Методическая копилка: «Поезд будущего ЭкоЭкспресс»

Представляем вашему вниманию инженерную книгу по творческому проекту «Поезд  будущего ЭкоЭкспресс». Разработали и прислали ее воспитатели МБДОУ «Детский сад общеразвивающего вида № 1 «Березка» Малова Айгуль Сирачтиновна, Федотова Лилия Валерьевна, Владимирова Лариса Илларионовна, г. Кукмор Республики Татарстан.

1. Информационная карта проекта

Полное название проекта: Поезд будущего «ЭкоЭкспресс»

Руководители проекта

• Малова Айгуль Сирачтиновна, воспитатель
• Федотова Лилия Валерьевна, воспитатель
• Владимирова Лариса Илларионовна, старший воспитатель

Участники проекта

• Воспитанники подготовительной к школе группы (6-7 лет);
• Родители;
• Воспитатели и специалисты детского сада;
• Социальные партнеры

Вид, тип проекта

• Подгрупповой;
• Творческий

Срок проведения: Учебный год

Цель проекта: Приобщение детей  к истории родного края и техническому творчеству через создание модели экологического, безопасного поезда с использованием ЛЕГО - конструирования и образовательной робототехники

Задачи

Воспитательные задачи:

• Воспитывать умения и навыки партнерского общения, коллективного планирования, взаимопомощи в группе при решении общих задач в процессе работы над проектом;
• Воспитывать умение справляться с трудностями, находить и исправлять ошибки, доводить начатое дело до конца;
• Воспитывать бережное отношение к природе.

Образовательные задачи:

• Познакомить с историей появления железной дороги в городе Кукмор и профессиями работников железнодорожного вокзала;
• Разобрать существующие проблемы на железной дороге и природе, пути их решения совместно с командой юных инспекторов движения;
• Определить профессии будущего для работников железной дороги (проектировщик программируемых Роботов,  оператор Робототехники);
• Уточнить и расширить знания детей о технических устройствах, различных способах передачи движения в них, совершенствовать навыки программирования;
• Изучить принцип работы коронной зубчатой передачи;

Развивающие  задачи:

• Развивать у дошкольников интерес к моделированию и конструированию,
• Развивать мышление, воображение, творческую инициативу.

Предполагаемый продукт проекта: Макет, включающий в себя:

• Вокзал «ЭкоКукмор», остановочная платформа «Братья Комаровы», пластиковые пути, шлагбаум;
• Программируемый безопасный поезд будущего «ЭкоЭкспресс», объединяющий в себе Роботов (РобоМашинист, РобоДиспетчер, РобоДатчик», Рободежурный по станции) и работников профессий (проектировщик программируемых роботов, оператор ЭкоРобототехники).

Презентация проекта

• Защита проекта перед детьми дошкольного образовательного учреждения, родителями.
• Представление макета на Всероссийском робототехническом форуме «ИКаРѐнок».

Предполагаемые результаты

Воспитанники:

• Проявляют интерес к истории железной дороги, творческому моделированию и техническому конструированию;
• Имеют представления о технических устройствах, различных способах передачи движения в них, имеют навыки программирования;
• Имеют представления о профессиях будущего работников железной дороги (проектировщик программируемых Роботов, оператор ЭкоРобототехники);
• Имеют навыки партнерского общения, коллективного планирования, взаимопомощи в группе при решении общих задач в процессе конструирования;
• Знают правила безопасного поведения на железной дороге и влияние железнодорожного транспорта на окружающую среду.

Родители:

• Поддерживают интерес детей к проектной деятельности;
• Ориентированы на развитие у ребенка потребности к конструктивной деятельности;
• Заинтересованы в совместной позна-вательно-исследовательской, творческой деятельности с детьми.

Итог проекта

Внутренний:

• Расширение знаний детей об истории родного края, о профессиях робототехнической направленности.
• Использование в условиях дошкольного образовательного учреждения конструктора LEGO Еducation, дающий возможность изучить основы робототехники.
• Формирование навыков сотрудничества в команде, паре.

Внешний:

• Макет «ЭкоКукмор»;
• Программируемый робот безопасный поезд «ЭкоЭкспресс с использованием образовательной робототехники

2. Идея. Общее содержание

Актуальность проекта заключается в том, что он обеспечивает один из самых насущных аспектов воспитательно-образовательного процесса детского сада – развитие  познавательных, технических и творческих  способностей детей. Реализует принципы индивидуализации и дифференциации обучения, затрагивает вопросы нравственности, патриотизма и гуманности, что особенно  необходимо на фоне современной глобализации и ухудшения общей экологической  обстановки.

Железная дорога – это не только рельсовый путь. Это целая империя со своими станциями и полустанками, машинистами и проводниками, бригадирами поездов и начальниками станций. Но за внешней стороной скрывается титаническая работа техников, операторов, диспетчеров, путевых рабочих и мастеров депо – именно они координируют движение пассажирских и грузовых поездов на железной дороге, следя за безопасностью, обеспечивают своевременное отправление составов. Однако,  железнодорожный транспорт постоянно воздействует на окружающую нас среду.

Нам всегда было интересно все, что связано с железной дорогой. Мы стали задумываться, а когда появилась первая железная дорога и первый поезд? Кто ее построил и где? Как появилась железная дорога до нашего города? Какие современные поезда существуют? Что можно сделать для того, чтобы отрицательное воздействие железнодорожного транспорта и железной дороги значительно меньше влияли на окружающую среду? Нам стало интересно, какие есть перспективы у поездов сегодня?

Чтобы ответить на эти вопросы, найти и изучить информацию, связанную с железной дорогой воспитанники детского сада решили приступить к реализации  проекта «Железная дорога в родном краю» совместно с педагогами и родителями.

3. История вопроса и существующие способы решения проблемы, выбор оптимального варианта исполнения

Кукморский район – муниципальное образование на севере Татарстана. Живописный край, сказочный край - так поэты издревле отзываются о Кукморском районе. Раскинувшийся на севере Татарстана район находится в очень красивой местности: возвышенная равнина, расчлененная живописными речными долинами, тут и там раскинулись богатые леса, а на не занятых лесом территориях – поля, пашни, пастбища, многолетние насаждения.

Административным центром является город Кукмор, расположенный в 115 километрах от Казани. В районе насчитывается более 120 населённых пунктов, а среди населения преобладают татары. Национальное меньшинство – русские, удмурты, марийцы. Район граничит с Кировской областью и Удмуртией. Его пересекает железная дорога  Казань – Агрыз.

Существует легенда строительства железной дороги и станции в Кукморе, согласно которой местные бизнесмены, братья Комаровы, споили путейщиков и уговорили строить дорогу через Кукмор.

16 декабря 2005 года было открыто новое кирпичное здание вокзала. На открытии присутствовал президент Татарстана М. Ш. Шаймиев и первый заместитель начальника Горьковской железной дороги А. Лесун. На торжественном открытии начальнику станции И. Бабушкиной был вручен символический станционный хрустальный колокол и золотой ключ.

На линии Казань – Агрыз  есть остановочный пункт «Братья Комаровы» и железнодорожная станция Кукмор. Платформа названа в честь Кукморских предпринимателей, братьев Николая Васильевича  и Сергея Васильевича Комаровых, основателей «Торгового дома «Братья Комаровы» фабрики валяной и бурочной обуви», на основе которого был создан «Кукморский валяльно-войлочный комбинат». Братья Комаровы сыграли важную роль в строительстве железной дороги через Кукмор.

Многие люди, отправляясь в дорогу, предпочитают поезд. Поезд - это удобное и достаточно быстрое средство передвижения. Конечно, поезда не могут двигаться со скоростью самолёта, зато они доставляют людей прямо в нужный им пункт и почти не зависят от капризов погоды. Сегодня жители района могут спокойно съездить в Казань на электричках, которые ездят по нескольку раз в день. Еще отъезжают электрички в сторону Вятских Полян и Сосновки, что также позволяет местным жителям ездить в соседние районы без особых проблем.

Каждый день мы видим и слышим поезда, потому что из окна группы детского сада видно железную дорогу, по которой постоянно двигаются эти «железные создания». И видим проблемы, которые связаны с железной дорогой:

• Рядом с дорогой и остановочной платформой «Братья Комаровы» находятся жилые частные дома. Шум от поездов вызывает негативные последствия, которые выражаются,  прежде всего, в нарушении сна, болезненного состояния, в изменении поведения, увеличении употребления лекарственных препаратов взрослыми;
• Из пассажирских вагонов происходит загрязнение железнодорожного полотна сухим мусором и сточными водами;
• Вдоль железнодорожных путей посажены деревья, что способствует очищению воздуха от вредных веществ и шумоизоляции, но их количество недостаточно;
• Деревянные шпалы железобетонные, которые не несут угрозу экологии, но после ремонта они должны сразу утилизироваться.

Так, вместе с ребятами, родителями и педагогами мы загорелись идеей создания макета с пластиковыми путями, вокзалом, остановочной платформой и зелеными насаждениями с использованием легоконструктора и бросового материала.  Огромные плюсы для железной дороги мы видим в развитии робототехники, поэтому мы решили спроектировать и создать для макета программируемую модель поезда будущего «ЭкоЭкспресс» с биотуалетом и контейнером, который будет объединять в себе механизмы и технические устройства, облегчающие работу машиниста, диспетчера, дежурного по станции

4. Описание процесса подготовки проекта

Для того, чтобы узнать о железнодорожном транспорте, мы посетили музей истории Железнодорожной станции совместно с родителями, педагогами и нашей командой юных инспекторов дорожного движения ЮИД.

Во время экскурсии мы побеседовали с работниками железнодорожной станции г. Вяткие Поляны и начальником вокзалов городов  Кукмор и Вятские Поляны.

Интервью с начальником железнодорожной станции г. Вятские Поляны - Скрябиным Андреем Ивановичем. Встреча с дежурным по станции Богомоловой Марией Павловной.

В музее нам показали, какие поезда были в старину, прошлом, продемонстрировали  макеты перевозки грузов. Самым неожиданным для нас моментом экскурсии был просмотр исторического паровоза не только в городе Вятские Поляны, но и в самом нашем городе Кукмор. Ответственным моментом была  раздача буклетов, нашей командой ЮИД, о правилах безопасного поведения на дороге в электричке.

В ходе экскурсии дети познакомились со зданием вокзала и его назначением, работой железнодорожных служб, железнодорожными профессиями работников вокзала и станции: начальник станции, дежурный по станции, билетный кассир, диспетчер; расширили знания о железнодорожном транспорте: пассажирский, грузовой, создали условия для практического применения изученных правил поведения на вокзале и перроне.

Перед тем, как войти внутрь, мы повторили  правила поведения на вокзале: не бегать по вокзалу, не мусорить, находиться рядом со взрослым, разговаривать тихо.

Здесь работает очень важный сотрудник - это дежурный по вокзалу. Он очень внимательно относится к пассажирам и старается им помочь советом, дать нужную информацию.

Нас пригласили в зал ожидания, место, где люди ожидают поезда.

На  стенде вокзала расположено расписание отправления и прибытия поездов. В расписании можно увидеть станции отправления и прибытия, номер поезда, число и время отправления всех поездов сразу. Мы познакомились с билетной кассой, где, посмотрев расписание, пассажир может купить билет на поезд. У всех вокзалов есть выход на перрон, к железной дороге. На перроне пассажиры ожидают поезда. Во время ожидания нужно соблюдать правила безопасности: нельзя играть на перроне, подходить к краю, перебегать железнодорожные пути.

Выйдя на перрон, ребята увидели, как движутся поезда, которые перевозят людей (пассажирские) и грузы (товарные). Все поезда двигаются по рельсам. На железной дороге есть свои правила движения и специальные светофоры.

Светофор – это надежный помощник. Если на нем горит красный свет, значит, приближается поезд, путь закрыт. Ну, а при зеленом свете путь открыт. Такие светофоры стоят вдоль железной дороги. Они – сигнал для машиниста поезда. Чтобы попасть на другую сторону, нужно воспользоваться пешеходным переходом. А через пути переходить нельзя, это опасно.

Благодаря проведенной экскурсии, совместно с ЮИД нашего детского сада, дошкольники приобрели знания о железнодорожном транспорте и железной дороге, ее истории и развитии, закрепили  правила поведения на железнодорожной станции и в здании вокзала. У детей сформировались навыки культурного поведения в общественных местах.

5. Взаимодействие с предприятиями/ социальными партнерами

1. Центральная детская библиотека имени С.В.Михалкова  г. Кукмор.

• беседы о профессиях будущего;
• рассматривание иллюстраций книг, энциклопедий;
• поиск информации в интернете.

2. Музей истории железнодорожной станции г. Вятские Поляны

• экскурсия в музей истории железнодорожной станции;
• беседа о профессиях прошлого и будущего работников железной дороги, железнодорожной станции и вокзала;
• практические занятия в форме игры о правилах безопасного поведения на железной дороге.

3. Краеведческий музей Кукморского муниципального района

• экскурсия в краеведческий музей – беседы о создании первой железной дороги в Кукморе, ее исторических фактах.
• просмотр выставки – по компьютерной графике учащихся ДШИ Кукморского муниципального района «Кукмор: вчера, сегодня, завтра».

6. Технологическая карта проекта

6.1. Описание конструкций

Для того, чтобы понять, как будет выглядеть наш макет, мы нарисовали план вместе с родителями и педагогами, изготовили на занятиях по аппликации, рисованию, конструированию, занятиях кружка технической направленности «Лего мир» необходимые постройки, модели, макеты 3D деревьев и цветов.

• • Модель локомотива  поезда будущего «ЭкоЭкспресс»

Использовали детали LEGO WEDO: лего- коммутатор, мотор, оси,  зубчатые колеса, шестеренки, штифты, детали Lego. Мотор вращает ось, на ней вращается малое зубчатое колесо. Оно приводит в движение  шестеренку; установили датчик расстояния; Программируем колеса: мотор вращается по часовой стрелке – поезд едет вперед, мотор против часовой стрелки – назад. Датчик расстояния просигнализирует, если на пути следования поезда будет препятствие, человек или животное.

Локомотив и вагоны с цепляются с помощью электромагнитов, чтобы не использовать человеческие ресурсы и сэкономить время.

• • Модель вагона поезда будущего «ЭкоЭкспресс»

Использовали детали LEGO WEDO; окна; двери; фигуры человечков; установили биотуалеты и контейнеры в вагонах

Решением проблемы утилизации сточных вод и сухого мусора в пассажирских вагонах поездов, станет установка биотуалетов. А для утилизации твёрдых бытовых отходов- специальныхконтейнеров,способныхплотноспрессовыватьбытовоймусорв брикеты для дальнейшей переработки.

• • Модель железнодорожного вокзала «ЭкоКукмор»

Для постройки вокзала использовали готовые детали  стен из лего-набора DUPLO, также двери, окна, пластины, кирпичики, фигуры мальчиков и девочек.

• • Модель шлагбаума

Для постройки вокзала использовали готовые детали  стен из лего-набора «Первые механизмы»: ось; червяк; колесо зубчатое; рукоятка; балка; блок шестерен; фигура мальчика.

Железобетонные шпалы не несут угрозу экологии, но их сразу поле ремонта необходимо утилизировать. Поэтому железобетонные шпалы заменили на пластиковые.

6.2. Программирование

Для программирования механизмов используется Модуль управления на базе персонального компьютера со встроенным программным обеспечением.

Для программирования использованы блоки «Начало», «Мотор по часовой стрелке», «Мощность мотора», «Мотор по часовой стрелке», «Мощность мотора», «Мотор против часовой стрелки», «Мощность мотора», «Датчик расстояния».

7. Выводы

В результате изучения теоретических источников и проведенных экспериментов  был сконструирован экологически безопасный и будущий поезд. Поезд получился компактными мобильным, может легко везти за собой вагоны.

Воспитанники научились проектировать и создавать модель экологического железнодорожного транспортного средства, работать в команде, презентовать свой проект, делать сюжетные постройки из конструктора LegoWedo, бросового материала.

Приобрели знания об истории железной дороги и железнодорожного транспорта, о  загрязнениях окружающей среды от железнодорожного транспорта в процессе исследовательской деятельности через различные виды детской деятельности; навыки в решении изобретательских, технических задач в процессе конструирования; необходимые знания и умения для конструирования и сборки моделей из образовательных конструкторов LEGO.

Познакомились с работой электронных устройств - электрического мотора.

Все это позволило нашей команде создать макет железнодорожного вокзала будущего «ЭкоКукмор»; программируемый экологический безопасный поезд будущего, объединяющего в себе Роботов («РобоМашинист», «РобоДиспетчер», «РобоДатчик», «Рободежурный по станции») и определить будущие профессии работников железной дороги.

8. Список источников и используемого обрудования

8.1. Список литературы

1. Ершова, Д. С. Перспективы применения полимерных шпал вжелезнодорожном строительстве / Д. С. Ершова, А. А. Лычковский. — Текст: непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 13 (251). — С. 73-75. — URL: https://moluch.ru/archive/251/57687/

2. Ишмакова М.С. Конструирование в дошкольном образовании в условиях введения ФГОС: пособие для педагогов / М.С. Ишмакова.- Всерос. Уч.-метод.центробразоват. Робототехники.- М.: Изд.-полиграф.центр «Маска». Изд-е 2-е- 2013.-100 с.

3. Шорыгина Т.А. Беседы о профессиях. Методическое пособие.- М.: ТЦ Сфера, 2017.-128 с.

8.2. Список, используемой медиа-презентации

1. Выставка - презентация «Кукмор: вчера, сегодня, завтра»  учащихся  МинимуллинныхАзата и Ирека Детской школы искусств Кукмоского муниципального района (руководители Салаховы Рада и Расих), 2006 г.

8.3. Список пособий и перечень, используемого набора и программного обеспечения:

1. Авторизованный перевод изданий компании LEGO® Education: «Первые механизмы» (набор конструктора 9656);

2. Авторизованный перевод изданий компании LEGO® Education «Машины, механизмы и конструкции с электроприводом» (набор конструктора 9645 или 9630).

3. Инструкции по сборке (в электронном виде CD)

4. Книга для учителя (в электронном виде CD)

5. Набортип 33 – БазовыйнаборLEGO Education WEDO.

6. Программное обеспечение к набору тип 33 LEGOEducationWEDO.

7. Модуль Управления для набора тип 33 на базе персонального компьютера со встроенным Программным обеспечением.

9. Конструктор ПервоРобот LEGO® WeDo™ (LEGO EducationWeDo модели 2009580).

9. Нэутбук.

8.4.Список интернет-источников

1. https://goo.su/FG5u  Кукмор (станция).

2. https://www.alta.ru/railway/station/25370/ Станция Кукмор, Горьковская ЖД.

3. https://goo.su/zEo9 Кукморский район.

4. https://goo.su/fYZa  Платформа Братьев Комаровых.