Реферат робототехника в начальной школе
Обновлено: 15.05.2024
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
Неродигречка М.В.
учитель начальных классов
Робототехника в школе: особенности и актуальность.
Робототехника – новое и востребованное направление в сегодняшнем образовании. Литература, кинематография, наука уже давно фантазируют об изобретении искусственного существа, которое функционально и интеллектуально не отличалось бы от человека. Уже сегодня используются роботы в различных сферах жизнедеятельности.
С введением новых стандартов образования, задачей обучения становится личностный результат, который личность сможет реализовать на практике. Стандарты изменили и модель обучения, строя процесс образования на современных технологиях, реализующих принципы личностно-ориентированного образования. Одна из таких технологий – информационная, в которой ученик является активным и равноправным участником образовательной деятельности. Реализуя информационную технологию через робототехнику, мы сможем с раннего возраста приобщать ребенка к техническому творчеству, созданию и управлению роботами. И в будущем получим как результат не только личностное развитие ребенка, но и развитие отрасли.
На сегодняшний день особенности преподавания робототехники можно обозначить следующим образом:
Во-первых, эти занятия являются необязательными, что позволяет определить круг заинтересованных лиц и включить их в творческую деятельность.
Во-вторых, робототехнику начали вести учителя, прошедшие обучение на курсах. Среди них оказались учителя начальных классов, информатики, технологии и другие. Специфика преподавания основных предметов разная и уровень владения информационными технологиями различный. Поэтому учителям самим сначала надо основательно проработать материал, а затем предлагать компьютерные программы детям. Понятно, что это дополнительная и весьма объемная нагрузка.
Третья особенность связана с выбором базы для создания роботов. Самые популярные наборы Lego и Arduino. Если анализировать комплекты, то будет понятно, что для преподавания и изучения наиболее прост и понятен любой из комплектов Lego , где разработчики уже подготовили и продумали методический комплекс, среду для программирования, базовые модели роботов. Робототехника на основе плат Arduino приближена к реальному роботостроению, я зык программирования устройств основан на C/C++, что требует от учителя хорошего знания не только своего предмета, но и основ объектно-ориентированного программирования.
В начальной школе дети относятся к роботам как к игрушкам, поэтому интерес к занятиям у них очень высок. Необходимо поддерживать этот интерес активной деятельностью, которая приводит к реальным результатам. Робототехника позволяет решать многие проблемы современного образования: отсутствие мотивации у учащихся, реализация знаний на практике, углубление меж предметных знаний и мета предметных навыков.
Но условия проведения занятий в разных школах различны. Идеальный вариант – это отдельное помещение, укомплектованное компьютерами, как это предусмотрено разработчиками программы, имеющее шкафы или стеллажи для хранения конструкторов и изделий, сделанных учащимися.
На сегодняшний день, в моей школе имеются комплекты LEGO WEDO для обучающихся 2-4 классов. Я учитель начальных классов, но провожу занятия не только в своем классе. Мной собрано две группы 1-го и 2-го года обучения (2,3 и 4 классы) по 10 человек каждая. У меня 15 комплектов, что позволяет организовать работу в паре, которая наиболее походит для организации занятий. Каждый комплект пронумерован в соответствии с номером группы и учащиеся могут продолжить работу на следующем занятии, так же есть мобильный класс и нетбуки для каждого ученика, что позволяет каждой группе самостоятельно программировать своих роботов. Но зачастую у учителей не хватает комплектов и за 45 минут ребенок должен успеть собрать простейшую конструкцию и сразу же разобрать ее, потому что следующая группа детей работает с этими же конструкторами. Конечно, такой процесс труден как для учителя, так и для ученика, который не успевает осознать результат своей деятельности.
Несмотря на то, что направление новое, уже сегодня проводятся соревнования роботов: массовая схема (международные состязания роботов, свободная категория) и для одаренных ( world robot Olympiad ).
Робототехника в школе развивается и соответствует требованиям ФГОС второго поколения, поэтому уже сегодня встает вопрос о введении образовательной робототехники в школьный курс, создании единой системы школа-ВУЗ-предприятие. Ведь уже сейчас в современном производстве и промышленности востребованы специалисты, обладающие знаниями в этой области, а начинать готовить таких специалистов нужно в школе и с самого младшего возраста.
Цель работы: робототехника в школе. Возможности использования конструкторов LEGO DUPLO в начальной школе.
В ходе работы решаются ряд задач, таких как:
- информатизация начального обучения ;
- два подхода конструирования информационной деятельности детей в начальной школе;
- робототехника в школе. Возможности использования конструкторов LEGO DUPLO в начальной школе;
-конструкторы LEGO дупло в ролевых играх и проектной деятельности.
Содержание работы
Введение………………………………………………………………………….3
1.Информатизация начального обучения ……………………………………..5
1.1 Информационная деятельность в развивающем обучении…………….. 5
1.2. Два подхода конструирования информационной деятельности детей в начальной школе……………………………………………………………….12
2.Робототехника в школе. Возможности использования конструкторов LEGO DUPLO в начальной школ…………………………………………………… 15
2.1 Содержание курса работотехнике в начальных классах……………….. 15
2.2 LEGO-технологии:веяние моды или требование времени………………24
Использование LEGO DUPLO…………………………………………….27
3. Конструкторы LEGO дупло в ролевых играх и проектной деятельности……………………………………………………………………31
Заключение……………………………………………………………………..34
Список литературы…………………………………………………………….36
Файлы: 1 файл
Оглавление.doc
Развитие образного мышления средствами компьютерной визуализации позволяет стимулировать логическое мышление, то есть ребенку требуется оценить образную модель по различным характеристикам – количественным (масса, размер) и качественным (цвет, форма) уже мысленно, в режиме прогноза, устанавливая связи между объектами. Принцип наглядности новых средств обучения приобретает ведущее значение и требует формирования у ребенка в начальной школе основ визуального восприятия, как составляющей информационной активности, обеспечивающей графический интерфейс на компьютере – инструмент диалога человека с компьютером через визуальные информационные объекты.
2.Робототехника в школе. Возможности использования конструкторов лего дупло в начальной школ.
2.1 Содержание курса робототехнике в начальных классах
Робототехника — прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем. Робототехника опирается на такие дисциплины как электроника, механика, программирование.
Робототехника является одним из важнейших направлений научно- технического прогресса, в котором проблемы механики и новых технологий соприкасаются с проблемами искусственного интеллекта. Человечество остро нуждается в роботах, которые могут без помощи оператора тушить пожары, самостоятельно передвигаться по заранее неизвестной, реальной пересеченной местности, выполнять спасательные операции во время стихийных бедствий, аварий атомных электростанций, в борьбе с терроризмом. Кроме того, по мере развития и совершенствования робототехнических устройств возникла необходимость в мобильных роботах, предназначенных для удовлетворения каждодневных потребностей людей: роботах – сиделках, роботах – нянечках, роботах – домработницах, роботах – всевозможных детских и взрослых игрушках и т.д. И уже сейчас в современном производстве и промышленности востребованы специалисты, обладающие знаниями в этой области. Начинать готовить таких специалистов нужно школе и с самого младшего возраста. Поэтому, образовательная робототехника в школе приобретает все большую значимость и актуальность в настоящее время.
Цель обучения робототехнике
Основная цель – это социальный заказ общества: сформировать личность, способную самостоятельно ставить учебные цели, проектировать пути их реализации, контролировать и оценивать свои достижения, работать с разными источниками информации, оценивать их и на этой основе формулировать собственное мнение, суждение, оценку. То есть основная цель - формирование ключевых компетентностей учащихся.
Новизна проекта состоит в том, что:
Наше время требует нового человека – исследователя проблем, а не простого исполнителя. Сегодня и завтра обществу ценен человек-творец. Поэтому задача школы дать ребёнку возможность не только получить готовое, но и открывать что-то самостоятельно; помочь ребёнку построить научную картину мира.
Теоретическая значимость проекта заключается в:
1. Определение места и роли робототехники в образовательном пространстве школы;
2. Обоснование технологий, форм и методов обучения основам робототехники;
3. Определение тем курса информатика и ИКТ для встраивания образовательной робототехники.
Практическая значимость проекта заключается в:
2. разработка методических материалов для внедрения робототехники в образовательное пространство школы, которые могут быть использованы любой школой в работе.
строится на трех формах организации учебной деятельности: кружок, элективный курс, урок.
Эффективность обучения основам робототехники зависит и от организации
занятий проводимых с применением следующих методов:
Объяснительно - иллюстративный - предъявление информации различными способами (объяснение, рассказ, беседа, инструктаж, демонстрация, работа с технологическими картами и др.);
Эвристический - метод творческой деятельности (создание творческих моделей и т.д.)
Проблемный - постановка проблемы и самостоятельный поиск её решения обучающимися;
Программированный - набор операций, которые необходимо выполнить в ходе выполнения практических работ (форма: компьютерный практикум, проектная деятельность);
Репродуктивный - воспроизводство знаний и способов деятельности (форма: собирание моделей и конструкций по образцу, беседа, упражнения по аналогу),
Частично - поисковый - решение проблемных задач с помощью педагога;
Поисковый – самостоятельное решение проблем;
Метод проблемного изложения - постановка проблемы педагогам, решение ее самим педагогом, соучастие обучающихся при решении.
И все-таки, главный метод, который используется при изучении робототехники, это метод проектов.
Под методом проектов понимают технологию организации образовательных ситуаций, в которых учащихся ставит и решает собственные задачи, и технологию сопровождения самостоятельной деятельности учащегося.
1. Цифровое оборудование: проектор, АРМ учителя, компьютерный класс.
Mindstorms NXT 2.0. с программным обеспечением к ним.
3. Цифровые разработки учителя к урокам (презентации, сайты, тесты и т.д.).
Образовательная робототехника в школе приобретает все большую значимость и актуальность в настоящее время. Ученик должен ориентироваться в окружающем мире как сознательный субъект, адекватно воспринимающий появление нового, умеющий ориентироваться в окружающем, постоянно изменяющемся мире, готовый непрерывно учиться. Понимание феномена технологии, знание законов техники, позволит младшему школьнику соответствовать запросам времени и найти своё место в современной жизни.
Особенно важно не упустить имеющийся у младшего школьника познавательный интерес к окружающим его рукотворным предметам, законам их функционирования, принципам, которые легли в основу их возникновения.
Курс направления внеурочной деятельности робототехники предназначен для того, чтобы положить начало формированию у учащихся начальной школы целостного представления о мире техники, устройстве конструкций, механизмов и машин, их месте в окружающем мире. Реализация данного курса позволяет стимулировать интерес и любознательность, развивать способности к решению проблемных ситуаций умению исследовать проблему, анализировать имеющиеся ресурсы, выдвигать идеи, планировать решения и реализовывать их, расширить технический и математический словари ученика.
Кроме этого, реализация этого курса в рамках начальной школы помогает развитию коммуникативных навыков учащихся за счет активного взаимодействия детей в ходе групповой проектной деятельности.
Lego Mindstorms NXT 2.0 — это интеллектуальный программируемый робот, который собирается из деталей, подобно конструктору, и обладает практически безграничными возможностями.
Современная игрушка для детей, которая может решать любые взрослые задачи, прошла серьезные испытания. В тестах принимали активное участие военные. По большому счету можно сказать, Mindstorms тестировали в реальных военных условиях.
В NXT есть три порта выхода для подключения моторов. Мотор работает тогда, когда он будет подключен к одному из портов A, В или C.
NXT также имеет четыре порта входа для подключения сенсоров. Сенсоры надо подключить к портам 1, 2, 3 или 4.
Кабель USB необходимо подключить к порту USB и загрузить программы с компьютера на NXT, также можно передать данные от робота на компьютер. Чтобы загрузить или обменяться той или иной информацией можно применять 6еспроводный канал Bluetooth. Помимо этого, с благодаря Bluetooth можно управлять роботом с помощью мобильного телефона, надо только лишь установить java-приложение.
Можно сделать программу с настоящими звуками, с запуском программы можно будет услышать звуки.
С помощью оранжевой кнопки можно включить или выключить питание, светло-серые стрелки необходимы при перемещении влево - вправо по меню NXT, а темно-серая кнопка удаляет или возвращает пользователя в предыдущее меню.
Опции дисплея NXT
NXT – это широкий набор интересных функциональных возможностей. Ниже приведены технические характеристики NXT,
скоростной порт USB;
четыре порта входа, шести проводной кабель для цифровой платформы;
три порта выхода, шести проводной кабель для цифровой платформы;
графический жидкокристаллический дисплей;
громкоговоритель с аудиоканалом с восьмибитовым квантованием и частотой семплирования 2-16 КГц.
Наборы делятся на базовый набор и расширенный.
В состав наборов могут входить блоки различных версий.
Наборы LEGO Mindstorms располагают огромным количеством сенсоров.
Сенсор звука NXT
Сенсор расстояния NXT (ультразвуковой сенсор)
Сенсор освещенности NXT
Сенсор касания NXT
Языки программирования для LEGO Mindstorms бывают графические и текстовые.
Информацию об окружающем их мире робот Lego Mindstorms NXT 2.0 получает от четырех датчиков — звукового, двух контактных и датчика, позволяющего распознавать цвета.
Самый простой из них — датчик прикосновения/касания (СЛАЙД), который реагирует на сенсорные воздействия. К примеру, если робот встречает на своем пути груз, датчик дает контроллеру команду и срабатывает захват.
Активное внедрение во все сферы жизнедеятельности человека, включая науку и образование, оказывает огромное влияние на создание и развитие образовательных систем нового поколения, направленных на активизацию познавательной деятельности обучаемых.
Важна, прежде всего, личность самого учащегося и происходящие с ним в процессе обучения изменения, а не сумма знаний, накопленная за время обучения в школе [2, с.3-4].
Таким образом, возникла необходимость в новой модели обучения, построенной на основе современных технологий, реализующей принципы личностноориентированного образования [3].
К таким технологиям относятся информационно-коммуникационные технологии технологии, позволяющие по-новому организовать систему обучения, в которой ученик является активным и равноправным участником образовательной деятельности.
Новые стандарты образования предполагают знакомство учащихся вторых классов с информационными технологиями посредством курса по робототехнике. Человечество во всем мире давно активно использует роботов в различных областях жизнедеятельности, и перспектива развития робототехники не имеет границ. И чем раньше учащийся начнет приобщаться к техническому творчеству по созданию и управлению роботами, тем больших результатов он достигнет в старшем возрасте.
На сегодняшний день особенности преподавания робототехники можно обозначить следующим образом:
- Во-первых, эти занятия являются обязательными для всех второклассников, что влечет за собой определенные трудности, поскольку курс предполагает не репродуктивную, а именно творческую деятельность.
- Во-вторых, робототехнику начали вести учителя, прошедшие обучение на курсах. Среди них оказались учителя начальных классов, информатики, технологии и другие.
В начальной школе учащиеся относятся к роботам как к игрушкам, поэтому интерес к занятиям у них очень высок. Необходимо поддерживать этот интерес активной деятельностью, которая приводит к реальным результатам. Только когда ученик увидит плоды своего творчества, у него появится желание углублять свои знания и усложнять объекты деятельности.
Условия проведения занятий в разных школах различны. Идеальный вариант – это отдельное помещение, укомплектованное компьютерами, имеющее шкафы или стеллажи для хранения конструкторов и изделий, сделанных учащимися. Также для эффективной организации учебного процесса должны быть в наличии конструкторы по количеству обучающихся на этом курсе.
Из опыта школ города Новосибирска можно сказать, что выделить отдельный класс для занятий по робототехнике очень сложно. Многие учителя вынуждены заниматься с детьми в необорудованных для таких занятий классах. За 45 минут ребенок должен успеть собрать простейшую конструкцию и сразу же разобрать ее, потому что следующая группа детей работает с этими же конструкторами.
Во многих школьных кабинетах, конечно, есть компьютер, проектор и интерактивная доска. Это незаменимые помощники в современном образовательном процессе, но вопрос, где будут работать учащиеся, программируя своих роботов, пока остается открытым.
Хочется верить, что это временные трудности, которые неизбежно возникают на начальных этапах любой новой деятельности, и образовательная робототехника в школе приобретет значимость и актуальность. Ведь уже сейчас в современном производстве и промышленности востребованы специалисты, обладающие знаниями в этой области, а начинать готовить таких специалистов нужно в школе и с самого младшего возраста.
ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ РОБОТОТЕХНИКИ В НАЧАЛЬНОЙ ШКОЛЕ
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Руководитель проекта: студентка Челябинского государственного педагогического университета факультета подготовки учителей начальных классов Тверитина Наталья Александровна.
Образовательная робототехника – это инструмент, который закладывает прочные основы систематического мышления, интеграции математики, информатики, технологии и естественных наук с развитием инженерной культуры у младших школьников. В настоящее время образовательная робототехника приобретает все большую актуальность и значимость в начальной школе. Занятия по робототехнике учат младших школьников применять полученные теоретические знания на практике, развивают наблюдательность, мышление, сообразительность, креативность и вызывают у ребят интерес к научно-техническому творчеству. Внедрение технологии образовательной робототехники в учебно-образовательный процесс также способствует формированию личностных, регулятивных, коммуникативных и познавательных универсальных учебных действий у младших школьников.
развитие у детей интереса к конструированию и программированию;
обучение школьников программированию, разработке интеллектуальных систем, робототехнике;
формирование у младших школьников умения систематически мыслить при решении поставленных учебных задач;
формирование регулятивных универсальных учебных действий у младших школьников.
проведение внеурочных занятий с младшими школьниками;
организация и проведение выставки работ обучающихся;
проведение показательных соревнований по робототехнике.
Конструктор Лего и программное обеспечение к нему предоставляет прекрасную возможность каждому ребенку учиться на собственном опыте. Такие знания вызывают у обучающихся желание двигаться по пути открытий и исследований, а любой признанный и оцененный успех добавляет уверенности в себе. Обучение происходит особенно успешно, когда обучающийся вовлечен в процесс создания значимого и осмысленного продукта, который представляет для него интерес. Важно, что при этом обучающийся сам строит свои знания, а педагог преимущественно лишь консультирует его.
Таким образом, конструкторы могут использоваться как самостоятельное средство обучения на предметах естественнонаучного цикла, во внеурочной деятельности, в школьном, домашнем, дополнительном и дистанционном обучении. Педагог может создать такие условия, чтобы ученику захотелось поставить свой собственный эксперимент.
Читайте также: