Методический мастер-класс «Машина Голдберга, как средство развития детского технического творчества».
материал

 ( 1 слайд)

Добрый день, уважаемые коллеги! Мы рады видеть вас на нашем мастер-классе «Машина Голдберга, как средство развития детского технического творчества».

Хочется верить, что наш мастер-класс окажется интересным и полезным для вас.

Предлагаю вам поделиться своими ожиданиями от мастер-класса, для этого выберите одно из яблочек, которые и будут символизировать плоды нашей деятельности сегодня.

(2 слайд)

 Что такое «машина Голдберга»? Как она поможет школьнику развить инженерное мышление? И каким образом можно организовать деятельность по сборке этих устройств? На все эти вопросы мы сегодня попробуем найти ответы.

(3 слайд)

Машина Голдберга — некий механизм, с помощью цепочки разнообразных действий (построенных по принципу цепной реакции) выполняющий простую задачу предельно сложным и длинным путём.

(4 слайд)

Концепция такого устройства появилась в начале XX века. Одним из первых, кто додумался рисовать подобные механизмы, был Руб Голдберг (1883–1970) — американский художник-карикатурист, получивший образование инженера. Обычно эти машины состоят из серии простых несвязанных устройств; действие каждого из них запускает следующее, что в конечном итоге приводит к достижению заявленной цели.

Благодаря таланту и хорошему тиражу издания рисунки Голберга быстро стали популярными, а сам художник — богатым и преуспевающим.

Среди его комиксов читателям особо запомнился цикл об изобретениях безумного профессора Люцифера Горгонзолы Баттса. Автора и его популярного персонажа, вы можете увидеть на экране.

( 5 слайд)

Популярность Машины Голдберга росла.  И довольно часто стала появляется на телевидении. Попробуйте вспомнить фильмы или мультфильмы в которых демонстрировалась машина Голдберга?

Все мы родом из детства, а что любят смотреть маленькие дети? Конечно- мультики.  Предлагаю посмотреть небольшой видео фрагмент, который продемонстрирует примеры машин Голдберга в работе.

(6 слайд)

Американский художник Руб Голдберг просто рисовал забавные устройства. Спустя почти сотню лет учёные, студенты, школьники раз за разом воплощают в жизнь его идеи. Что их всех привлекает в этой деятельности?  Как педагоги могут использовать интерес к машине Голдберга в образовательной деятельности, а главное зачем?? Попробуем разобраться!  

(7 слайд)

Сегодня важными приоритетами государственной политики в сфере образования становится поддержка и развитие детского технического творчества, привлечение молодежи в научно-техническую сферу профессиональной деятельности и повышение престижа научно-технических профессий.

Проблема нехватки квалифицированных инженерных кадров в последние годы становится остро актуальной для многих регионов нашей страны. По словам Президента РФ В.В. Путина: «Нельзя допустить, чтобы существующий кадровый дефицит стал сдерживающим фактором развития экономики». В связи с этим важным направлением развития образования становится формирование инженерного мышления на всех его уровнях.

Перед образовательными организациями нашего региона также стоит задача модернизации и расширения деятельности по развитию научно-технического творчества детей и молодежи. 

Но, многих современных школьников трудно увлечь инженерной наукой ввиду ее сложности. И здесь на помощь может прийти образовательная практика «Машина Голдберга», которая отлично подходит для этих целей. Основной акцент делается на формирование у обучающихся основ инженерной культуры. Конструирование машины позволяет познакомиться с понятиями механики и законами физики, а само умение конструировать формирует развитие инженерного мышления и первые шаги к будущей профессии.  Все это происходит в доступном для детей формате.

(8 слайд)

Основной целью конструирования машины Голдберга мы видим в привлечении детей к технической деятельности.

Что в свою очередь позволит:

-повысить интерес обучающихся к техническому творчеству;

-помочь сформировать мотивацию к профессиональному самоопределению;

-способствовать популяризации профессий технической направленности.

(9 слайд)

Еще одним преимуществом данной образовательной практики является- ее доступность.

К сожалению, мы можем отметить, что не все образовательные организации имеют современную материально-техническую базу, обеспечены квалифицированными кадрами в достаточном количестве, получают необходимое финансирование и способны реализовать программы по робототехнике, легоконструированию, хай теку и другим техническим направлениям. Образовательная практика «Машина Голдберга, которая по своим характеристикам, а также отсутствии обязательной необходимости в применении дорогостоящего оборудования и вычислительной техники способна занять прочную нишу в образовании как весьма эффективное пропедевтическое и профориентационное мероприятие.

(10 слайд)

Остановимся на возможностях и сферах применения образовательной практики «Машина Голдберга».   Данная практика позволяет организовать деятельность в рамках программы допобразования или являться отдельным курсом, разделом в рамках программы допобразования по робототехнике, легоконструированию и др. программам технической направленности.  Реализовать данную практику возможно в рамках внеурочной деятельности, как пропедевтика предмета физика.  

Использование машин Голдберга для популяризации физико-математических предметов возможно не только при помощи внеклассных мероприятий, но и на уроках физики и математики. Например, проектировка одного из шагов машины может с успехом заменить ряд обязательных лабораторных работ по кинематике. Помимо этого, есть возможность формулировать задачи для решения по уже существующим механизмам. Другими словами, использование машин Голдберга для поставленных целей обладает высокой вариативностью.

Машины Голдберга можем мы использовать и при организации досуга детей в каникулярное время, в рамках пришкольного лагеря, как инженерные каникулы. Классные руководители могут провести внеурочные занятия, классные часы с элементами соревнований, организовать совместные мероприятия детей и родителей, что позволит привлечь родителей в образовательный процесс.

 Данная практика может использоваться и как тренинг, как командообразующая техника, которая позволяет наладить коммуникацию между участниками и развить навыки принятия совместных решений в ученическом или педагогическом коллективе.

 Ребята, получив опыт конструирования машин, могут принять участие в соревнованиях разного уровня.  Создание машин Голдберга является для ребят не только увлекательным изобретательским делом, но и позволяет на практике, осмысленно применить законы физики, а именно механики, что является основой развития творческого инженерного мышления. А какие законы физики лежат в основе проектирования машины Голдберга, вам расскажет учитель физики.

 (11 слайд)

Использование основных законов физики при проектировании машины Голдберга.

(12 слайд)

Готовясь к мастер-классу, мы обнаружили полезный ресурс, который можно использовать при работе с образовательной практикой «Машина Голдберга». Курс состоит из пяти глав. Можно проходить их последовательно или выбирая наиболее интересные уроки. Он подойдет школьникам, студентам и преподавателям.

(13 слайд)

Предлагаю познакомиться с инструментами и материалами, необходимыми для конструирования машины.  Вы их видите на экране. Ограничения могут быть только со стороны безопасности применения, в любом другом случае все будет зависеть только от вашей фантазии.

(14 слайд)

Предлагаем вам познакомиться с нашим первым опытом работы с образовательной практикой «Машина Голдберга». Реализована она была в рамках урока «Технология» на предметной неделе, посвященной «Дню Российской науки». Ребята 7-го класса соревновались в конструировании машины. Внимание на экран. (Демонстрация своей машины. Объяснение понятия шаг).

(15 слайд)

А сейчас перейдем к практической части, я приглашаю всех в техническую мастерскую.  Предлагаю разделиться на 4 команды и занять места за столами.

(16 слайд) Задание №1 Машина для включения (выключения) компьютера.
Группы, расскажите по схеме принцип работы этого механизма. Посчитайте количество шагов.

(17 слайд) Задание №2Машина для скрепления бумаги степлером.
Группы, расскажите по схеме принцип работы этого механизма. Посчитайте количество шагов.
(18слайд) Кейс №1 Постройте машину Голдберга на плоскости, сохраняя энергию на двух участках движения. Создайте один шаг, используя имеющиеся материалы и инструменты.

Шаг – перенос энергии от одного события к другому. Идентичные переносы энергии будут расценены как 1 шаг. Например, последовательно падающие 10 доминошек = 1 шаг

(19 слайд) Постройте машину Голдберга на плоскости, сохраняя энергию на двух участках движения. Создайте два шага.

(20 слайд) Термины. Вмешательство человека – любое касание человека Машина в ходе ее работы.

Время работы Машины – суммарное время, прошедшее между неподвижными состояниями Машины

Воспроизводимость – показатель, характеризующий стабильность работы каждого элемента машины, т.е. способность безотказно срабатывать при каждом запуске Машины.

(21 слайд) Постройте машину Голдберга, используя имеющиеся материалы и инструменты.

(22 слайд) Шкала оценивания построенной Машины Голдберга: 

шаг – 1 балл;

 время - 1 балл за каждые 5 секунд работы;

перезапуск Машины – 2 раза – минус 1 балл;

Дорогие коллеги. Сегодня вы плодотворно поработали. Все большое спасибо за активность. Вы большие молодцы. Предлагаю поделиться впечатлениями от прошедшего мероприятия. Если ваши ожидания оправдались, предлагаем вам прикрепить яблочки на яблони. Спасибо за участие!