Реферат робототехника в образовании
Обновлено: 05.07.2024
Аннотация: в данной статье авторами рассматривается роль робототехники в современном дополнительном образовании младших школьников. В работе анализируется, какие навыки развивает данный курс у детей и на что он нацелен в образовании младших школьников. Робототехника, отмечают исследователи, как ни один другой предмет готовит ученика к жизни в информационном обществе.
Ключевые слова: робототехника, дополнительное образование, образовательная среда, Lego.
Робототехника - прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем. Робототехника делает акцент на такие дисциплины, как электроника, механика, программирование [1].
Робототехника является одним из главнейших направлений научно-технического прогресса, в котором проблемы механики и новых технологий соприкасаются с проблемами искусственного интеллекта. На сегодн яшн ий день, в условиях введения ФГОС возникает потребность в организации урочной и внеурочной деятельности, направленной на возмещение потребностей ребенка, требований общества в тех направлениях, которые содействуют реализации главных задач научно-технического прогресса. К таким актуальным направлениям в школе
можно отнести робототехнику и робототехническое конструирование. На сегодняшний день в образовательных учреждениях России осуществляется попытка встроить в учебный процесс робототехнику. Проводится множество соревнований по робототехнике, ученики участвуют во всевозможных конкурсах, в основе которых - использование новых научно-технических идей.
В современном обществе идет внедрение роботов в повседневную жизнь, большинство процессов заменяется роботами. Области применения роботов различны: медицина, строительство, геодезия, метеорология и т.д.
Вопрос внедрения робототехники в учебный процесс, начиная уже с начальной школы и в дальнейшем на каждой ступени образования достаточно актуален. Если ребенок интересуется данной областью с самого юного возраста, он может открыть для себя много интересного и, что немаловажно, развить те умения, которые ему понадобятся для получения профессии в будущем. Поэтому введение робототехники в учебный процесс и внеурочное время приобретают все большую значимость и актуальность.
Целью использования легоконструирования в системе дополнительного образования - является овладение навыками начального технического конструирования, развитие мелкой моторики, изучение понятий конструкции и основных свойств (жесткости, прочности, устойчивости), навык взаимодействия в группе. В распоряжение детей предоставлены конструкторы, оснащенные микропроцессором и наборами датчиков. С их помощью школьник может запрограммировать робота на выполнение определенных функций.
Новые стандарты обучения обладают отличительной особенностью - ориентацией на результаты образования, которые рассматриваются на основе системно-деятельностного подхода. Данную стратегию обучения помогает реализовать образовательная среда Lego. [1].
Педагогический опыт: теория, методика, практика
Дополнительное (внешкольное) образование детей
получению младшими школьниками навыков конструирования и эксплуатации автоматизированных технических устройств;
развитию умения у учащихся классифицировать задачи по типам с последующим решением и выбором определенного технического устройства;
формулированию понимания сущности технологического подхода к реализации творческой деятельности;
ориентированию в мире современной техники.
В основном, для организации занятий с детьми используют комплект конструкторов Lego ROBO LT Beginner Lab. Конструктор позволяет развить следующие навыки у учащихся:
Развитие мелкой моторики.
Любое конструирование предполагает разнообразные манипуляции руками. Все это требует активной работы рук. Развитие же мелкой моторики напрямую связано с развитием мышления.
Собирание из частей целого требует сложной мыслительной деятельности. Чтобы получилось логически правильно законченное произведение, нужно хорошенько подумать. При конструировании активизируется логическое и образное м ышл ение.
Только при внимательном изучении инструкции можно правильно собрать макет. Порой даже малейшее отклонение от задачи может испортить весь замысел. Нередко ребенку приходится переделывать, исправлять, корректировать уже собранное сооружение.
Из деталей Lego ROBO LT Beginner Lab можно собрать свое неповторимое творение. Придумывать что-то новое из блоков с пазами - это так интересно!
Развитие познавательного интереса.
Скорей всего, одно из важных предназначений конструктора. Ведь умение из частей собирать целое непременно пригодится в будущем, например, при ремонте автомобиля. Детский конструктор, благодаря своей яркой привлекательности, разнообразию форм и размеров позволяет в игровой форме познавать окружающую действительность. Готовый результат приносит удовольствие и желание создавать все более усложненные модели окружающего мира.
Важно отметить, что занятия робототехникой в начальных классах способствуют появлению у детей интереса к изучению информатики и технических наук. Это первый этап. В дальнейшем интерес детей можно поддерживать, используя более сложные модели конструкторов, таких как Lego MINDSTORMS NXT 2. Если таких стимулов будет маловато, стоит обратить внимание на соревнования роботов, которые можно проводить внутри школы. Ради победы в соревнованиях может возникнуть стимул изучить и более сложные темы - такие как логика, или более сложный язык программирования робота.
Педагогический опыт: теория, методика, практика
подготовку учащихся, способствуют развитию мышления, логики, математических и алгоритмических способностей, формируют навык ведения исследовательской и творческой деятельности [2].
Список литературы
Бояркина Ю.А. Образовательная робототехника: Методическое пособие / Ю.А. Бояркина. - Тюмень: ТОГИРРО, 2013. - 61 с.
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение
Останкинская средняя школа
Реферат на тему
учитель начальных классов
первой квалификационной категории
Ежова Светлана Юрьевна
1.1 Актуальность проблемы
2. Основная часть
2.1 . История создания роботов
2.2. Современные проблемы обучения робототехнике
2.3. Возможности робототехники
2.4.Компоненты образовательной робототехники
Современную жизнь очень сложно представить без использования информационных технологий. Интенсивный переход к информатизации общества обуславливает все более глубокое внедрение информационных технологий в различные области человеческой деятельности.
Введение новых государственных стандартов общего образования
предполагает разработку инновационных педагогических технологий. Важнейшей отличительной особенностью стандартов нового поколения является их ориентация на результаты образования, причем они рассматриваются на основе системно-деятельностного подхода. Деятельность выступает как внешнее условие развития у ребенка познавательных процессов. Это означает, что, чтобы ребенок развивался, необходимо организовать его деятельность. Значит, образовательная задача состоит в организации условий, провоцирующих детское действие.
Такую стратегию обучения легко реализовать в робототехнике, которая объединяет в себе специально скомпонованные для занятий в группе комплекты ЛЕГО, тщательно продуманную систему заданий для детей и четко сформулированную образовательную концепцию.
В российских образовательных программах робототехника приобретает все большее значение. Учащиеся российских школ вовлечены в проектирование и программирование робототехнических устройств, с применением LEGO-роботов, промышленных роботов, специальных роботов для МЧС России.
Робототехника отражает все грани научно-технического творчества в настоящее время и является уникальной образовательной технологией, направленной на поиск, подготовку и поддержку нового поколения молодых исследователей с практическим опытом командной работы на стыке перспективных областей знаний.
1.1. Актуальность
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. Появилась необходимость в мобильных роботах, предназначенных для удовлетворения каждодневных потребностей людей. И уже сейчас в современном производстве и промышленности востребованы специалисты обладающие знаниями в этой области. Поэтому, образовательная робототехника приобретает все большую значимость и актуальность в настоящее время.
1. Внедрение современных научно-практических технологий в образовательный процесс.
2. Содействие развитию молодежного и детского научно-технического творчества.
3. Популяризация научно-технического творчества и робототехники;
1.3 . Задачи
1.Формирование компетенций в области технического производства с применением робототехнических систем;
2.Создание кружка по робототехнике и научно-техническому творчеству.
3.Внедрение робототехники в уроки образовательной программы.
2.Основная часть
2.1 . История создания роботов
Впервые манипуляторы были созданы в 1940–1950 гг. для атомных исследований, а затем и для атомной промышленности. Подобные устройства стали применяются в глубоководной технике, металлургии и ряде других отраслей промышленности.
Первый промышленный робот Unimate был выпущен в конце 50-х годов фирмой Unimation (Д. Деволом совместно с Д. Энгельбергером). Этот робот содержал контур обратной связи по положению, в котором перемещения звеньев манипулятора измеряли установленные в них датчики.
В середине 60-х годов стало очевидно, что гибкость программируемых роботов может быть повышена при использовании систем очувствления, основанных на применении датчиков среды.
Экспертные системы основаны на системе решающих правил. Это системы-решатели, системы-консультанты в определенной предметной области, заключающие в себе знания специалиста-эксперта
2.2. Современные проблемы обучения робототехнике
· Учет возрастных особенностей учащихся, психических процессов.
· Отсутствие методологической базы.
· Недостаточное материально-техническое обеспечение.
· Алгоритмизация: за и против.
· Недостаточность научно-методического сопровождения образовательного процесса;
· Разная степень развития информационной компетентности;
· Диагностика образовательных результатов образовательной программы.
Образовательная робототехника - это направление, в котором осуществляется современный подход к внедрению элементов технического творчества в учебный процесс через объединение конструирования и программирования.
2.3. Возможности робототехники
· Реализация курса робототехники позволяет создавать необходимые условия для высокого качества образования за счет использования в образовательном процессе новых педагогических подходов и применение новых информационных и коммуникационных технологий.
· При изучении робототехники и легоконструирования прослеживается межпредметная и метапредметная связь (физика, технология, информатика, математика и др.).
· Курс образовательной робототехники обеспечивает раннюю профориентацию талантливой молодежи на инженерно-конструкторские специальности.
· Обучающиеся постоянно предлагают и реализовывают новые интересные идеи по конструированию, программированию роботов.
· Представленные методики и технологии обучения являются эффективными, современными. Учащиеся с большим интересом и энтузиазмом посещают занятия, соревнуются между собой. Всегда с большим удовольствием соглашаются посещать и участвовать в различных турнирах по робототехнике
2.4.Компоненты образовательной робототехники
Целевой аспект: образовательная робототехника рассматривается как средство эффективного формирования у обучающихся всего комплекса универсальных учебных действий (познавательных, регулятивных, личностных, коммуникативных);
Деятельностный аспект связан с освоением в рамках курса образовательной робототехники видов деятельности, присущих предметам естественнонаучного цикла:
· сбор и интерпретация данных,
· анализ полученных результатов,
· формулировка выводов и др.
Ведущим методом при обучении школьников образовательной робототехнике является метод проектов, ориентированный на самостоятельную деятельность учащихся – индивидуальную, парную, групповую, которую учащиеся выполняют в течение определенного отрезка времени.
Развивающий аспект заключается в том, что синтез конструирования и программирования в одном курсе позволяет решать задачи развития у обучающихся:
· психических познавательных процессов (восприятия, мышления и речи, памяти, воображения),
· развитие форм мышления (анализ, синтез, сравнение и др.),
· развитие качеств личности (поведение и поступки, интеллектуальные, особенности, организационно-волевые качества, творческий потенциал и др.).
3.Заключение
В результате освоения образовательной робототехники у обучающихся формируются следующие действия (умения):
· Определять, различать и называть детали конструктора
· Конструировать по условиям, заданным преподавателем, по образцу, по схеме
· Умение излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений
· Определять и формулировать цель деятельности на занятии
· Умение работать в паре; умение рассказывать о модели, ее составных частей и принципе работы
· Умение работать над проектом в команде, распределять обязанности (конструирование и программирование)
· Развитие способностей к решению проблемных ситуаций
· Умение исследовать проблему, анализировать имеющиеся ресурсы, выдвигать идеи, планировать решения и реализовывать их.
· Расширение технических и математических словарей ученика.
Развитие образовательного учреждения в контексте обучения робототехнике:
· Включение большего количества учащихся в робототехнику.
· Создание методической и дидактической базы, дистанционных курсов по робототехнике.
· Развитие направления образовательной робототехники на базе Arduino.
· Участие в муниципальных, региональных, всероссийских соревнованиях, чемпионатах по робототехнике.
· Сетевое взаимодействие по направлению робототехника со ОУ-партнерами.
· Изучение передового опыта реализации образовательной робототехники.
4.Литература
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.
Педагогические условия организации занятий по робототехнике и олимпиадной подготовке учащихся в контексте достижения ими новых образовательных результатов (предметных, метапредметных и личностных). Базовые приемы сборки робототехнических устройств.
| Рубрика | Педагогика |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 28.07.2018 |
| Размер файла | 1,6 M |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Министерство образования и науки РФ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
Красноярский государственный педагогический университет им.В.П.Астафьева
Институт математики, физики и информатики
Базовая кафедра информатики и информационных технологий в образовании
Выпускная квалификационная работа
Тема Педагогические условия обучения робототехнике как средство развития инженерно-технического потенциала учащихся 7-9 классов
Направление подготовки 44.03.01 Педагогическое образованиеПрофиль Информатика
Руководитель: к.п.н., М.А. Сокольская
Обучающийся Кожух Л.А.
Красноярск 2016
Bведение
Актуальность инженерно-технической подготовки учащихся через проектную деятельность в роботостроении и организации специальной среды, заключается в том, что учащиеся не просто знакомятся с основами робототехники. Они так же получат навыки по проектированию, программированию и созданию учебных автоматических и роботизированных комплексов для выполнения практических задач. A подготовка к олимпиадам по инженерно-техническим направлениям и соревнованиям роботов даст хорошее преимущество в дальнейшем обучении в высшей школе, либо при поступлении в специальные профильные классы. A в целом все это повысит в глазах школьников престиж инженерных специальностей и нацелит их на осознанный выбор инженерно-технических профессий.
Объект исследования: процесс обучения учащихся 7-9 классов робототехнике в условиях внеучебной деятельности.
Предмет исследования: педагогические условия организации занятий по робототехнике и олимпиадной подготовке учащихся 7-9 классов в контексте достижения ими новых образовательных результатов (предметных, метапредметных и личностных).
Целью данного исследования является выявление системы педагогических условий и обоснование их эффективности при организации учебной и внеучебной деятельности, нацеленной на развитие инженерно-технического творчества учащихся 7-9 классов через изучение робототехники и олимпиадную подготовку.
1. Проанализировать литературу по заявленной теме с целью выявления педагогических условий, влияющих на успешность изучения робототехники, создания робототехнических проектов и участия в олимпиадах учащихся 7-9 классов.
2. Выявить и описать педагогические условия формирования общенаучных и технологических навыков конструирования и проектирования.
3. Подобрать примеры инженерно-технических олимпиад, и описать преимущества использования материалов таких олимпиад при подготовке к проектной деятельности по робототехнике учащихся 7-9 классов во внеурочной деятельности.
4. Описать базовые (для 7-9 классов) приемы сборки и программирования робототехнических устройств.
5. Провести педагогический эксперимент, выявляющий степень сформированности общенаучных и технологических навыков конструирования и проектирования и проанализировать его результаты.
Работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы и приложений. Объем работы составляет 82 страницы.
Глава 1. Педагогические условия внедрения робототехники в образовательный процесс средней школы
§1.1 Педагогические условия как средство достижения образовательных результатов
Вместе с тем в эпоху новых технологий и наукоемких производств, с возрождением и развитием отечественной промышленности в обществе возрастает потребность в представителях инженерных специальностей, а также высококвалифицированных рабочих. Изменяется структура занятости таких специалистов, изменяется характер их деятельности, что, несомненно, привлекает выпускников и их родителей к данным специальностям. Это связано и с тем, что спрос на такие профессии, как юрист, экономист, в последнее время заметно снизился.
Таким образом, организация образовательного процесса, направленного на обеспечение технологической составляющей общего образования приобретает особую актуальность.
Это может означать, что привлечение школьников к исследованиям в области робототехники, обмену технической информацией и начальными инженерными знаниями через участие в соревнованиях и олимпиадной подготовке в данном направлении, способствует развитию новых научно-технических идей. А при правильной организации позволит создать необходимые условия для высокого качества образования, за счет использования в образовательном процессе новых педагогических подходов и применение новых информационных и коммуникационных технологий. Понимание феномена технологии, знание законов техники, умение моделировать и проектировать позволит учащимся соответствовать запросам времени и, что немало важно, не потерять мотивацию к новым познаниям и продолжать свое образование в высшей школе.
• первой точки зрения придерживаются ученые, для которых педагогические условия есть совокупность каких-либо мер педагогического воздействия и возможностей материально-пространственной среды (В.И. Андреев, А.Я. Найн, Н.М. Яковлева);
• вторую точку зрения разделяют исследователи, связывающие педагогические условия с конструированием педагогической системы, в которой они выступают одним из компонентов (Н.В. Ипполитова, М.В. Зверева и др.);
• третья позиция: педагогические условия - планомерная работа по уточнению закономерностей как устойчивых связей образовательного процесса, обеспечивающая возможность проверяемости результатов научно-педагогического исследования (Б.В. Куприянов, С.А. Дынина).
Анализ взглядов ученых относительно различных трактовок позволяет выделить ряд утверждений, важных для осознания данного понятия:
• условия представляют собой важный компонент педагогической системы (в том числе и целостного педагогического процесса);
• педагогические условия отражают совокупность возможностей образовательной (целенаправленно конструируемые меры воздействия и взаимодействия субъектов образования: содержание, методы, приемы и формы обучения и воспитания, программно-методическое оснащение образовательного процесса) и материально-пространственной (учебное и техническое оборудование, природно-пространственное окружение образовательного учреждения и т.д.) среды, влияющих положительно или отрицательно на ее функционирование;
• в структуре педагогических условий присутствуют как внутренние (обеспечивающие воздействие на развитие личностной сферы субъектов образовательного процесса), так и внешние (содействующие формированию процессуальной составляющей системы) элементы;
• реализация правильно выбранных педагогических условий обеспечивает развитие и эффективность функционирования педагогической системы.
Также в теории и практике многочисленных исследований можно выделить следующие типы педагогических условий [6, 3]:
• организационно-педагогические (В.А. Беликов, Е.И. Козырева др.);
• психолого-педагогические (Н.В. Журавская, и др.),
• дидактические условия (М.В. Рутковская и др.) и т.д.
Таким образом, можно сделать вывод, что педагогические условия, выступая как один из составляющих элементов педагогической системы, отражают совокупность возможностей образовательной и материально-пространственной среды, воздействующих на личностный и процессуальный аспекты данной системы, и обеспечивают её эффективное функционирование и развитие при правильной организации.
§1.2 Педагогические условия необходимые для организации курса робототехники в школе во внеурочное время
Для каждого ученика важно формирование учебной успешности. Но для этого необходимо, прежде всего, чтобы каждый ученик осознал, что учебная деятельность, повлечет за собой успех в его жизнедеятельности. В связи с этим, содержание школьных дисциплин, в том числе и внеурочная занятость, должно быть актуальным, отвечать запросам современного общества.
Образовательная робототехника - сравнительно новая технология обучения, позволяющая вовлечь в процесс инженерного творчества детей, начиная уже с младшего школьного возраста, и в дальнейшем к 7-9 классу только укреплять свои позиции. По мнению многих учителей, руководителей технических кружков образовательная робототехника позволяет обнаруживать и развивать первичные научные и профессиональные навыки учащихся в таких направлениях как мехатроника, программирование и ряда инженерных профессий, востребованных на сегодняшнее время [2].
Результативность занятий по робототехнике во многом зависит и от организации обучения. Опираясь на вышеизложенный параграф, давайте попробуем выделить наиболее эффективный комплекс педагогических условий, необходимых для результативной работы на занятиях по робототехнике.
При составлении курса робототехники важно соблюдать следующие условия (рис. 1):
педагогический робототехника образовательный олимпиадный
Рис. 1 Педагогические условия, необходимые для эффективной организации занятий по робототехнике в учебное и внеучебное время
Олимпиадное движение научно-технического направления в кружке по робототехнике является активным организационным условием, т.к. олимпиады обеспечивают [4]:
• расширение и углубление знаний учащихся;
• формирование интереса к познавательной деятельности;
• овладение приемами процесса познания, как теоретической, так и практической частью;
• развитие познавательных научно-технических способностей;
• активируют мыслительную деятельность.
Именно поэтому олимпиадное движение становится главным резервом повышения эффективности к профессиональному самоопределению, связанное с инженерно-техническими направлениями.
Неотъемлемою частью образовательной робототехники и олимпиад выступают соревнования роботов. Соревнования по робототехнике - это действительно отдельная область. Они отличаются от других по нескольким параметрам:
• зрелищность: ребенок видит положительную работу своих сверстников, передовые инженерно-технические достижения, новые решения в области робототехники;
• состязательность: позволяет выявить наиболее подготовленную команду, способную оперативно решить поставленную задачу;
• азартность: стремление детей к лидерству, опережению своих сверстников, быстрому и бескомпромиссному решению поставленной задачи как нельзя лучше проявляется во время соревнований по робототехнике;
• инженерно-техническая направленность: служит блестящей возможностью ребенку проявить свои знания в области инженерно-технической мысли путем быстрого (мобильного) создания конструкторов с использованием простых и сложных инженерных механизмов и технических решений.
Существенным условием нашего кружка является учет специфики возрастного психофизического развития личности. Отбор педагогических средств приходится производить с учетом возрастных и индивидуальных особенностей, способствующих успешной самореализации детей, так как группа у нас состоит из учащихся с 7 по 9 классы. Важно организовать свободу выбора помощи и наставничества.
Также неотъемлемым условием является развитие мотивации к учению. B психологии мотивация рассматривается как сложный многоуровневый регулятор жизнедеятельности человека - его поведения, деятельности [12]. Высшим уровнем этой регуляции является сознательно-волевой, a так как робототехника является не обязательным предметом, a кружковым занятием на него приходят дети, сознательно выбравшие это направление. Мотивацию рассматривают как сложную, многоуровневую неоднородную систему побудителей, включающую в себя потребности, мотивы, интересы, идеалы, стремления, установки, эмоции, нормы, ценности и т.д. И на кружковых занятиях именно от учителя, форм и приемов его работы, содержания учебного материала зависит формирование мотивации учения.
Главными материальными условиями робототехники, влияющими на учебную успешность, выступают:
• среды управления роботами, как визуальными, так и реальными, помогающие изучению популярных языков программирования, которые несут практическое значение для будущей профессиональной деятельности;
• виртуальные среды позволяют не только управлять запрограммированными роботами, но и непосредственно создавать окружающие предметы. Таким образом, если в классе учащиеся с разными интересами (компьютерная графика, дизайн, программирование), можно объединять их в группы и разделять обязанности - кто-то программирует робота, кто-то создает окружающую среду. Коллективная работа позволяет учащимся получать навыки сотрудничества при разработке проекта, что особенно актуально в настоящее время;
• роботехнические конструкторы дают возможность учащимся манипулировать не только виртуальными, но и реальными объектами. Это имеет немаловажное значение для успешного освоения учебного материала учащимися с разными ведущими каналами восприятия. Обработка информации с помощью датчиков и настройка датчиков дают школьникам представление о различных вариантах понимания и восприятия мира живыми системами. В качестве платформы для создания роботов в основном используется конструктор Lego Mindstorms NXT. На занятиях по робототехнике осуществляется работа с конструкторами серии LEGO Mindstorms. Для создания программы, по которой будет действовать модель, используется специальный язык программирования ПервоРобот NXT.
Заметим, что перечисленные особенности кружка согласуются с положенным в основу образовательных стандартов второго поколения системно-деятельностным подходом, предполагающим переход от:
• изолированного от жизни изучения системы научных понятий, составляющих содержание учебного предмета, к включению содержания обучения в контекст решения учащимися жизненных задач;
• индивидуальной формы усвоения знаний к признанию решающей роли учебного сотрудничества в достижении целей обучения.
Конструктор LEGO Mindstorms позволяет школьникам в форме познавательной игры узнать многие важные идеи и развить необходимые в дальнейшей жизни навыки и он подходит для большинства организованных олимпиад по робототехнике. Lego-робот поможет понять основы роботостроения, наглядно реализовать сложные алгоритмы, рассмотреть вопросы, связанные с автоматизацией производственных процессов и процессов управления. Робот рассматривается в рамках концепции исполнителя. Однако в отличие от множества традиционных учебных исполнителей, которые помогают учащимся разобраться в довольно сложной теме, Lego-роботы действуют в реальном мире, что не только увеличивает мотивационную составляющую изучаемого материала, но вносит в него исследовательский компонент.
Вышеизложенное аргументирует целесообразность введения курса образовательной робототехники в школу, а при соблюдении специально отработанных современных педагогических условий результаты не заставят себя долго ждать. Благодаря изучению робототехники, техническому творчеству, направленному на проектирование и конструирование роботов, можно мотивировать школьников на изучение физики, математики, информатики, выбор инженерных специальностей, проектирование карьеры в индустриальном производстве.
§1.3 Проектная деятельность в процессе изучения робототехники
Проектная деятельность позволяет преобразовать теоретические школьные знания из различных областей (естествознание, гуманитария и т.д.) в жизненный практический опыт учащихся, посредством построения и программирования роботов. А для оценивания успешности проекта необходимы критерии оценивания. Критерии оценивания являются своего рода инструкцией при работе над проектом, для тoгo, чтобы каждый ученик мог расценить свои усилия. Примерный перечень критериев может выглядеть так [7,16]:
• правильное обоснование и постановка цели, планирование путей для ее достижения;
• полнота использованной информации, разнообразие ее источников;
• творческий и аналитический подход к построению роботов;
• соответствие требованиям оформления письменной части работы (блок схемы, описание программ);
Читайте также: