Проблема робототехники в школе
Обновлено: 08.07.2024
Ключевые навыки человека XXI века предполагают реальное изменение школьной программы. Одним из таких нововведений становится робототехника – дисциплина творческая и практическая.
Так школа для школы или школа для жизни?
Если в XXI веке мы решимся выбрать второе, то практико-ориентированные предметы и комплексные знания станут неотъемлемой ее – школы – частью. Робототехника дает возможность отработать профессиональные навыки сразу по 3 направлениям: механике, программированию и теории управления. Более того, дети уже в рамках начального и среднего образования понимают: у них есть возможность решать реальные практические задачи.
Робототехника – это область техники, связанная с разработкой и применением роботов, а также компьютерных систем для управления ими, сенсорной обратной связи и обработки информации.
Зачем вводить предмет в школьную программу? Робототехника позволит вовлечь учащихся в процесс, мотивировать их на учебную деятельность, разнообразить программу, использовать групповые методы обучения, наладить межпредметные связи. К числу плюсов также стоит отнести практическую составляющую предмета и его профориентационное значение.
5 плюсов робототехники в школе
1. Робототехника может стать стартовой площадкой для школьников, "горящих" техническими науками
Сам процесс роботостроения позволяет развить несколько компетенций за раз, более того, применить свои практические навыки сразу в нескольких дисциплинах.
Удивительно наблюдать, как любовь детей к определенному предмету растет благодаря новым возможностям. И даже у тех, кто не горел особыми чувствами к математике или физике.
Некоторые из учеников проявляют интерес к 3D-печати, программированию и даже доходят до любимых занятий юности их родителей и дедушек: разбору и сборке бытовой техники (чей папа в детстве не разбирал радио или часы?). Вы можете наблюдать самостоятельно, как школьники выстраивают собственную траекторию обучения, потому что робототехника – по-сути, предоставляет им открытую платформу для творчества и экспериментов. Что касается педагогов, то учебная программа по робототехнике позволит в полной мере применить тот самый индивидуальный подход и помочь ребенку найти себя.
2. Хорошая учебная программа по робототехнике позволит развивать лидерские качества у учеников
Когда учащиеся взаимодействуют с роботами в классе и заставляют их выполнять различные движения и задачи, они развивают и совершенствуют свои сильные качества и стороны.
Робототехника – это предмет, где требуется слаженная работа в команде, и где каждый ученик сможет взять на себя роль, которая удается ему лучше всего. Кто-то быстро схватывает задачу и хорошо выражает свои идеи на бумаге, есть ученики, которые ведут себя "тише", но отлично кодируют, выполняют технические задачи и даже поддерживают дисциплину в команде, напоминая, что надо сосредоточиться на задаче. Благодаря объединенной работе оба типа учеников развивают свои качества, выражают идеи и создают наилучший конечный результат. Умения понимать в чем твоя сильная сторона, кооперироваться и договариваться будут иметь важное значение в жизни детей, независимо от того, станут ли они художниками, бизнесменами, менеджерами или инженерами.
Что использовать? Большинство школ закупает действительно хорошую конструкторскую базу – Lego Education (тут все зависит от возраста детей и уровня подготовки: WeDo или Mindstorms NXT).
3. Робототехника может научить школьников, как работать на разных технологических и информационных платформах
Социальные медиа стали частью нашей повседневной жизни, и использование их для школьников сегодня так же естественно, как пользоваться ручкой и карандашом. Не буду отрицать: в социальных сетях много полезных и классных ресурсов и вещей, но также много потенциальных опасностей и контента, которого стоило бы избегать.
Рассказывает один европейский учитель: "У нас в классной комнате есть полутораметровый робот по имени Твич. Твич имеет собственную учетную запись в Twitter. Школьники ежедневно обновляют профиль и рассказывают от имени Твича об экспериментах и своей работе. Так что робототехника учит не только изгибать свои "математические мышцы", но и может показать, как "серфить" в Интернете или грамотно вести переписку".
Где использовать? Сегодня робототехнические конструкторы используются для проведения демонстрационных учебных экспериментов по физике, химии, биологии, математике, программированию. Все это позволяет познакомить школьника с законами мира на практике.
4. Робототехника может стать основой для формирования сообщества и мотивацией для роста
Школьное сообщество, по свидетельствам психологов и методистов, имеет многочисленные преимущества: улучшение посещаемости и оценок, формирование комфортной эмоциональной атмосферы – уменьшение количества поведенческих проблем. Самое главное, пожалуй, это формирование позитивной мотивации в отношении образования в целом.
Преподавание робототехники в классе может создать чувство общности, которое расширится до сообщества в его полноценном понимании. В России есть школы, ученики которых уже представляли своих роботов на региональных и международных выставках и конкурсах. Это их "минута славы", их продукт, в который они вложили усилия, так что необходимость ради такого поработать и взять на себя ответственность становится не препятствием, а, наоборот, стимулом.
Благодаря указанным возможностям, школьники начинают рассматривать робототехнику как нечто большее, чем просто проект для оценки, а скорее как инструмент, который может вдохновлять других.
5. Робототехника учит работать в команде
Робототехника учит навыкам командной работы – это факт, причем педагогически полезный. Понятно, что не все ваши ученики собираются пойти работать в Роскосмос или хотя бы пойдут учиться в МГТУ им. Баумана. Тем не менее, навыки командной работы и понятие личной ответственности, возникающее при разделении обязанностей, приобретенные на уроках робототехники, они будут использовать в течение всей жизни.
Когда учащиеся работают в группах над проектом, они быстро видят: технические навыки и кодирование важны. Однако их робот не будет двигаться, если они не знают, как сотрудничать с другими участниками и сообщать свои идеи. На русском языке или на уроке алгебры, увы, довольно трудно научиться выражать себя и учиться слушать других.
Подведем итог: мы живем в XXI веке, и этот факт вносит свои коррективы в современное образование. Нашим детям предстоит занять другие должности, по-другому общаться и уметь делать другие вещи, чем мы с вами. Наша задача: не мешать, а помочь.
Как детей учат строить роботов
Учить робототехнике в России начинают с четырех-пяти лет. Занятия проходят в робототехнических кружках, количество которых из года в год растет. Например, по данным Национальной ассоциации участников рынка робототехники (НАУРР), в 2017 году в стране было около 1 300 таких кружков. А в 2019 году их уже порядка 1 500–2 000.
Например, в Финляндии до седьмого класса все предметы преподает один перегруженный учитель, которому уж точно не до робототехники. А до 2016 года там не обучали детей даже программированию.
Как устроено высшее образование в области робототехники
Но на всех этих направлениях учат исключительно промышленной робототехнике. Отдельных специализированных программ по медицинской, бытовой или сервисной робототехнике в России пока нет. Как, впрочем, и на Западе.
Больше всего вузов, которые обучают робототехнике, в Москве — например, МГТУ имени Н. Э. Баумана, МТУ, НИЯУ МИФИ, МЭИ, и Петербурге — ИТМО, СПбГУ, СПбГПУ, Военмех, СПбГУАП. Так же робототехнике учат в Татарстане в Университете Иннополис, в Томском государственном и политехническом университетах, в Уральском федеральном университете, в Новосибирском государственном техническом университете.
О сильных сторонах российского образования и об охоте на наших робототехников
О проблемах российского образования
Олег Кивокурцев рассказывает, что молодых сотрудников Promobota приходится учить некоторым дисциплинам уже на рабочем месте.
Выпускник Томского политехнического университета Алексей добавляет, что программа в его вузе устаревшая, и актуальные знания приходилось искать самостоятельно: «С одной стороны, это дает хороший опыт самообразования, однако, с другой стороны, устаревшие предметы — это лишняя нагрузка. При этом в ТПУ преподают хорошие фундаментальные знания из области теории автоматического управления и электропривода.
Впрочем, вузы стараются бороться с этой проблемой. Например, в Университете Иннополис приглашают преподавать экспертов из-за границы, если считают, что какие-то важные знания не могут дать студентам самостоятельно. В университете работают профессора из Италии, Швейцарии, Канады, Колумбии, Республики Корея, Пакистана, Индии и Белоруссии.
Что делать?
Александр Климчик из Университета Иннополис предлагает и вовсе ввести обязательный предмет по робототехнике для всех инженерных и технических специальностей, в том числе для средних специальных учебных заведений.
Но главное — необходимо разгрузить вузовских преподавателей, чтобы у них было больше времени для индивидуальной работы со студентами.
— Есть некая зацикленность на одних и тех же вещах, дисциплинах. Одной из проблем я назову соревнования. Соревнования — хороший инструмент, он дает систему задач и мотивацию для того, чтобы двигаться вперед. С другой стороны, очень часто это инструмент для администрации, педагогов для того, чтобы натаскивать детей на решение каких-то не очень сложных задач.
С его мнением согласны и другие эксперты. Среди проблем они называют отсутствие кадров, принятых правил, конструкторов.
Эксперты не только указали, чего не хватает образовательной робототехнике, но и предложили пути выхода из сложившейся ситуации.
На вопросы отвечали:
Опрос проходил 8 марта 2018 года на ПроФесте.
24 комментария к статье “Робототехника и образование. Кто виноват и что делать?”
Спросите в КФУ, Казань, на робототехнике, там специалисты высокого класса, они знают проблемы и как их решать.
Проблем пока вижу только две:
1. имитация бурной деятельности, которая полностью перекрыла поставленные изначально цели. Что тут уже несколько раз показывалось в критических статьях;
2. Засилье Лего и застрявшие преподаватели в этой игрушке. Ничему реально полезному, играясь в Лего, научить не получится.
С первой проблемой согласен. Вторая не проблема, так как есть решение. Можно рассматривать не только программирование в стандартной среде, но и на других языках, на других прошивках (что значительно расширяет возможности платформы), можно использовать разные дополнения, которых сейчас масса — добавлять датчики hitechnic, использовать возможности нейроуправления с bitronics lab, изучать машинное зрение в Lego Mindstorms EV3 с камерой Pixy, скрещевать Arduino, изучать машинное обучение, программируя на Puthon…. и ещё много всего. И хочу заметить, что всё это или бесплатно или стоит не очень больших денег. Кроме того кто мешает усовершенствовать Lego для себя? — проектировать и печатать новые детали, делать свои датчики…
— какие проблемы есть в робототехническом образовании?
— какие шаги нужно сделать, чтобы их решить?
Робототехника, и особенно в формате LEGO — это очередная профанация по уничтожению мотивации изучения естественно научных дисциплин и трудового воспитания.
Необходимо возобновить трудовое обучение с изготовлением реально нужных и полезных вещей, и возродить радиоэлектронику, через которую только и можно, и идти ребёнку в робототехнику.
А вот ежели оно продолжается дальше, то согласен — дальше идет профанация.
Каждый человек стремится найти себя, раскрыть свой талант. Система дополнительного образования дает детям такую возможность. Не должно быть обделённых вниманием детей, каждый хочет быть личностью, самоутвердиться, и моя задача: помочь ребёнку в этом! Верю, что у каждого из моих воспитанников есть хорошие природные данные, просто они сами не знают о своих возможностях.
Возраст детей, участвующих в реализации данной дополнительной образовательной программы колеблется от 5 до 7 лет. В кружок могут быть приняты все желающие, не имеющие противопоказаний по здоровью.
Срок реализации программы 3 года. Режим работы на первый год, в неделю 2 занятия по 25-30мин.
Актуальность программы обусловлена тем, что в связи с наблюдающимся развитием нано-технологий, электроники и программирования, стремительно меняется время, меняется общество и отношения между людьми. Наряду с изменением приоритетов в экономике и ориентации промышленности на развитие наукоёмкого производства и новых инновационных технологий в стране ощущается острая потребность в специалистах инженерного профиля и высококвалифицированных рабочих кадрах. Сегодня нашему обществу необходимы образованные, творчески мыслящие, способные не растеряться в жизненных условиях, личности.
Сформулированные ожидаемые результаты помогают мне поставить цели каждого этапа обучения, а значит, и выбрать пути их достижения. Технологии образовательной робототехники способствуют эффективному овладению обучающимися универсальными учебными действиями, так как объединяют разные способы деятельности при решении конкретной задачи. Использование конструкторов значительно повышает мотивацию к изучению отдельных образовательных предметов на ступени основного общего образования, способствует развитию коллективного мышления и самоконтроля.
Цель программы – развитие интереса к техническому творчеству, обучение основам робототехники, формирование практических навыков по конструированию роботов, развитие творческих способностей и формирование раннего профессионального самоопределения ребенка в процессе конструирования и проектирования.
Цель моей деятельности отвечает основной миссии детского творчества: создание условий для творческого саморазвития и самоопределения детей.
Реализация цели осуществляется через решение следующих задач :
Образовательные :
• Изучение основ и базовых понятий робототехники;
• Формирование навыков создания роботов;
• Обучение методам моделирования и конструирования, проведения экспериментов;
• Подготовка учащихся к самостоятельной научной и практической работе;
Развивающие :
• Развитие интереса к изучению механики, электроники и вычислительной техники;
• Развитие творческих способностей учащихся;
• Развитие конструктивного креативного мышления;
• Развитие памяти, воображения, технического и логического мышления;
• Развитие навыков дисциплины труда.
• Развитие потребности в самообразовании.
• Воспитание устойчивого интереса к техническому конструированию и моделированию;
• Формирование коммуникативных способностей посредством творческого общения;
• Воспитание самодисциплины, решительности, целеустремлённости;
На начальном этапе освоения программы возникали проблемы : недостаточная начальная техническая оснащённость (4 комплекта конструктора, это 8 воспитанников, а не 12-15, всего 1 компьютер, полное отсутствие учебных, а особенно, методических материалов, отсутствие вспомогательного оборудования и инвентаря.
Достижения воспитанников говорят сами за себя. За эти года воспитанники неоднократно принимали участие в разных соревнованиях и добивались высоких результатов.
Основной формой организации образовательного процесса является занятие. Занятия проводятся в соответствии с учебно-тематическим планом образовательной программы и подчиняются всем закономерностям процесса обучения. Уникальность образовательной робототехники заключается в возможности объединить конструирование и программирование в одном курсе, что способствует интегрированию преподавания информатики, математики, физики, черчения, естественных наук с развитием инженерного мышления, через техническое творчество. Техническое творчество — мощный инструмент синтеза знаний, закладывающий прочные основы системного мышления. Таким образом, инженерное творчество и лабораторные исследования — многогранная деятельность, которая должна стать составной частью повседневной жизни каждого обучающегося. Педагогическая целесообразность моей программы заключается в том что, она является целостной и непрерывной в течение всего процесса обучения, и позволяет воспитаннику шаг за шагом раскрывать в себе творческие возможности и самореализоваться в современном мире. Межпредметные занятия опираются на естественный интерес к разработке и постройке различных механизмов.
Одновременно занятия с LEGO как нельзя лучше подходят для изучения основ алгоритмизации и программирования Работа с образовательными конструкторами LEGO позволяет школьникам в форме познавательной игры узнать многие важные идеи и развить необходимые в дальнейшей жизни навыки. Первоначальное использование конструкторов LEGO требует наличия инструкций по сборке. При отсутствии у многих детей практического опыта необходим первый этап обучения, на котором происходит знакомство с различными видами соединения деталей, вырабатывается умение смотреть инструкции и взаимодействовать в команде.
В своей деятельности использую разнообразные методы обучения :
объяснительно-иллюстративный метод (инструктаж, рассказ, беседа)
репродуктивный метод (упражнение, объяснение, показ образцов)
частично-поисковый (самостоятельная работа)
исследовательский метод (творческое задание, демонстрация изделий)
Моя задача – научить каждого ребёнка самостоятельно учиться, сформировать у него потребность активно относиться к занимательному процессу. Одно из средств, которое окажет реальную помощь воспитанника – игра. Она должна строиться на полученных ранее знаниях и умениях, обеспечивать приобретение новых. Игра способствует формированию у детей такого целостного опыта, который пригодится им в будущей учебной и практической деятельности. Она позволяет установить более тесный контакт с одногруппниками, помогает лучше узнать друг друга, развивает коммуникабельность. Часто именно в игре ребёнок проявляет себя с совершенно неожиданной стороны.
Мощным стимулом в обучении является проведение занятий с использованием информационных технологий. Для оптимизации образовательного процесса использую объяснение нового материала с использованием компьютерных презентаций как источника учебной информации и наглядного пособия. Визуальное представление пошагового выполнения заданий обеспечивает более эффективное усвоение воспитанниками новых знаний и умений. Методы, используемые в процессе обучения робототехнике, призваны дать детям основные понятия о стадиях творческого процесса, элементах технической эстетики, приёмах и методах поиска технических решений.
Исследовательская деятельность способствует дисциплинированности мышления, самостоятельной организации познавательной деятельности в соответствии с поставленными задачами разного уровня сложности.
В своей деятельности большое внимание уделяю воспитательной работе. Цель воспитательной работы – создание условий для формирования и раскрытия творческой индивидуальности личности каждого воспитанника.
Реализуя данную цель, решаю следующие задачи:
• изучить потребности, интересы, склонности и другие личностные характеристики детей; • воспитывать в детях взаимоуважение, чувство взаимопомощи, доброты;
• развивать творческую деятельность;
• развивать активную жизненную позицию ребенка.
Ключевыми понятиями, которые характеризуют сущность воспитательной работы на кружке, являются: индивидуальность, самостоятельность, творчество, активность, личность, коллектив, которые одновременно исполняют роль принципов строящейся системы и жизнедеятельности учреждения.
Чтобы процесс воспитания проходил успешно, безболезненно для ребёнка, вокруг него должна быть создана атмосфера уюта, любви, заботы, понимания, поддержки.
Моя педагогическая позиция заключается в принятии ребёнка как личности, признании его индивидуального своеобразия, его права проявлять себя.
Свои отношения с коллегами оцениваю, как доброжелательные. Стараюсь помочь коллегам и в работе, и в решении частных проблем, знакомлюсь с их опытом, методическими находками. Серьезных конфликтных ситуаций не возникало. Все возникающие проблемы пытаюсь решать конструктивно, объективно, доказательно. Умею признавать свои ошибки. Мои коллеги ценят во мне такие качества, как ответственность, порядочность, толерантность, креативность.
Все достигнутые результаты моей деятельности стали возможны благодаря постоянной работе над собой. Я уверена, что профессиональная деятельность педагога требует постоянного совершенствования своих знаний. Интернет-ресурсы знакомлюсь с педагогическими новинками, освещающими образование, изучаю новинки по вопросам образовательной робототехники, технического творчества. Создала свой мини-сайт в социальной сети работников образования maam ru., где публикую результаты своей деятельности. Посещаю открытые занятия своих коллег и сам делюсь педагогическим опытом на мастер-классах на уровне детского сада, города, республики. Принимаю участие в работе метод. Объединения. Систематически прохожу курсы повышения профессионального мастерства.
Речевое развитие дошкольников: проблемы и пути решения Развитие речи в дошкольном детстве закладывает основы успешного обучения в школе, поэтому чем раньше будет начато обучение грамотной речи,.
Читайте также: