Развитие технологического образования школьников средствами робототехники
Низенькова Марина Геннадьевна,
методист МАОУДПОС ЦИТ
Актуальность внедрения образовательной робототехники в общеобразовательные учреждения становится все более очевидной. Главная проблема, требующая скорейшего внедрения образовательной робототехники в школы и даже детские сады: прогрессирующий дефицит квалифицированных инженерно-технических кадров на рынке труда РФ. Внедрение образовательной робототехники в школах позволяет решать следующие задачи:
- Создание в ОУ образовательной среды, основанной на лабораториях инженерной направленности, где учащиеся изучают информатику в неразрывной связи с вопросами физики и математики.
- Обеспечение равного доступа школьников к освоению передовых технологий, получению практических навыков их применения.
- Вовлечение школьников в научно-техническое творчество, формирование и развитие потребностей технического творчества у обучающихся, ранняя профориентация.
- Создание творческого сообщества увлеченных робототехникой учащихся.
Робототехника - универсальный инструмент для образования. Важной особенностью образовательных конструкторов является их межпредметность. Они могут быть использованы как на предметах естественно-научного цикла (физика, информатика), так и гуманитарного цикла (история). Конструкторы развивают творческие, исследовательские и технические возможности ребенка, позволяют применять нешаблонные способы деятельности детей. Проектно-ориентированная работа с конструктором позволяет организовать факультативное, домашнее и дистанционное обучение конструированию и программированию.
Образовательная робототехника дает возможность на ранних шагах выявить технические наклонности учащихся и развивать их в этом направлении. Занятия по робототехнике знакомят учащихся с законами окружающего мира, учат применять теоретические знания на практике, развивают мышление. Для начальной школы можно использовать ПервоРобот LEGO WeDo. Работая индивидуально, парами, или в командах, учащиеся могут учиться, создавая и программируя модели, проводя исследования, составляя отчёты и обсуждая идеи, возникающие во время работы с этими моделями.
LEGO WeDo предоставляет учителям средства для достижения целого комплекса образовательных целей:
- развитие словарного запаса и навыков общения при объяснении работы модели;
- установление причинно-следственных связей;
- анализ результатов и поиск новых решений;
- коллективная выработка идей;
- экспериментальное исследование, оценка (измерение) влияния отдельных факторов;
- проведение систематических наблюдений и измерений;
- использование таблиц для отображения и анализа данных;
- построение трехмерных моделей по двухмерным чертежам;
- логическое мышление и программирование заданного поведения модели.
ПервоРобот LEGO WeDo позволяет учащимся работать в качестве юных исследователей, инженеров, математиков и даже писателей, предоставляя им инструкции, инструментарий и задания для межпредметных проектов. Учащиеся собирают и программируют действующие модели, а затем используют их для выполнения задач, по сути являющихся упражнениями из курсов естественных наук, технологии, математики, развития речи.
На уроках физики конструкторы LEGO позволяют изучать простые механизмы, различные силы, физические явления. Можно наглядно рассмотреть рычаги, блоки, ременные и зубчатые передачи. При встрече с новым физическим понятием можно прочувствовать его, сформировать достоверное представление об его физической сущности. Конструктор позволяет поставить свой собственный эксперимент.
Цели использования робототехники в преподавании физики:
1 демонстрация возможностей робототехники как одного из ключевых направлений научно-технического прогресса;
2 демонстрация роли физики в проектировании и использовании современной техники;
3 повышение качества образовательной деятельности:
- углубление и расширение предметного знания,
- развитие экспериментальных умений и навыков,
- совершенствование знаний в области прикладной физики,
- формирование умений и навыков в сфере технического проектирования, моделирования и конструирования;
4 развитие у детей мотивации изучения предмета, в том числе познавательного интереса;
5 усиление предпрофильной и профильной подготовки учащихся, их ориентация на профессии инженерно-технического профиля.
Одним из методических решений, позволяющим более интенсивно осваивать информатику и формировать ключевые компетенции учащихся, является использование конструктора LEGO на уроках информатики. Главная идея состоит в том, чтобы через насыщение школьного пространства новыми технологиями изменить содержание учебно-воспитательного процесса, создать новую внутришкольную коммуникационную среду, попадая в которую учащийся и учитель был бы более современен.
Цель внедрения конструктора LEGO на уроках информатики: научить учащихся самостоятельно мыслить, находить и решать проблемы, привлекая для этого знания из других областей, уметь прогнозировать результаты и возможные последствия разных вариантов решения. На уроках информатики с применением роботов в основной и старшей школе учащиеся могут разрабатывать проекты по интересующей их тематике, широко используя в своей работе межпредметные связи.
Конструирование, проектирование, сборка деталей – это основное, что необходимо выполнять учащимся, изучая простые механизмы конструкторов. Именно конструирование развивает у учащихся фантазию, воображение, способности привносить в модель что-то свое, воспитывает волю, аккуратность и развивает пространственное мышление. Для программирования используется специальный язык программирования - RCX-код. Он имеет удобный и понятный интерфейс, в котором все команды представляются в виде обычных блоков LEGO.
Основной целью курса образовательной области «Технология» в российской школе является формирование у школьников целостного представления о той части окружающей их действительности, которая создаётся человеческим обществом. Одним из разделов образовательной области «Технология» является «Электронные технологии», при изучении которого учащиеся знакомятся с основами электрорадиотехнологий, автоматики, цифровой электроники, робототехники. Раздел «Электронные технологии» органически сочетает изучение теоретических положений и выполнение практических работ. Последние включают в себя сборку различных моделей из учебных конструкторов. Таким образом, робототехника может вписаться и в дополнительное образование, и во внеурочную деятельность, и в преподавание предметов школьной программы, причем в четком соответствии с требованиями ФГОС. Робототехника подходит для всех возрастов - от дошкольников до профобразования. Причем обучение детей с использованием робототехнического оборудования - это синтез обучения в процессе игры и технического творчества.
Информационные источники:
- Как «аршином общим» измерить уровень робототехники в своей школе
- Интерактивный плакат «Образовательная робототехника в начальной школе»
- Использование лего-конструкторов на уроках физики
- Методические рекомендации по встраиванию робототехники в образовательный процесс
Ссылки по теме:
