Развитие творческого мышления с LEGO® Education MINDSTORMS EV3: 7 практических советов по Методике SCAMPER для роботов-строителей

В современном мире, где технологии стремительно развиваются, робототехника играет все более важную роль. Она не только открывает новые возможности для автоматизации и оптимизации различных процессов, но и становится неотъемлемой частью образования, особенно в сфере STEM. В этой статье мы рассмотрим, как использование LEGO® Education MINDSTORMS EV3 может помочь развить креативность и творческое мышление у детей и подростков.

LEGO® Education MINDSTORMS EV3 – это конструируемый робот, который позволяет учащимся создавать собственных роботов и программировать их с помощью простого и интуитивно понятного программного обеспечения. В процессе проектирования, сборки и программирования роботов, учащиеся развивают множество важных навыков: программирование, инженерное мышление, решение проблем, командная работа, и, конечно, креативность.

Креативность – это способность генерировать новые идеи и решения. В робототехнике креативность проявляется в способности придумать новые конструкции роботов, реализовать нестандартные функции и применить роботов для решения разнообразных задач. Развитие креативности с помощью LEGO® Education MINDSTORMS EV3 – это один из ключевых приоритетов современного образования.

Исследования показывают, что STEM-образование, в которое входит робототехника, играет важную роль в развитии креативности. По данным OECD (Организации экономического сотрудничества и развития), учащиеся с хорошо развитым STEM-образованием более склонны к творческому мышлению, innovativeness и решению проблем.

LEGO® Education MINDSTORMS EV3 предоставляет учащимся широкие возможности для развития креативности. Дети и подростки могут создавать собственных роботов и программировать их для выполнения разнообразных задач. Они могут экспериментировать с разными конструкциями, использовать различные сенсоры и актуаторы, и создавать собственные алгоритмы программирования.

Чтобы повысить креативность в процессе работы с LEGO® Education MINDSTORMS EV3, мы рекомендуем использовать методику SCAMPER. Эта методика помогает генерировать новые идеи путем изменения существующих решений.

В следующей части статьи мы рассмотрим применение методики SCAMPER в робототехнике с LEGO® Education MINDSTORMS EV3.

Методика SCAMPER: Инструмент для развития творческого мышления

Развитие творческого мышления – ключевой фактор успеха в современном мире. В робототехнике, где необходимо решать нестандартные задачи и создавать новые решения, особенно важно уметь генерировать идеи и придумывать новые подходы. Методика SCAMPER является мощным инструментом для развития творческого мышления и помогает учащимся в процессе работы с LEGO® Education MINDSTORMS EV3.

SCAMPER – это аббревиатура, которая расшифровывается как:

• Substitute (Подмена) – изменить материал, компонент, цвет или форму робота.
• Combine (Объединение) – создать новую функцию, объединив существующие.
• Adapt (Адаптация) – модифицировать существующее решение для новых задач.
• Modify (Модификация) – изменить форму, размер, цвет или другие характеристики робота.
• Put to other uses (Поиск нового применения) – использовать робота для нестандартных задач.
• Eliminate (Элиминация) – упростить конструкцию и функции робота.
• Reverse (Реверс) – изменить порядок действий или направление движения робота.

SCAMPER – это методика, которая помогает генерировать новые идеи путем изменения существующих решений. Она может быть использована для развития креативности в любой области, включая робототехнику.

SCAMPER – это не только инструмент для развития творческого мышления, но и практическая методика, которая может быть использована для решения реальных задач.

SCAMPER – это простой и эффективный инструмент, который может быть использован в обучении робототехнике с LEGO® Education MINDSTORMS EV3. В следующих разделах мы рассмотрим конкретные примеры применения SCAMPER для развития креативности в робототехнике.

Применение SCAMPER в робототехнике с LEGO® Education MINDSTORMS EV3

Методика SCAMPER — это мощный инструмент для стимулирования креативности и идейного штурма. Применение ее в работе с LEGO® Education MINDSTORMS EV3 позволяет учащимся переосмыслить существующие решения и создавать новые, более эффективные и творческие роботы.

Давайте рассмотрим, как использовать каждый принцип SCAMPER в робототехнике с LEGO® Education MINDSTORMS EV3:

Подмена (Substitute): Изменение материалов и компонентов

Подмена – это один из самых простых и эффективных способов генерировать новые идеи. В контексте робототехники с LEGO® Education MINDSTORMS EV3 подмена может означать замену одного материала на другой или одного компонента на другой. Например, можно заменить пластиковый корпус робота на металлический, чтобы сделать его более прочным и устойчивым к воздействию внешних факторов. Или можно заменить стандартный мотор на более мощный, чтобы увеличить скорость движения робота.

Подмена может быть использована для достижения следующих целей:

• Улучшение функциональности робота.
• Снижение стоимости производства робота.
• Повышение прочности и устойчивости робота.
• Увеличение скорости или мощности робота.
• Создание уникального дизайна робота.

Вот несколько примеров подмены в робототехнике с LEGO® Education MINDSTORMS EV3:

• Замена пластиковых колес на резиновые для повышения сцепления с поверхностью.
• Замена стандартных сенсоров на более точную модель для повышения точности измерений.
• Замена программируемого блока EV3 на более мощный для обработки более сложных алгоритмов.
• Использование 3D-печати для создания нестандартных деталей робота.

Подмена – это отличный способ попробовать новые материалы и компоненты и посмотреть, как они влияют на функциональность и дизайн робота.

Важно помнить, что подмена не всегда приводит к положительным результатам. Иногда необходимо провести несколько экспериментов, чтобы найти оптимальное решение.

Объединение (Combine): Создание новых функций путем объединения существующих

Объединение – это один из самых креативных подходов к решению задач в робототехнике. Суть этой техники заключается в том, чтобы взять два или более существующих решения, которые могут быть совершенно разными, и объединить их в одно новое, более функциональное решение. В контексте LEGO® Education MINDSTORMS EV3 это может означать комбинирование различных механизмов, сенсоров и программных блоков для создания робота, который выполняет более сложные задачи.

Например, можно объединить механизм движения робота с сенсором расстояния, чтобы робот мог избегать препятствий. Или можно объединить сенсор цвета с мотором, чтобы робот мог сортировать предметы по цвету. Примеров объединения в робототехнике с LEGO® Education MINDSTORMS EV3 очень много.

Объединение может быть использовано для достижения следующих целей:

• Создание новых функций робота.
• Повышение эффективности робота.
• Упрощение конструкции робота.
• Создание робота, который может выполнять более сложные задачи.

Вот несколько примеров объединения в робототехнике с LEGO® Education MINDSTORMS EV3:

• Объединение сенсора цвета и мотора для создания робота, который может сортировать предметы по цвету.
• Объединение сенсора расстояния и мотора для создания робота, который может избегать препятствий.
• Объединение сенсора касания и мотора для создания робота, который может открывать и закрывать двери.
• Объединение сенсора ультразвука и мотора для создания робота, который может определять расстояние до предмета.

Объединение – это один из самых креативных подходов к решению задач в робототехнике.

Адаптация (Adapt): Модификация существующих решений для новых задач

Адаптация – это способность применить существующее решение к новой ситуации или задаче. В робототехнике с LEGO® Education MINDSTORMS EV3 адаптация может означать модификацию существующего робота для выполнения новой задачи. Например, робот, который был спроектирован для перемещения по прямой линии, может быть адаптирован для движения по кругу или для объезда препятствий.

Адаптация может быть использована для достижения следующих целей:

• Расширение функциональности робота.
• Повышение универсальности робота.
• Создание робота, который может выполнять более сложные задачи.

Вот несколько примеров адаптации в робототехнике с LEGO® Education MINDSTORMS EV3:

• Адаптация робота, который был спроектирован для перемещения по прямой линии, для движения по кругу или для объезда препятствий.
• Адаптация робота, который был спроектирован для сборки кубиков, для сортировки предметов по цвету или форме.
• Адаптация робота, который был спроектирован для использования в закрытом помещении, для использования на открытом воздухе.

Адаптация – это отличный способ попробовать новые способы использования существующего робота.

Модификация (Modify): Изменение формы, размера, цвета или других характеристик

Модификация – это процесс изменения существующего решения, чтобы сделать его лучше, эффективнее или просто интереснее. В робототехнике с LEGO® Education MINDSTORMS EV3 модификация может означать изменение формы, размера, цвета или других характеристик робота.

Например, можно изменить форму кузова робота, чтобы сделать его более обтекаемым или более устойчивым. Можно также изменить размер колес или моторов для повышения скорости или мощности робота. Или можно изменить цвет робота, чтобы сделать его более привлекательным.

Модификация может быть использована для достижения следующих целей:

• Улучшение функциональности робота.
• Повышение эффективности робота.
• Создание уникального дизайна робота.

Вот несколько примеров модификации в робототехнике с LEGO® Education MINDSTORMS EV3:

• Изменение формы кузова робота, чтобы сделать его более обтекаемым.
• Изменение размера колес робота, чтобы увеличить его скорость или мощность.
• Изменение цвета робота, чтобы сделать его более привлекательным.
• Добавление новых деталей к роботу, чтобы улучшить его функциональность.

Модификация – это один из самых простых и эффективных способов улучшить дизайн и функциональность робота. онкологических

Поиск нового применения (Put to other uses): Использование робота для нестандартных задач

Поиск нового применения – это одна из самых интересных и творческих техник в SCAMPER. Она заключается в том, чтобы посмотреть на существующий объект или решение с новой точки зрения и найти ему нестандартное применение. В контексте LEGO® Education MINDSTORMS EV3 это означает использовать робота не по назначению, а для решения каких-то новых, неожиданных задач.

Например, робот, который был спроектирован для перемещения по прямой линии, может быть использован для рисунка на бумаге или для переноса маленьких предметов. Робот, который был спроектирован для сортировки кубиков, может быть использован для сортировки конфет по цвету или для игры в дартс.

Поиск нового применения может быть использован для достижения следующих целей:

• Развитие творческого мышления.
• Создание новых и неожиданных решений.
• Повышение интереса к робототехнике.

Вот несколько примеров поиска нового применения в робототехнике с LEGO® Education MINDSTORMS EV3:

• Использование робота для рисунка на бумаге или для переноса маленьких предметов.
• Использование робота для игры в дартс или для сортировки конфет по цвету.
• Использование робота для управления игрушками или для проведения небольших экспериментов.
• Использование робота для помощи в домашнем хозяйстве или для ухода за домашними животными.

Поиск нового применения – это отличный способ попробовать новые способы использования существующего робота и посмотреть, какие новые возможности он может предложить.

Элиминация (Eliminate): Упрощение конструкции и функций

Элиминация – это техника SCAMPER, которая заключается в удалении ненужных элементов или функций из существующего решения. В робототехнике с LEGO® Education MINDSTORMS EV3 это означает упростить конструкцию робота или удалить некоторые его функции, чтобы сделать его более эффективным или более простым в использовании.

Например, можно удалить ненужные датчики, моторы или программные блоки, чтобы сделать робота более компактным и легким. Или можно упростить алгоритм программирования, чтобы сделать его более понятным и легким в использовании.

Элиминация может быть использована для достижения следующих целей:

• Упрощение конструкции робота.
• Снижение стоимости производства робота.
• Увеличение скорости и эффективности робота.
• Создание робота, который более прост в использовании.

Вот несколько примеров элиминации в робототехнике с LEGO® Education MINDSTORMS EV3:

• Удаление ненужных датчиков, моторов или программных блоков.
• Упрощение алгоритма программирования.
• Использование более простых механизмов для реализации функций робота.
• Удаление ненужных деталей из конструкции робота.

Элиминация – это отличный способ сделать робота более эффективным и простым в использовании.

Реверс (Reverse): Изменение порядка действий или направления движения

Реверс – это одна из самых интересных и нестандартных техник в SCAMPER. Она заключается в том, чтобы изменить порядок действий или направление движения в существующем решении. В контексте LEGO® Education MINDSTORMS EV3 это означает заставить робота делать то, что он обычно не делает.

Например, робот, который обычно движется вперед, может быть запрограммирован на движение назад. Робот, который обычно схватывает предметы левой рукой, может быть запрограммирован на схватывание предметов правой рукой. Или робот, который обычно работает в автоматическом режиме, может быть запрограммирован на ручное управление.

Реверс может быть использован для достижения следующих целей:

• Создание новых и нестандартных решений.
• Повышение универсальности робота.
• Развитие творческого мышления.

Вот несколько примеров реверса в робототехнике с LEGO® Education MINDSTORMS EV3:

• Робот, который обычно движется вперед, запрограммирован на движение назад.
• Робот, который обычно схватывает предметы левой рукой, запрограммирован на схватывание предметов правой рукой.
• Робот, который обычно работает в автоматическом режиме, запрограммирован на ручное управление.
• Робот, который обычно использует один датчик, запрограммирован на использование двух датчиков.

Реверс – это отличный способ попробовать новые способы использования существующего робота и посмотреть, какие новые возможности он может предложить.

Примеры применения SCAMPER в робототехнике

Чтобы лучше понять, как методика SCAMPER может быть использована в робототехнике с LEGO® Education MINDSTORMS EV3, рассмотрим несколько конкретных примеров.

Задача: Создать робота, который может сортировать предметы по цвету.

Решение:

• Подмена:* Вместо стандартных сенсоров цвета использовать сенсоры ультразвука, которые могут определять цвет предмета по отраженному звуку.
• Объединение: Объединить сенсор цвета с мотором, чтобы робот мог перемещать предметы в разные контейнеры в зависимости от их цвета.
• Адаптация: Адаптировать робота, который был спроектирован для сортировки кубиков, для сортировки предметов другой формы.
• Модификация: Изменить форму кузова робота, чтобы сделать его более компактным и удобным для работы в тесных пространствах.
• Поиск нового применения: Использовать робота для сортировки конфет по цвету или для игры в дартс.
• Элиминация: Удалить ненужные датчики, моторы или программные блоки, чтобы сделать робота более компактным и легким.
• Реверс: Запрограммировать робота на сортировку предметов в обратном порядке (сначала красные, потом синие, потом зеленые).

Задача: Создать робота, который может перемещаться по лабиринту.

Решение:

• Подмена:* Вместо стандартных колес использовать гусеницы, чтобы робот мог более легко перемещаться по неровной поверхности.
• Объединение: Объединить сенсор расстояния с мотором, чтобы робот мог определять расстояние до стен лабиринта и избегать их.
• Адаптация: Адаптировать робота, который был спроектирован для перемещения по прямой линии, для движения по извилистой траектории лабиринта.
• Модификация: Изменить форму кузова робота, чтобы сделать его более компактным и удобным для прохождения узких коридоров лабиринта.
• Поиск нового применения: Использовать робота для изучения рельефа местности или для поиска предметов в закрытом пространстве.
• Элиминация: Удалить ненужные датчики, моторы или программные блоки, чтобы сделать робота более компактным и легким.
• Реверс: Запрограммировать робота на движение в обратном направлении, чтобы он мог найти выход из лабиринта.

Как видно из этих примеров, методика SCAMPER – это мощный инструмент, который может быть использован для решения разнообразных задач в робототехнике.

LEGO® Education MINDSTORMS EV3 – это уникальная платформа для обучения робототехнике и развития творческого мышления. Использование методики SCAMPER в работе с этой платформой позволяет учащимся генерировать новые идеи, решать нестандартные задачи и создавать уникальные роботы.

Преимущества использования LEGO® Education MINDSTORMS EV3 и методики SCAMPER:

• Развитие творческого мышления и креативности.
• Повышение интереса к науке и технологиям.
• Развитие навыков решения проблем.
• Повышение уровня компьютерной грамотности.
• Создание уникальных проектов, которые отражают индивидуальность учащихся.

В контексте современного мира, где технологии играют все более важную роль, развитие творческого мышления и навыков робототехники является необходимым условием успеха. LEGO® Education MINDSTORMS EV3 и методика SCAMPER – это отличные инструменты для достижения этих целей.

Мы уверены, что использование этих инструментов в образовательном процессе позволит учащимся развить свои творческие способности и подготовиться к успешной карьере в будущем.

Таблица с данными по использованию методики SCAMPER в робототехнике с LEGO® Education MINDSTORMS EV3:

Данная таблица представляет собой краткий обзор методики SCAMPER и ее применения в робототехнике с LEGO® Education MINDSTORMS EV3.

Сравнительная таблица методик развития творческого мышления в робототехнике с LEGO® Education MINDSTORMS EV3:

Данная таблица представляет собой краткий обзор нескольких методик развития творческого мышления, которые могут быть использованы в обучении робототехнике с LEGO® Education MINDSTORMS EV3. Выбор конкретной методики зависит от возраста учащихся, их уровня подготовки, а также от целей и задач обучения.

FAQ

Часто задаваемые вопросы по теме “Развитие творческого мышления с помощью LEGO® Education MINDSTORMS EV3 и методики SCAMPER”:

Для какого возраста подходит обучение робототехнике с LEGO® Education MINDSTORMS EV3?

LEGO® Education MINDSTORMS EV3 подходит для детей от 10 лет и старше. Однако, с помощью простых уроков и заданий можно заинтересовать робототехникой и более младших детей.

Какие навыки развиваются при обучении робототехнике с LEGO® Education MINDSTORMS EV3?

Обучение робототехнике с LEGO® Education MINDSTORMS EV3 способствует развитию следующих навыков:

• Программирование.
• Инженерное мышление.
• Реше­ние проблем.
• Команд­ная ра­бота.
• Креатив­ность.
• Логическое мышление.

Как использовать мето­дику SCAMPER в обучении робототехнике?

Мето­дику SCAMPER можно использовать для гене­рирования новых идей и решений в проце­ссе проек­тирования и созда­ния роботов. Каж­дый принци­п SCAMPER может быть при­менен для измене­ния су­ществу­ющих ре­шений и соз­дания новых.

Как сделать обу­чение робототехнике более интересным и за­хватывающим?

Чтобы сделать обучение робототехнике более интересным и за­хватывающим, можно исполь­зовать сле­дующие приемы:

• Созда­ть иг­ровую форму обучения.
• Пред­ложить уча­щимся интере­сные за­дачи и про­екты.
• Исполь­зовать реа­льные при­меры при­менения робототе­хники.
• Созда­ть атмо­сферу твор­чества и ко­мандной ра­боты.

Какие ресурсы можно исполь­зовать для обучения робототехнике с LEGO® Education MINDSTORMS EV3?

Су­ще­ствует много ре­сурсов для обу­чения робото­технике с LEGO® Education MINDSTORMS EV3, включая:

• Официаль­ный сайт LEGO® Education.
• Он­лайн-кур­сы и ма­тери­алы по ро­бототехни­ке.
• Книги и ста­тьи по ро­бототехнике.
• Со­обще­ства робото­техников в социаль­ных сетях.

Ка­кие кон­курсы по робото­технике существуют для де­тей?

Для де­тей су­ществует много кон­курсов по ро­бототехни­ке, включая:

• FIRST LEGO League (FLL).
• World Robot Olympiad (WRO).
• Робо­Финист.
• Робо­Квест.

Как выбрать на­илучший ва­риант обучения робототехнике для сво­его ребенка?

При выборе ва­рианта обу­чения ро­бототехни­ке для сво­его ре­бенка необ­ходимо учиты­вать сле­дующие фак­торы:

• Возраст ребенка.
• Уровень под­готовки ребенка.
• Цели обу­чения.
• Фи­нансо­вые во­зможно­сти.

Ка­кая стои­мость обу­чения ро­бототехнике с LEGO® Education MINDSTORMS EV3?

Стои­мость обу­чения ро­бототехни­ке с LEGO® Education MINDSTORMS EV3 за­висит от мно­гих фак­торов, включая фор­мат обучения (груп­повое или индивиду­альное), дли­тельность курса и стои­мость до­полнитель­ных ма­териа­лов.

Как избе­жать ошибок при обучении робото­технике с LEGO® Education MINDSTORMS EV3?

Чтобы избе­жать ошибок при обучении робото­технике с LEGO® Education MINDSTORMS EV3, необ­ходимо сле­довать сле­дующим со­ветам:

• Исполь­зовать каче­ственные ма­тери­алы.
• Сле­довать ин­струк­циям и ре­комен­дациям.
• Прове­рять свою ра­боту на каж­дом эта­пе.
• Не бояться экспериме­нтиро­вать.

Где можно ку­пить LEGO® Education MINDSTORMS EV3?

LEGO® Education MINDSTORMS EV3 можно ку­пить в спе­циали­зирован­ных ма­газинах и он­лайн.