XII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Роботизированная подставка для книги - средство сбережения здоровья учащихся
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
К здоровью ребёнка школьного возраста нужно относиться очень внимательно. В этом возрасте легко пропустить какое-то заболевание или проблему, которая может дать о себе знать в будущем.
Современная школьная нагрузка является очень тяжелой для школьников. Ребёнок с первого класса посещает множество, зачастую слишком сложных для его возраста предметов, занимается с большим объёмом домашних заданий или ходит на дополнительные занятия. Вследствие этого современные школьники часто сталкиваются с такими проблемами, как хроническое переутомление, ухудшение зрения. Ребёнок становится невнимательным, жалуется на усталость, головную боль, частую смену настроения и т. д.[6]
В такой ситуации следует принять все меры, чтобы ситуация не осложнилась и не пришлось прибегать к помощи врачей. Школьникам необходим определённый режим дня, правильное питание, и адекватная возрасту нагрузка.
Переутомление школьника также часто связано с неправильной осанкой, и, если не принять меры, то искривление позвоночника испортит жизнь на многие годы. Неправильная осанка - это не только некрасиво, но и вредно для здоровья, она ведет к ущемлению нервов, повреждениям позвонков, препятствует правильному развитию и работе внутренних органов.
Именно в школьном возрасте есть риск развития «школьной близорукости». Приобретённая близорукость возникает из-за сильного переутомления глаз связанного с частым чтением и плохим освещением. Нельзя исключать и такую причину как частый просмотр телевизора или длительное нахождение ребёнка за компьютером. Если учащийся вынужден долго сидеть за компьютером или за чтением книги, необходимо чтобы он делал перерывы и устраивал гимнастику для глаз. Длительные занятия (чтение, письмо и т. п.) требуют 10-минутные перерывы каждые 40-50 минут.
С началом систематического обучения в деятельности детей преобладающим становится статический компонент. В младших классах учащиеся проводят за партой от 4 до 6 часов. Вместе с тем статическая выносливость у школьников невелика, утомление организма развивается относительно быстро, что связано с возрастными особенностями двигательного аппарата. Внешне это проявляется в изменении позы, двигательном беспокойстве. Учащиеся младших классов не могут удержать стойку «смирно» более 5-7 минут. Для подростков также весьма утомительно стояние, которое является основной позой при проведении различных линеек в школе. Этим и объясняется актуальность данной темы.
Проблема исследования заключается в том, что детей младшего школьного возраста с нарушением осанки, а так же ухудшения зрение в настоящее время увеличивается, а не уменьшается.
Объект исследования: профилактика нарушений осанки и зрения.
Предмет исследования: влияние систематических занятий с помощью роботизированной подставки для книги на развитие осанки и упражнение на зрения учащихся начальной школы.
Цель проекта: на основе конструктора Lego Mindstorms Education EV3 создать роботизированную подставку для книги, и выявить влияние использования роботизированной подставки на развитие осанки и зрения для учащихся начальной школы.
Задачи проекта:
Изучить литературу и другие источники информации по теме: причины нарушения осанки и зрения у учащихся младшего школьного возраста.
Провести экспериментальный замер осанки и зрения с помощью наблюдения на уроке у одноклассников.
На основе микрокомпьютера MINDSTORMS Education EV3 и деталей конструкторов LEGO, а так же различных дополнительных материалов, создать роботизированную подставку для книги, которая следит за изменением осанки школьника, а также проводит профилактическую гимнастику для глаз, в соответствии с планом
Провести апробацию продукта.
Гипотеза:если будет правильно подобрана методика проведения занятий, включающих работизированную подставку, то это докажет ее положительную роль в профилактике нарушений осанки и зрения младших школьников.
Глава 1. Причины нарушения осанки и зрения у детей школьного возраста.
Осанка - привычное положение тела при сидении, стоянии, ходьбе. Она начинает формироваться с раннего детства и зависит от формы позвоночника, равномерности развития и тонуса мускулатуры торса.
Правильная осанка ценна потому, что при ней для всех внутренних органов создаются наиболее благополучные условия функционирования, а движения человека наиболее естественны, экономичны и результативны.
Неправильная осанка плохо сказывается на работе внутренних органов: затрудняется работа сердца, лёгких, желудочно-кишечного тракта, уменьшается жизненная емкость легких, снижается обмен веществ, появляются головные боли, повышается утомляемость, падает аппетит, ребенок становится вялым, апатичным, избегает подвижных игр.[6]
Наиболее известным нарушением осанки является сутулость. При ней шейней изгиб позвоночника увеличен, а поясничный сглажен, плечи опущены и несколько сведены вперед, лопатки разведены, грудь впалая, голова опущена, ноги нередко согнуты в коленях, руки висят вдоль туловища. Бывают отдельные нарушения в различных частях тела: так называемые «крыловидные» (т.е. слишком отстающие от туловища) лопатки, уплощение грудной клетки, асимметрия плеч (одно выше другого) или же чрезмерная их сведённость вперед и т.д.
Осанка в основном формируется в 6-7 лет, это связано с основными задачами предмета «Физическая культура» и проводится с учетом возрастных особенностей развития учащихся. Дети 6-9 лет находятся в периоде интенсивного биологического развития и активного освоения различных форм школьного труда. В связи с этим обучение осанки в младших классах направлено на привитие навыка правильной осанки и профилактику отрицательных влияний однообразных поз и малоподвижного режима, характерного для школьного труда [6].
Поддержание правильной позы во время ходьбы, выполнение работ стоя или при ответах у доски, а также в период многочасовых учебных занятий за партой или дома за письменным столом требует систематичности и повторяемости. Образование и закрепление двигательных навыков, формирующих осанку школьников, происходит постепенно и длительно с раннего возраста.
Из всех органов чувств человека глаза считаются самым драгоценным даром природы. Зрение дает людям почти 90% информации, воспринимаемой из внешнего мира. Хорошее зрение необходимо человеку для любой деятельности: учебы, отдыха, повседневной жизни. И каждый должен понимать, как важно оберегать и сохранять зрение. Потеря зрения, особенно в детском возрасте - это огромная трагедия.
В детском возрасте развитию зрения должно быть уделено особое внимание, поскольку организм ребенка очень восприимчив к всякого рода воздействиям.
Благодаря чему мы видим окружающий мир и как это происходит?
Глазное яблоко через свою переднюю прозрачную часть– роговицу пропускает отраженные от предметов лучи света и фокусирует на своей внутренней оболочке - сетчатке, где под их воздействием происходит химическая реакция, в результате которой выделяется энергия, несущая зрительную информацию. Эта энергия в виде нервного возбуждения по проводящим путям направляется в кору головного мозга, где и происходит формирование зрительного образа.
Наиболее распространенные формы нарушений зрения
Наиболее частыми формами нарушений зрения в детском возрасте являются близорукость, дальнозоркость, астигматизм и косоглазие.
Близорукость - как правило, приобретенное заболевание, когда в период интенсивной зрительной нагрузки (чтение, письмо, просмотр TV-передач, игр на компьютере) из-за нарушения кровообращения, происходят изменения в глазном яблоке, приводящие к его растяжению (удлинению).
В результате такого растяжения ухудшается зрение вдаль, а при более высокой степени - и вблизи. Здесь могут помочь очки или контактные линзы.
Первые признаки близорукости - это понижение зрения вдаль, которое улучшается при прищуривании или надавливании на глазное яблоко.[12]
Дальнозоркость. В отличие от близорукости, это не приобретенное, а врожденное состояние, связанное с особенностью строения глазного яблока.
Первые признаки проявления дальнозоркости - ухудшение остроты зрения вблизи, стремление отодвинуть текст от себя. В более выраженных и поздних случаях - понижение зрения вдаль, быстрая утомляемость глаз, покраснение и боли, связанные со зрительной работой.
Астигматизм - особый вид оптического строения глаза.
Явления этого врожденного или приобретенного характера обусловлено, чаще всего неправильностью кривизны роговицы.
Астигматизм выражается в понижении зрения как вдаль, так и вблизи, снижении зрительной работоспособности, быстрой утомляемости и болезненных ощущениях в глазах при работе на близком расстоянии.[5]
Косоглазие - положение глаз, при котором зрительная линия одного глаза направлена на рассматриваемый предмет, а другого - отклонена в сторону. Отклонение в сторону носа называется сходящимся косоглазием, к виску - расходящимся, вверх или вниз - вертикальным.
Развивается косоглазие вследствие нарушения согласованной работы мышц глаза. При этом работает только один здоровый глаз, косящий же глаз практически бездействует, что постепенно ведет к стойкому понижению зрения.
Зрение у детей формируется по мере их роста и имеет свои особенности. Наиболее интенсивно этот процесс происходит в период от 1-го до 5-го года жизни ребенка. В этом возрасте значительно увеличивается размер глаза, его преломляющая сила и вес глазного яблока, что сказывается на способности глаза видеть предметы четко - остроте зрения.
Острота зрения формируется у детей не сразу, а зависит от возраста. Так, при рождении большинство детей склонны к дальнозоркости, и только с 6-ти лет увеличивается число детей с нормальным зрением. Однако от 3-х до 7-ми лет причиной понижения зрения у детей бывает и близорукость. Кроме того, в 2-3-х летнем возрасте наиболее активно формируется совместная работа обоих глаз, поэтому именно в этом возрасте может возникнуть косоглазие.
Как сохранить зрение? Важное значение для охраны зрения детей имеет правильная организация занятий в домашних условиях.
Дома дети любят рисовать, лепить, а в более старшем возрасте - читать, писать, играть с конструктором. Эти занятия требуют постоянного активного участия зрения.
|
Чтобы улучшить зрение ребенка, нужно подобрать ему соответствующие игрушки и игры. Полезна любая игрушка, которая прыгает, вертится, катится и движется. Полезны любые игры с использованием мяча. Целесообразно уменьшить время игр, способствующих пристальному смотрению (шахматы, шашки, головоломки и т.д.). Профилактику неправильных зрительных привычек у ребенка начинают уже с 2-3-х лет. Детей учат периодически моргать, не горбиться, не дают им возможность смотреть пристально, просят чаще менять взгляд с ближнего на дальние предметы и обратно. Постепенно эти упражнения из игры для ребенка превратятся в полезную привычку. Очень важно обучить ребенка правильно смотреть телевизор и играть на компьютере. Помните, что длительный просмотр телепередач или занятий на компьютере оказывают вредное воздействие на зрение. Длительность непрерывного просмотра телепередач или занятий на компьютере для дошкольников и младших школьников не должна превышать получаса. Оптимальное расстояние до экрана телевизора - от 2-х до 5-ти метров. Экран монитора компьютера должен располагаться не ближе, чем на расстоянии вытянутой руки ребенка (40 см). Сидеть при этом необходимо не сбоку, а прямо перед экраном. В комнате должно быть обычное естественное или искусственное освещение. Важно только, чтобы свет от других источников не попадал в глаза. Во время чтения свет должен падать на книгу или тетрадь равномерно. Лучше всего заниматься с настольной лампой, оставляя при этом общее освещение. В поле зрения ребенка во время работы не должно быть отражающих поверхностей. Нужно избегать наклона головы близко к предмету работы. Лучшее расстояние для зрительной деятельности - 30-35 см. Неправильная посадка (близкое расстояние от глаз до книги и тетради) способствует возникновению и развитию близорукости. Сидеть нужно прямо, опираясь на спинку стула, чуть наклонив голову вперед, руки свободно лежат на столе, локти не свисают, ноги всей стопой опираются на пол или скамеечку. Стул на 3-5 см задвинут под стол. Важно научить ребенка самому контролировать свою посадку. Так, проверить расстояние от глаз до книги или рисунка можно рукой: поставить руку, согнутую в локте, на стол, кончики пальцев касаются виска, между столом и грудью должен свободно проходить кулак, лопатки касаются спинки стула. Воспитать у ребенка эту привычку помогает соответствующая мебель для занятий. Ни в коем случае нельзя разрешать детям читать лежа, т.к. эта привычка может явиться одним из провоцирующих близорукость факторов. |
Кроме перечисленных выше мер профилактики нарушения зрения у детей дошкольного и школьного возраста, не следует пренебрегать и гимнастикой для глаз[5].
Комплекс упражнений гимнастики для глаз
Быстро поморгать, закрыть глаза и посидеть спокойно, медленно считая до 5. Повторить 4-5 раз.
Крепко зажмурит глаза (считая до 3), открыть их и посмотреть вдаль (считая до 5). Повторить 4-5 раз.
Вытянуть правую руку вперед. Следить глазами, не поворачивая головы, за медленными движениями указательного пальца вытянутой руки влево и вправо, вверх и вниз. Повторить 4-5 раз.
Посмотреть на указательный палец вытянутой руки на счет 1-4, потом перенести взор вдаль на счет 1-6. Повторить 4-5 раз.
В среднем темпе проделать 3-4 круговых движений глазными яблоками в правую сторону, столько же в левую сторону. Расслабив глазные мышцы, посмотреть вдаль на счет 1-6. Повторить 1-2 раза.
Выполняется сидя. Откинувшись назад, сделать глубокий вдох, затем, наклонившись вперед, выдох. Повторить 5-6 раз.
Выполняется сидя. Откинувшись на спинку стула, прикрыть веки, крепко зажмурить глаза, открыть веки. Повторить 5-6 раз.
Выполняется сидя. Руки на пояс, повернуть голову вправо, посмотреть на локоть правой руки; повернуть голову влево, посмотреть на локоть левой руки, вернуться в исходное положение. Повторить 5-6 раз.
Выполняется сидя. Поднять глаза кверху, сделать ими круговые движения по часовой стрелке, затем сделать ими круговые движения против часовой стрелки. Повторить 5-6 раз.
Выполняется сидя. Руки вперед, посмотреть на кончики пальцев, поднять руки вверх (вдох), следить глазами за руками, не поднимая головы, руки опустить (выдох). Повторить 4-5 раза.
Указанные упражнения выполняются по возможности в середине каждого урока, а также на перемене и обязательно через каждые 40-50 минут зрительной работы в домашних условиях. Продолжительность одной тренировки в пределах 3-5 минут [9].
Глава 2. Экспериментальный замер осанки и зрения c помощью наблюдения на уроке у учащихся
Одной из задач школы, является сохранение и укрепление здоровья детей. Однако данные медицинских осмотров учащихся начальных классов свидетельствуют о негативных изменениях в состоянии здоровья школьников. Особенно высок процент заболеваний опорно-двигательного аппарата и органов зрения [12]. Зачастую дети страдают и тем и другим заболеваниями одновременно. Так, в моем классе 15% детей имеют нарушения зрения, у которых, в свою очередь, нарушения осанки встречаются в 58% случаев. Данные результаты мы можем увидеть на графике.
Глава 3. Разработка роботизированной подставки для книги с помощью конструктора LEGO MINDSTORMS Education EV3.
Задумав создание роботизированной подставки для книги, передо мной возникла проблема, как ее выполнить?
Решить данную проблему мне помогло мое увлечение лего-конструированием. Наборы конструкторов LEGO-Mindstorms с микропроцессором EV3 содержат множество датчиков, которые и помогут собрать всю необходимую информацию. Кроме того микропроцессоры EV3 работает автоматически без вмешательства человека, по заранее разработанной программе. То есть система будет автоматизированной.
Для реализации проекта нами были поставлены следующие этапы разработки роботизированной подставки.
Разработка чертежа подставки.
Сборка роботизированной подставки.
Составление программы для работы подставки.
Программирование подставки осуществлялась с помощью программного обеспечения Lego Mindstorms EV3.
Описание работы программы.
Для включения подставки необходимо нажать на датчик касания, после идет выполнения условия программы «если учащийся приближается к подставке, то Подставка сообщает ошибку при этом отъезжает назад затем обратно вперед» после ограниченного времени чтения электронной книги Подставка по выполнении программы сообщает о необходимости выполнить упражнения для глаз.
Осуществляется поворот на 180 градусов, и идет выполнение упражнения, а именно необходимо следить глазами за флажком, после выполнения упражнений предлагает продолжить чтение книги.
Параметры расстояния между человеком и подставкой, а также периодичность выполнения упражнения для глаз можно настраивать в программе индивидуально.
Р ис. 1.Подставка для книги, вид спереди Рис. 2.Подставка для книги, вид спереди с книгой
Р ис. 3.Подставка для книги, вид сбоку Рис. 4.Подставка для книги, вид сбоку с книгой
Заключение.
В результате работы над проектом нами создана роботизированная подставка для книг на базе конструктора LEGO MINDSTORMS Education EV3 и дополнительных материалов позволяющая проводить в автоматическом режиме упражнения для снятия напряжения с глаз после чтения книги, а так же отслеживание осанки учащегося. Поэтому мы делаем вывод о том, что цель проекта «создать роботизированную подставку для книги, а так же выявить влияние использование роботизированной подставки на развитие осанки и зрения для учащихся начальной школы» достигнута.
В этом проекте мы использовали не только контролер и моторы, так же мы задействовали датчик касания и датчик ультразвука конструктора LEGO MINDSTORMS Education EV3
Программа написана в среде программирования – LEGO MINDSTORMS Education EV3. Мы и далее будет продолжать работу над этим и другими проектами.
Мы уверены, что наши идеи найдут практическое применение для разработки новых классов для начальной школы, способных заботиться о здоровье детей.
Список использованных источников литературы.
Программы NXT- Забавные проекты для вашего LEGO Mindstorms [электронный ресурс] URL:http://www.nxtprograms.com/ (дата обращения 2.02.2021)
http://www.brainstorming.ru – научно-методический сайт, материалы по развитию творческого мышления и интеллекта.
РЦОКИО, повышение квалификации [электронный ресурс] URL// http://lego.rkc-74.ru/ (дата обращения 15.10.2020)
Лего роботы и инструкции для робототехника [электронный ресурс] URL// http://www.prorobot.ru/ (дата обращения 10.12.2021).
Реферат – Профилактика нарушений осанки у детей младшего школьного возраста – Педагогика [электронный ресурс] URL//https://ronl.org/referaty/pedagogika/305343/ (дата обращения 2.03.2021).
О профилактике расстройств зрения у детей- Публикатор [электронный ресурс] URL//http://38.rospotrebnadzor.ru/news/-/asset_ publisher /0Xcw/ content/id/950979/pop_up;jsessionid= 5C5E5F0E05CDB2D48BEF47E75F0ABD8. worker38?_101_ INSTANCE_ 0Xcw_viewMode=print (дата обращения 11.02.2021).
Подставки для книг купить в интернет- магазине OZON.ru [электронный ресурс] URL//https://www.ozon.ru/category/podstavki-dlya-knig-7187/ (дата обращения 11.12.2021).
–Ведущий образовательный портал России «Инфоурок» [электронный ресурс] URL//https://infourok.ru/metodicheskaya-razrabotka-uchebnogo-zanyatiya-po-teme-datchik-kasaniya-1331442.html (дата обращения 8.02.2021).
Смирнова М.В. Восстановление зрения. Лучшие методики: от У.Бейтса и М.Корбетт до В.Жданова и М.Норбекова.- М.:Вектор, 2010.-208с.
Рубан Э.Д. Практикум по коррекции зрения у детей в домашних условиях.-М.:Феникс, 2009.-62с.
Виес Ю.Б. Настольная книга для мальчиков.- Мн: Книжный дом, 2006.- 672 с.
Гельмгольц Г. О зрении человека. Новейшие успехи теории зрения.-М.: ЛИБРОКОМ, 2011, -194с.