Проектная работа Когда Когда «макро» помогает «нано»

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ДЕТЕЙ
«СТАНЦИЯ ЮНЫХ ТЕХНИКОВ ГОРОДА ЕВПАТОРИИ РЕСПУБЛИКИ КРЫМ»

Республиканский конкурс исследовательских работ и проектов
учащихся младшего школьного возраста
«Я – исследователь»


Направление: Техника и технологии в математике





Когда «макро» помогает «нано»


Работу выполнила:
Зинченко Ева Григорьевна
Учащаяся 4-А класса
Муниципального бюджетного
общеобразовательного учреждения
«Гимназия №8 города Евпатории
Республики Крым»

Научный руководитель:
Заам Наталия Ивановна
Учитель начальных классов
Муниципального бюджетного
Общеобразовательного учреждения
«Гимназия №8 города Евпатории
Республики Крым»





г. Евпатория - 2017

Содержание



Введение 3

Глава 1.Техника и технологии в современном обучении
математике слепых и слабовидящих детей. 4
1.1.Ключевые понятия 3D принтер и 3D печать. 4
Визуализация в математике. 4
1.3.Особенности работы со слепыми и слабовидящими детьми. 5
Вывод. 6


Глава 2. Эксперимент. 7
2.1. План эксперимента. 7
2.2. Анкетирование. 7
2.3. Проведение опыта. 8
2.4. Вывод 10

Заключение. 11

Список использованной литературы и источников. 12

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3








Введение.
Задумывались ли вы когда–нибудь над тем, почему слабовидящие дети и инвалиды по зрению, в большинстве своем очень плохо знают математику? Я обратила на это внимание, живя по соседству с организацией, где эти люди живут и работают.
Предлагаемая Вашему вниманию исследовательская работа посвящена исследованию возможности улучшить знания математики инвалидов по зрению с помощью техники и технологий.
Актуальность темы нашей работы определяется тем, что в настоящее время мир невозможно представить без современных технологий. Они все глубже проникают в нашу жизнь, захватывая все больше и больше наук - информатику, математику, физику. Повсеместно используемые - в образовании, бизнесе, развлечениях – современные технологии совершенствуются.
На сегодняшний день не существует работ, посвященных необходимости внедрения 3D печати и 3D принтеров в изучении математики слепыми и слабовидящими детьми. Я решила изучить эту тему на примере своих друзей, но так как мои друзья все хорошо видят, то я проведу эксперимент и анкетирование.
Основная цель нашей работы – доказать, что 3D печать и 3D принтер нужны в школах для детей, инвалидов по зрению, что с их помощью чуть больше математических знаний можно будет дать детям.
Для достижения поставленной цели мне необходимо решить следующие задачи:
– изучить литературу по темам 3D печать, 3D принтер и обучение математике слепых и слабовидящих младших школьников;
– провести анкетирование и эксперимент;
– проанализировать полученные результаты.
Данная работы состоит из двух глав. Первая глава представляет теоретический материал по теме, необходимый для выполнения исследовательской части работы. Вторая глава – это эксперимент.
В ходе проведения данной работы, я прочитала интернет – статью «Методика [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] слабовидящих и незрячих детей [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]» Лысковой Г.А, нашла 10 интересных интернет–ресурсов на тему3D печати и 3D принтер, а также провела опрос среди учащихся 4 класса и эксперимент.



Глава 1. Техника и технологии в современном обучении математике слепых и слабовидящих детей.
1.1.Ключевые понятия 3D принтер и 3D печать.
Ключевые понятия для нашего исследования – это 3D принтер и 3D печать.
В статье Михайлова А.Е. и Дошина А.Д «3D принтер - технология будущего», напечатанной в журнале «Молодой ученый» (Михайлова А. Е., Дошина А. Д., 2015:40-44) говорится, что 3D принтер это устройство, которое создает изображение в трехмерном измерении.
Сферы применения 3D принтеров самые что ни на есть широкие. И важно, что сегодня человек не использует ту или иную деталь, то или иное изобретение, новшество, технологию, исключительно, чтобы поиграть, позабавиться или повеселиться. Именно поэтому 3D принтеры используются в образовании, медицине, строительстве, а также в дизайне одежды и обуви, ювелирном деле и даже в производстве.
3D печать позволяет создать трехмерную модель какого-то изделия на компьютере и за считанное время получить полноценный физический объект, соответствующим заданным параметрам. Преимущества использования современных 3D принтеров очевидны: моделирование элементов любой формы и сложности, быстрота и высокая точность изготовления, возможность использования разных материалов. С помощью 3D печати можно воспроизвести как клоны уже известных вещей, так и абсолютно уникальные предметы.
Вопрос уникальности для нашего исследования стоит остро. Нам нужно даже не мелкосерийное производство, для которого 3D принтера подходят, а единичные экземпляры, что тоже по силам для 3D печати.
3D принтеры, внедренные в школьную среду, приводят к возможностям
нестандартного обучения. Модели, разработанные на компьютерах, можно напечатать и получить макет в трех измерениях (3D). Теория быстро предстает в виде физических объектов, которые можно потрогать. Ученики имеют возможность заниматься с современными и нужными на данный момент инструментами.
Применение 3D печати в различных школьных предметах, например:
- математика: разработка, печать и расчет 3D объектов.
- география: рельефы.
- искусство: разработка различных объектов и их печать.
- естественные науки: печать моделей молекул.
- музыка: печать простых инструментов.

1.2.Визуализация в математике.
В математике визуализация всегда была важным компонентом обмена информацией. Фигуры и модели помогли выразить идеи раньше, чем официальный математический язык смог описать структуры. В то время как числа расширяют язык, изображения позволяют визуализировать понятия, представление объекта в пространстве сохраняет его значимость. Уже в древней Греции, использовались деревянные модели конусов Аполлона, чтобы преподавать коническое сечение. Ранние исследования в математике часто были визуальными: фигуры на Вавилонских глиняных табличках иллюстрируют пифагоровы тройки, московский математический папирус изображает рисунки, которые помогли вывести формулу объема для усеченного конуса. Визуализация не только пояснительная, образовательная или эвристическая, она имеет практическое значение: Пифагоровы треугольники, представленные веревками, помогли измерению и разделению земель в Вавилонии. Линейка и циркуль, добавленные к конструкторской математике на бумаге, могут использоваться для создания проекта механизмов. Греческие математики, такие как Аполлоний, Аристарх, Евклид или Архимед осваивали искусство через представление математических фигур. Визуализация особенно важна в образовании и может подвести к новому пониманию. Визуализация помогает демонстрировать красоту математики и продвигаться к более многочисленной публике. Фигуры могут вдохновить на новые идеи, создать новые теоремы или помочь в вычислениях.
Развитие 3D-печати является последним звеном в цепочке методов визуализации. Распечатанные модели позволяют иллюстрировать понятия в различных математических областях, таких как вычисления, геометрия.
1.3.Особенности работы со слепыми и слабовидящими детьми.
Как пишет учитель математики Лыскова Г.А. ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]): тотально слепые [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] пользуются тактильно - кинестетическим и слуховым способами восприятия учебного материала.
В [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], дети узнают об элементарных пространственных признаках ориентировки на плоскости , а именно на тетрадном листе, плоскости стола, классной доски и в большом пространстве : в пределах класса, школы и прилегающей территории.
Одним из способов развития пространственных представлений на уроках математики является моделирование, когда ученики вместе с учителем готовят различные наглядные пособия из бумаги, картона, проволоки (макеты многоугольников и многогранников). Большие возможности дают наглядные средства для развития конструктивной деятельности (составление различных геометрических фигур по образцу и без образца).
Непосредственно воспринимая множество предметов, пересчитывая число их элементов, объединяя или удаляя части множеств, учащиеся убеждаются в том, что такие математические понятия, как число, арифметическое, действие, геометрическая фигура взяты из окружающей жизни
Виды наглядных пособий, используемых при обучении математике слепых и слабовидящих:
1. Счетные палочки, которые особенно широко используются при формировании понятий о числе и арифметических действиях.
2. Набор объемных пособий кубиков, пирамид, цилиндров, шаров и других игрушек.
А теперь представьте, что педагог при подготовке к уроку сможет сам напечатать нужную фигуру, в том числе полую. Он сможет объяснить детям понятие высоты у объемной фигуры, радиуса, биссектрисы, и т.п.
1.4. Вывод:
На основании всего вышесказанного мы можем констатировать, что 3D технология и 3D печать откроют новые перспективы для расширения математического кругозора слепых и слабовидящих детей.































Глава 2. Эксперимент.
2.1. План эксперимента.
Чтобы выяснить помогут ли 3D технологии для улучшения качества и количества математических знаний среди слепых и слабовидящих младших школьников, я решила:
- провести анкетирование среди учащихся 4 класса,
- провести эксперимент среди учащихся 4 класса,
- провести исследование с помощью графических материалов и наглядных пособий.
При подготовке к проведению эксперимента я купила сборные элементы и смогла собрать наглядные пособия.
2.2. Анкетирование.
В анкетировании приняли участие 20 человек, это дает мне возможность сделать значимые выводы.
Для дальнейшего проведения эксперимента я провела анкетирование, в котором узнала, насколько хорошо мои одноклассники знают и понимают математику, отличают объемные геометрические фигуры и разбираются в математических терминах.
Учащимся 4 класса были заданы следующие вопросы: (ниже приведена таблица ответов на 1 и 2, 5 и 6 вопросы и диаграмма ответов на 3,4 и 7 вопросы)

Как ты учишься в школе: __ на 4-5 __ на 4-3 __на 3 и ниже
Какая у тебя средняя оценка по математике: __ 5 __4 __3
Круг – это объемная фигура или плоская? _____________
Конус – это объемная фигура или плоская? ____________
Различаешь ли ты объемные геометрические фигуры между собой: ___ да ___нет
Знаешь ли ты, как из одной формы объемной геометрической фигуры сделать другую: ___да ___нет
Как называется эта фигура ___квадрат ___куб

13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415


Результаты анкетирования представлены в таблице 1 и на диаграмме.
Таблица 1
1 вопрос
На 4-5 – 8 учащихся
На 4-3 – 12 учащихся
На 3 и ниже – 0 учащихся

2 вопрос
5- 8 учащихся
4 – 10 учащихся
3- 2 учащихся

5 вопрос
Да – 20 учащихся
Нет – 0 учащихся
-

6 вопрос
Да – 20 учащихся
Нет – 0 учащихся
-

Из таблицы 1 видно, что, что в рамках школьной программы мои одноклассники достаточно хорошо, с их слов, знают и понимают математику.
13 EMBED MSGraph.Chart.8 \s 1415
На диаграмме мы можем увидеть, что учащиеся разбираются в математических терминах, а также отличают объемные фигуры от плоских.
2.3. Проведение опыта.
В ходе проведения эксперимента я провела опыт.
В качестве вспомогательных пособий для опыта я взяла:
- темные повязки на глаза
- наглядное пособие, объемную геометрическую фигуру, а именно четырехугольную пирамиду (приложение 3)
- наглядное пособие, выполненное с помощью подручных материалов (приложение 1)
-графический материал (приложение 2) –. Графический материал я выполнила используя сайты в интернете. ( [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]; [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] )
Для проведения опыта я пригласила своих одноклассников, которые проходили анкетирование.
Хочу отметить следующее: мои одноклассники не знают различия между треугольными и прямоугольными пирамидами, т.к. в школе мы это не изучали.
Проведение опыта я разделила на 2 части
В первой части этой работы я представила своим одноклассникам графический материал (приложение 2). Изучая этот материал, мы смогли дать определение пирамиде. Пирамида – это многогранник, основание которого многоугольник, а остальные грани треугольники, имеющие общую вершину. По числу углов основания различают пирамиды треугольные, четырехугольные и т. д. В нашем случае пирамида треугольная. Перпендикуляр, проведенный из вершины пирамиды к плоскости основания, называется высотой (h) пирамиды. Исходя из этих, вновь полученных знаний и графического материала, применив нужные формулы, мы смогли найти высоту пирамиды, площадь полной поверхности, объем пирамиды. А самое главное, что на графическом материале наглядно видно, что такое высота треугольной пирамиды.
Во второй части работы я завязала своим одноклассникам глаза и раздала каждому из них наглядное пособие, а именно четырехугольную пирамиду (приложение 3). Я дала 5 минут, чтобы каждый мог тактильно изучить пирамиду.
После долгого обсуждения, я провела опрос, где задала следующие вопросы: (ниже приведена таблица ответов, таблица 2)
Какая объемная фигура Вам дана была для изучения?
Отличается ли она от фигуры, которую мы изучали с Вами в первой части эксперимента?
Как Вы думаете, а высоту этой фигуры как мы можем узнать, или хотя бы понять, что это такое?
Таблица 2
1 вопрос
Прямоугольная пирамида – 15 учащихся
Затрудняюсь ответить – 5 учащихся

2 вопрос
Да – 15 учащихся
Затрудняюсь ответить – 5 учащихся

3 вопрос
Да - 0 учащийся
Нет - 20 учащихся

В ходе второй части эксперимента мои одноклассники догадались, что эта фигура похожа на ту, которую мы изучали в первой части эксперимента, но одна из ее граней совершенно другая. Мы продолжили обсуждение и пришли к выводу, что, так как одна из ее граней прямоугольник, значит – это прямоугольная пирамида. Но у нас на глазах повязки и мы не видим. Как же тогда, мы сможем узнать высоту этой пирамиды?
Исходя из этого вопроса, я раздала каждому из них наглядное пособие (приложение 1), и после тактильного изучения данного пособия все стало на свои места. Все смогли понять, несмотря на завязанные глаза, что такое высота у данной пирамиды.
После этого все сняли повязки и смогли рассмотреть весь материал.
Выполнив этот эксперимент, я пришла к выводу, что учащиеся даже предварительно изучив треугольную пирамиду, которая является подобной четырехугольной, столкнулись с разными сложностями, изучая четырехугольную с закрытыми глазами.
Этот эксперимент доказывает следующее:
- напечатав фигуры на 3D принтере, сделав их полыми внутри, слепые и слабовидящие дети, смогут расширить геометрические знания.

2.4. Вывод:
Найденные и проанализированные нами примеры позволяют убедиться, что применение 3D технологий необходимо для изучения математики слепыми и слабовидящими детьми.














Заключение.
На основании всего вышесказанного я считаю, что внедрив на уроки математики для слепых и слабовидящих детей 3D печать и 3D принтер, мы не только улучшим качество знаний, но и поднимем мотивацию для их получения. На уроках, или после, учитель сможет превратить идеи детей, которые у них есть только в голове, в реальные объекты, которые они смогут тактильно изучить.
В перспективе было бы интересно использовать 3D печать и 3D принтер для изучения географии, а также зоологии и анатомии слабовидящими и слепыми детьми.
Мое исследование может быть полезно и интересно и зрячим учащимся школ, которые увлекаются математикой, а также всем, кто интересуется новыми технологиями.
В процессе написания работы я выяснила, как изучают математику слабовидящие и слепые дети. Работа помогла мне понять, что с помощью современных технологий можно получать больше знаний, больше опыта. А самое главное, что изучение любой науки становится интересней.













Список использованной литературы и источников.
1. Малых Р.Ф. Обучение математике слепых и слабовидящих младших школьников: учебное пособие. СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена, 2004. 160 с.
2. Михайлова А. Е., Дошина А. Д. 3D принтер технология будущего // Молодой ученый. 2015. №20. С. 40-44.
3. Библиотека методических материалов для учителя. Режим доступа [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
4. Поиск он-лайн презентаций и докладов. Режим доступа [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
5. Доступная 3В печать для науки, образования и устойчивого развития. Режим доступа [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
6. Лыскова Г.А. Методика обучения слабовидящих и незрячих детей математике. Режим доступа http://pandia.ru/text/80/069/15689.php









13PAGE 15


13PAGE 14315