудь фигуру, форму и представить, как она будет выглядеть. К этому же виду конструирования относится изготовление изделий в технике оригами по схемам.

Конструирование по заданным условиям – один из самых творческих видов конструктивной деятельности обучающихся, приближающий их к условиям работы настоящего конструктора. При таком способе организации занятия образец и модель отсутствуют. Вместо них детям предлагается набор условий, которые должны соответствовать изготавливаемой модели.

Наиболее творческой разновидностью конструирования по условиям является проектирование модели. В этом случае ребенок разрабатывает модель полностью самостоятельно: определяет и ее конструкцию, и декор, а сами условия формулируются им не в виде нескольких конкретных требований, а задаются областью функционирования модели.

В целом организация деятельности обучающихся при использовании этого вида конструирования должна по возможности отражать реальные условия работы настоящего конструктора. Известно, что конструктор не изобретает вещь полностью «с нуля»: прежде всего, он проводит анализ предшествующего опыта, что позволяет ему отобрать наиболее рациональные идеи и задуматься о том, какие именно изменения следует внести в имеющиеся конструкции. Это очень важная часть работы, позволяющая лучше осознать проблему и избежать непродуктивные затраты времени на изобретение уже известного. В процессе разработки конкретных моделей по заданным условиям обучающиеся также должны иметь возможность сначала проанализировать уже существующие аналогии подобных конструкций, обобщить и систематизировать накопленную информацию, и затем приступить к собственной работе, предполагающей расширение уже имеющегося опыта.

Учитывая тот факт, что самостоятельная разработка моделей как целостный процесс младшим школьникам не всегда доступна, имеет смысл соединять конструирование по образцу и по условиям. Почти всегда возможно включить в работу задачи на изменение или дополнение образца в соответствии с определенными требованиями. Например, детям предлагается сделать лодочку, доработав ее – смастерив мачту, парус, скамейку или весла. Самое главное в подобных заданиях, чтобы дети понимали смысл вносимых в изделие изменений и улучшений.

Таким образом, три основных вида конструирования сочетают в себе наиболее существенные стороны начального уровня детского технического творчества – прежде всего, его познавательную, созидательную и развивающую направленность. Формирование созидающего типа личности ребенка, организация особого пространства его развития как творческой индивидуальности дают возможность интегрировать различные методические идеи в конкретную технологию работы с детьми по развитию у них творческого потенциала технической направленности.

Список источников:

1. Федеральный закон от 28.06.2014 № 172-ФЗ «О стратегическом планировании в Российской Федерации», ст. 18.1. – URL: https://ria.ru/20240228/razvitie-1930038499.html(дата обращения: 28.03.2024).
2. Послание Президента Российской Федерации Владимира Владимировича Путина Федеральному собранию, 2024. – URL: https://rospatent.gov.ru/ru/news/poslanie-prezidenta-federalnomu-sobraniyu(дата обращения: 28.03.2024).
3. Всероссийский сводный календарный план образовательных и конкурсных мероприятий по научно-техническому творчеству. – URL: https://наука.рф/initiatives/shkolniki-v-nauchno-tekhnicheskoy-deyatelnosti/(дата обращения: 28.03.2024).
4. План мероприятий по реализации проекта массового вовлечения школьников в научно-техническое творчество в 2022–2024 годах (Опубликован: 25 июля 2022). – URL: https://docs.edu.gov.ru/document/c88b93ccd279334c6b42aefe03d26b19/?ysclid=lv0v0rxzp4243269660 (дата обращения: 15.04.2024).
5. Конструирование по модели как средство развития творческих способностей младших школьников. –  URL: https://spravochnick.ru/pedagogika/konstruirovanie_po_modeli_kak sredstvo_razvitiya_tvorcheskih_ sposobnostey_mladshih_shkolnikov/ (дата обращения: 28.03.2024).
6. Лаборатория начального технического моделирования. – URL: http://jmk-project.narod.ru/jnr.htm(дата обращения: 28.03.2024).
7. Методический сборник региональных практик по вовлечению школьников в научно- техническое творчество. – URL:https://disk.yandex.ru/d/SljpzrJXVPSfoA(дата обращения: 28.03.2024).
8. Страна мастеров. Моделирование. – URL: http://stranamasterov.ru/content/popular/inf/353,451(дата обращения: 28.03.2024).
9. Щербина И.С. Обучение конструированию как средство развития технического творчества. –URL: https://shcherbina-c-skazka-schel.edumsko.ru/articles/ post/3038450 (дата обращения: 28.03.2024).