Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Физика / Конспекты / Организация внеурочной деятельности по физике в рамках реализации ФГОС через внедрение технологии конструирования (робототехника)

Организация внеурочной деятельности по физике в рамках реализации ФГОС через внедрение технологии конструирования (робототехника)

  • Физика

Поделитесь материалом с коллегами:


Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Лицей №2»

















Организация внеурочной деятельности по физике в рамках реализации ФГОС через внедрение технологии конструирования (робототехника)















Мамбетов Бейшенбек Талайбекович,

учитель математики











г. Нижневартовск

2015 год


Содержание

1.

Введение ………………………………………………………………….

2

1.1.

Цель и задачи …………………………………………………….………

5

1.2.

Целевая аудитория……………………………………………………….

5

2.

Основная часть…………………………………………..…………….

6

2.1

Описание опыта……………………………………………….

6

2.2

Условия для реализации внеурочной деятельности………

9

2.3

Партнеры проекта……………………………………………..

10

2.4.

Ожидаемые результаты и социальный эффект ………………

11

2.5.

Перспективы дальнейшего развития ………………………..

12

3.

Заключение ………………………........................................................

13

4.

Список использованной литературы и интернет ресурсов……………

15


Приложение 1. Анализ проведенного анкетирования.

Приложение 2. Система оценки результативности преподавания внеурочной деятельности по робототехнике Динамка метапредметных результатов обучающихся, посещающих занятия внеурочной деятельности по робототехнике

Приложение 3. Обзор конструктора LEGO® MINDSTORMS® Education NXT 2.0 (образовательная серия 9797).

Приложение 4. План реализации проекта ведения внеурочной деятельности по физике в рамках реализации ФГОС через внедрение технологии конструирования (робототехника)

Приложение 5. Дорожная карта

Приложение 6. Технологическая карта внеурочного занятия.

Приложение 7. Фотоматериалы




  1. Введение

«Россия нуждается в инженерах, а не в юристах. Инженеры, специалисты - компьютерщики, биологи, физики, химики, - люди, которые должны сформировать инновационную среду" (Д. А. Медведев)

Федеральный государственный образовательный стандарт общего образования ориентирован на становление личностных характеристик выпускника, подготовленного к осознанному выбору профессии, понимающего значение профессиональной деятельности для человека и общества, ее нравственные основы, владеющего основами научных методов познания окружающего мира, мотивированного на творчество и современную инновационную деятельность.

Федеральный государственный образовательный стандарт предъявляет требования к результатам обучающихся, освоившихся образовательные программы общего образования, которое должно быть не только предметным, но и метапредметным, включающим освоение обучающимися межпредметные понятия и универсальные учебные действия, способность их использования в учебной, познавательной и социальной практике, самостоятельность в планировании и осуществлении учебной деятельности и организации учебного сотрудничества с педагогами и сверстниками, способность к построению индивидуальной образовательной траектории, владение навыками исследовательской, проектной и социальной деятельности.

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, в том числе занятых в нефтяной и газоперерабатывающей отрасли. 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.

Учитывая, что с 2011 года МБОУ «Лицей № 2» является региональной пилотной, а с 2013 года- стажировочной площадкой по вопросам опережающего введения ФГОС основного общего образования по теме «Особенности механизма реализации модели технического образования» через урочную, внеурочную и внеклассную деятельность», с 2014 года - ресурсным методическим центром (предметная область «технология», я, как молодой педагог с самого начала был включен в активную методическую работу по теме инновационной деятельности. Технические возможности компьютерного парка, технологических мастерских, оборудованных современными средствами обучения, заинтересовали меня как учителя. Изучив наработанный опыт в лицее по внедрению в учебный процесс Lego- конструкторов, начиная с 1 класса, я погрузился в информационную среду по вопросам организации занятий по робототехнике.

Все изученные мной источники по применению наборов «Перворобот», базировались на подготовке учащихся к различным этапам (муниципальным, региональным) международных состязаний лего-роботов (World Robot Olympiad). Однако в период между соревнованиями необходимо обеспечить эффективное обучение учащихся азам робототехники. То есть нужно не только готовить учащихся к соревнованиям, но и обучать во внеурочной деятельности. При этом методических пособий для обучения учащихся обучения не было.

Так возникла острая необходимость разработки, внедрения и апробации рабочей программы по робототехнике. Так начался процесс освоения робототехники.

К сожалению, в рамках и так перегруженных учебных программ и действующих жестких требований к результатам обучения, не в состоянии продвигать полноценную работу по формированию инженерного мышления и развивать детское техническое творчество.

В таких условиях реализовать задачу формирования у детей навыков технического творчества крайне затруднительно. Гораздо больше возможностей в этом направлении у дополнительного образования технологической направленности.

В связи, с чем и было принято решение реализовать задуманный проект по внедрению робототехники в образовательный процесс во внеурочное время.

В данной работе хочу предоставить опыт организации внеурочной деятельности по предмету «физика» с использование робототехники через описание педагогического проекта.

Тема проекта: Организация внеурочной деятельности по физике в рамках реализации ФГОС через внедрение технологии конструирования (робототехника).

Почему с использованием робототехники?

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, и уже сейчас в современном производстве и промышленности востребованы специалисты, обладающие знаниями в этой области.

Почему физика?

Физика древняя наука, является основным предметом инженерных специальностей.

Начинать готовить специалистов нужно с самого младшего возраста. Задача школы вернуть интерес молодежи к научно-техническому творчеству. Наиболее перспективный путь в этом направлении – это внедрение робототехники, позволяющей в интереснейших формах знакомить детей с наукой.

    1. Цель и задачи внеурочной деятельности по физике в рамках реализации ФГОС через внедрение технологии конструирования (робототехника)

Цель: внедрение в молодежную среду представлений об инженерно-техническом творчестве как о престижной сфере деятельности, способствующей эффективной реализации личностных жизненных стратегий через внеурочную деятельность по физике с использованием конструкторов LEGO® MINDSTORMS® Education NXT 2.0 в условиях введения ФГОС.

Задачи:

  1. Ранняя ориентация на инновационные технологии и методы организации практической деятельности в сферах роботостроения и физики;

  2. Приобретение метапредметных и личностных результатов ФГОС общего образования, в том числе навыков коллективного и конкурентного труда;

  3. Развитие способностей самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования моделей для физического опыта;

  4. Достижение и развитие предметных и надпредметных результатов по физике.

    1. Целевая аудитория


Обучающиеся лицея в возрасте от 10 и старше.

  1. Основная часть

    1. Описание опыта

В основу реализации проекта, описывающего опыт моей работы в организации внеурочной деятельности по физике через внедрение технологии конструирования (робототехника) положена рабочая программа внеурочной деятельности по физике с использованием конструкторов LEGO® MINDSTORMS® Education NXT 2.0, которая направлена на реализацию ФГОС и предполагает серию занятий в качестве дополнительного материала, который обеспечивает:

  • раннюю профессиональную ориентацию на инженерные специальности;

  • вооружение обучающихся современными методами познания мира;

  • проведение физических экспериментов;

  • овладение фундаментальными техническими знаниями;

  • развитие коммуникативной культуры.

При этом занятия внеурочной деятельности по робототехнике рассматриваются как вспомогательный практикоознакомительный курс по физике.

Дети на уроках физики получают теоретический материал, который в рамках программного материала отрабатывается на практике с использованием лабораторного оборудования.

На внеурочных занятиях по робототехнике обучающиеся имеют возможность подтвердить теоретический материал на более высоком уровне. Так, например, изучая в 7 классе по физике тему «Сила трения», учащиеся на уроках проводят опыты с использованием динамометра на разных поверхностях различной гладкости и набора брусков. На занятиях же по робототехнике обучающиеся в игровой форме с использованием датчика касания, сервомоторов, блока и ИКТ- технологий имеют возможность графически проследить силу трения в зависимости от гладкости поверхности и скорости перемещения брусков. Кроме того, данные измерений после переноса в электронную таблицу, можно считать с монитора компьютера и выявить физические закономерности.

Программа внеурочной деятельности состоит из двух частей: теоретической и практической.

Особенность занятий.

Независимо от подготовки дети могут строить модели с помощью LEGo- конструкторов MINDSTORMS® Education NXT 2.0 и при этом обучаться, получая удовольствие. Занятия по робототехнике сталкивают детей с реальными жизненными проблемам, что позволяет ощущать себя настоящими юными учеными. В процессе работы дети задают вопросы «А что если…?», делают предположения или выдвигают гипотезы, испытывают созданные модели, записывают результаты и представляют свои открытия.

На занятиях по робототехнике мне, как учителю, предоставляется возможность проверить, насколько успешно ученики справляются с поиском и применением информации, необходимой для решения поставленных на уроках физики задач.

Занятия предполагают определенную цикличность:

Создание проблемной ситуации конструирование проведение опыта рефлексия развитие защита мини проекта.

Создание проблемной ситуации.

Этап занятия, на котором предоставляется возможность детям сформулировать проблему и найти наилучший способ ее решения через самостоятельный поиск информации и получить ответ на поставленные научно-технические вопросы.

Конструирование.

На этапе конструирования учащиеся создают модели, в которых заложены основные концепции для проведения опыта. При этом учитель направляет учеников в исследованиях и решениях задач.

Проведение опыта.

На данном этапе происходит апробирование созданных обучающимися инженерных конструкций в реальной ситуации на опыте.

Рефлексия.

Обучающиеся включаются в процесс самоанализа, оценки своей деятельности, опираясь на уже приобретенный опыт. Вопросы учителя наводят обучающихся на размышления о том, над чем они работали до сих пор и какие новые идеи выдвинуть для решения задачи. Организуется обсуждение проекта, воплощение своих идей.

Развитие.

Этап развития- этап усовершенствования своих моделей, добавления различных функций к своим моделям, приспособлениям, инструментам.

Защита мини проекта

Особое место на занятиях по робототехнике отводится защите созданных обучающимися продуктов (моделей, проектов). Формы организации представления созданных продуктов различны: презентация, схемы, соревнования и т.п.

Основные критерии оценивания проектных работ: надежность, практичность, точность измерений, простота в использовании, востребованность такого рода моделей на рынке труда.

Организации занятий по робототехнике

Основная форма организации занятий по робототехнике – групповая.

Групповое занятие состоит из модулей, которые разбиты на два учебных часа. Первый учебный час (45 минут) – это теоретическая часть.

Второй учебный час (45 минут) – практическая часть.

Между учебными часами разминка и перерыв в 10 минут.

Группа состоит 8 – 12 человек, которые в дальнейшем делятся на подгруппы по 2-4 человека (большее количество учащихся в группе приводит к бездействию остальных участников занятия).

Интеграция содержания образования

Программа внеурочной деятельности по роботехнике – прекрасная возможность показать единство знаний, приобретаемых на уроках физики, технологии, математики.

Технология – технологическая основа для сборки моделей, создания трехмерных конструкций,

Физика – теоретическая основа для проведения экспериментов с помощью моделей, конструкций, создаваемых с помощью конструкторов LEGO EDUCATION « ПервоРобот».

Математика – инструментарий для проведения измерений, считывания показаний, создания таблиц (баз) данных и их интерпритации.

Информатика - ИКТ основа для обработки и представления полученной информации.

Воспитательный аспект курса по робототехнике.

Рабочая программа «Робототехника» предполагает воспитательный аспект в преподавании курса. Стараюсь при подготовке к каждому занятию продумывать задачи воспитания.

Я выделяю, согласно М.М.Поташнику, и использую четыре канала воспитания в процессе обучения:

  • Через содержание основ наук (воспитывать мировоззренческие понятия: причинно-следственные связи в окружающем мире; познаваемость окружающего мира и человечества).

  • Через методы обучения (воспитывать у учащихся отношения делового сотрудничества (доброжелательность друг к другу, уважать мнение других, уметь слушать товарищей), воспитывать чувства товарищеской взаимовыручки и этики групповой работы).

  • Через использование случайно возникших на уроке или спланированных, срежиссированнных учителем воспитательных коллизий, ситуаций, которые постоянно предлагает сама школьная жизнь.

  • Через личность учителя, так как личный пример определяющий фактор воспитания личности ученика.

Тьютерство

Огромное воспитательное значение имеет привлечение тьютеров из числа старшеклассников, имеющих опыт программирования, работы на высокотехнологическом оборудовании (микрофрезерный станок PROXXON MF 70, Токарный станок PROXXON PD 230/E, Многофункциональный станок ROLAND MDX – 15, 3D принтер Picaso 3D Builder), имеющихся в лицее.

Это позволяет подростку учиться сотрудничать с взрослыми, перенимать их опыт, уважительно относиться друг к другу.

    1. Условия реализации внеурочной деятельности по физике через внедрение технологии конструирования (робототехника)

Для реализации программы по робототехнике в МБОУ «Лицей №2» имеются следующие материально технические условия:


  • учебная аудитория для теоретической части занятия, индивидуальной работы, письменной работы;

  • технологическая мастерская (ЧПУ - станки, 3D - принтер) для практической части прогаммы- создание дородных полотен, препятствий, запчастей.

  • видеостудия – представление фотоотчета, снимок материалов, создание фильма.

  • сцена (актовый зал, спортивный зал) – для практической части занятия- защита проектов, соревнования с роботами ;

  • мультимедийный проектор;

  • наборы конструкторов LEGO® MINDSTORMS® Education NXT 2.0;

  • МФУ.


Учебно – методическое обеспечение курса по робототехнике представлено следующими материалами:

  • рабочая программа «Технология конструирования. Робототехника»;

  • учебное пособие «Робототехника для детей и родителей», Филиппов С.А.;

  • электронное руководство пользователя NXT 2.0 «Мануал NXT 2.0»;

  • технологические карты занятий по внеурочной деятельности;

  • ЦОР.


Для обеспечения качественного преподавания курса по робототехнике обеспечены следующие кадровые условия:

  • Я, как учитель по робототехнике, прошел курсы повышения квалификации курсы по робототехнике (2014 год);

  • Подготовлены тьюторы, из числа старших учащихся, имеющих опыт в программировании и работы на современных средствах обучения: станках с ЧПУ, 3D- принтере и др.


    1. Партнеры проекта

Учитывая, что курсу по робототехнике присущ межпредметный и интегративный аспект , при реализации программы внеурочной деятельности по физике я тесно сотрудничаю с педагогами лицея и других общеобразовательных учреждении горда:

  1. СОШ №14, Бутко Елена Юрьевна, учитель информатики;

  2. МБОУ ДОД «Станция юных техников», Адюков Алексей Витальевич;

  3. МБОУ «Лицей №2», «Мастерская», Махмутов Альберт Базырович, педагог – организатор;

  4. МБОУ «Лицей №2», «Видеостудия», Мохов Сергей Алексеевич, учитель информатики.

hello_html_m4e31d0c9.png

    1. Ожидаемые результаты и социальный эффект

Предполагаю, что реализация моего педагогического проекта по развитию и внедрению в образовательный процесс робототехники в рамках внеурочной деятельности по предмету «физика», позволит достить следующих результатов:

1. Развитие определенных умений и навыков у обучающихся, посещающих занятия по внеурочной деятельности «Робототехника»:

  1. творчески подходить к задачам – уметь объяснять, как все работает, и показывать взаимосвязь между причиной и следствием;

  2. проверять идеи, основываясь на очевидных результатах наблюдений и измерений;

  3. ставить задачи, которые можно решить научными методами, и объяснять, как находить ответы на них;

  4. предвидеть, сто может произойти, и избегать нежелательных ситуаций;

  5. проводить объективные тесты, изменяя отдельные параметры, и наблюдать или измерять результаты;

  6. производить систематические наблюдения и измерения, используя информационные технологии для сохранения полученных данных;

  7. пользоваться различными методиками анализа и представлять данные в форме диаграмм, чертежей, графиков, таблиц и др.

  8. определять, согласуются ли дальнейшие прогнозы;

  9. при повторении пройденного материала выделять важные моменты и устранять недоработки.

  10. Создание сборника методических разработок лабораторных работ по физике.

  11. Выбор обучающимися профессий инженерно-технического направления.


2. Участие и наличие призового места в научно исследовательских и творческих проектах на различных конкурсах;


3. Поступление выпускников, прошедших курсы по робототехике, в учреждения профессионального образования инженерно–технического профиля;


4.Повышение качества обученности по физике, математике, информатике на 0,1%



    1. Перспективы дальнейшего развития

С учетом имеющихся в лицее условий, наработанного мною опыта планирую последующее развитие курса «Робототехника» по следующим направлениям:


  1. Развитие внеурочного занятие в постоянно действующее объединение дополнительного образования;

  2. Участие в серии соревновательных и образовательных мероприятий:

а) «Hello, Robot!» - комплекс учебно-тренировочных и спортивных мероприятий Всероссийской Программы «Робототехника: инженерно-технические кадры инновационной России»;

б) ИКаР – новая линейка российских соревнований, направленных на популяризацию научно-технического творчества и повышение престижа инженерных профессий у обучающихся;

в) WRO – Международный этап Всемирной олимпиады Роботов.

  1. Создание видеофильмов с использованием роботов.

  2. Создание сборника методических разработок лабораторных работ по физике.



  1. Заключение

Современный курс школьной физики с включением в него робототехники – «точка роста» общего образования в условиях введения ФГОС.

Процессы обучения и воспитания не сами по себе развивают человека, а лишь тогда, когда они имеют деятельностные формы и способствуют формированию тех или иных типов деятельности. Именно решение таких задач предоставляется возможным решить через использование робототехнике во внеурочной деятельности по физике, и тем самым способствовать качественному освоению ФГОС общего образования

Анализ представленных в приложении № 2 метапредметных результатов свидетельствует о том, что учащиеся занимающиеся робототехникой демонстрируют прочные знания и хорошо сформированные метапредметные результаты обучения по физике (качество обученности выросло в течение первого полугодия на 0,1%), наблюдается положительная динамика в развитии метапредметных результатов:

  • умение планировать свою деятельность (+0,15 б.);

  • владение основами самоконтроля, самооценки, принятия решений (+0,12 б.);

  • Умение создавать, применять и преобразовывать знаки, символы, модели и схемы для решения учебных и познавательных задач (+0,31 б.);

  • Умение организовывать учебное сотрудничество и совместную деятельность с учителем и сверстниками , работать индивидуально и в группе (+0,08б.)

Занятия по робототехнике способствует вовлечению обучающихся в дистанционные конкурсы:

-охват обучающихся, занимающихся робототехникой, дистанционными конкурсами составил 80%;

-1 лауреат конкурса «Юный механик», г. Томск;

-1 призовое место в проекте «Инфоурок» в конкурсе «Робототехника».

Опыт работы по организации внеурочной деятельности по робототехнике неоднократно представлялся мной на региональном и муниципальном уровнях:

  1. «Непрерывное образование», форум-выставка, г. Ханты-Мансийск, участник, 21-22. 11. 2013 г.

  2. «VI международный IT - форум» с участием стран «БРИКС», участник, г. Ханты-Мансийск 4-5.06.2014 г.

  3. Августовское совещания работников системы образования в 2014 году, мастер – класс «Робототехника», г. Нижневартовск, 04.09.2014 г.

  4. Стажировочное мероприятие для педагогических работников ХМАО-Югры, открытый урок, «Робототехника – сбор составного робота», г. Нижневартовск, 13.11.2014 г.

  5. Мастер – класс для участников регионального этапа всероссийской олимпиады школьников по технологии в рамках стажировочной площадки по опережающему внедрению ФГОС основного общего образования, 05.02.2015 г.

Организация и проведения такого рода мероприятий свидетельствует об актуальности вопроса преподавания курса по робототехнике как необходимой составляющей для развития технической составляющей общего образования.

Таким образом, привлечение школьников к исследованиям в области робототехники, обмену технической информацией и начальными инженерными знаниями, развитию новых научно-технических идей 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, позволит выпускнику лицея соответствовать запросам времени и найти своё место в современной жизни.



  1. Список литературы:


  1. Перышкин А.В. Физика. 7 класс: учебник для общеобразовательных учреждений. – 2-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2013


  1. Примерная программа основного общего образования по физике. Сборник нормативных документов. Физика / сост. Э.Д.Днепров, А.Г.Аркадьев. – 2-е изд. стереотип. – М.: Дрофа, 2008


  1. Физика. 7-9 классы. Тематическое планирование А.В. Перышкин. – М.: Просвещение, 2011


  1. Комплект цифровых образовательных ресурсов (далее ЦОР), помещенный в Единую коллекцию ЦОР (http://school-collection.edu.ru/)

  2. В.А. Козлова, Робототехника в образовании [электронный дистанционный курс «Конструирование и робототехника» - Белиовская Л.Г., Белиовский А.Е. Программируем микрокомпьютер NXT в LabVIEW. – М.: ДМК, 2010, 278 стр.;

  3. Программное обеспечение LEGO Education NXT v.2.1.;

  4. Рыкова Е. А. LEGO-Лаборатория (LEGO Control Lab). Учебно-методическое пособие. – СПб, 2001, 59 стр.

  5. Филиппов С.А. «Робототехника для детей и родителей». С-Пб, «Наука», 2011г.



Приложение 1. Анализ проведенного анкетирования

В анкетировании приняли участие 100 обучающихся 5-11 классов, будущие участники различных конкурсов и мероприятий для которых требуется навыки основ физики, конструирования и элементов программирования. Ребятам была предложена анкета.


АНКЕТА

Дорогой друг! Прошу ответить тебя на несколько простых вопросов. Обещаю, это не займет у тебя много времени! Твое мнение очень важно для нас. Отметь наиболее близкий тебе ответ.

Вопрос 1.

Дисциплины какого направления вызывают у тебя больший интерес (успеваемость значения не имеет)?

  • гуманитарное (русский язык, литература, история, иностранный язык, МХК, обществознание и др.);

  • физико-математическое или техническое (алгебра, геометрия, информатика и ИКТ, физика);

  • естественно-научное (химия, биология, география, астрономия).

Вопрос 2.

Кем ты хочешь быть в будущем?

  • Профессия ______________________________________________

Вопрос 3.

Хотел бы ты прослушать курс по робототехнике?

  • Да.

  • Нет.

  • Не знаю.

Спасибо за твои ответы!




Результаты анкетирования следующие:


Вопрос 1. Дисциплины какого направления вызывают у тебя больший интерес (успеваемость значения не имеет)?


  • гуманитарное (русский язык, литература, история, иностранный язык, МХК, обществознание и др.) – 38 человека

  • физико-математическое или техническое (алгебра, геометрия, информатика и ИКТ, физика) – 53 человека

  • естественно-научное (химия, биология, география, астрономия) – 9 человек

hello_html_14f38125.png

Вопрос 2. Кем ты хочешь быть в будущем?


Предложенные профессии были разбиты на следующие сферы:

  • сфера информационных технологий (программисты, инженеры, IT-специалисты) – 32 ученика;

  • сфера экономики (кредитные эксперты, финансовые аналитики, бухгалтера, менеджеры) – 25 учеников;

  • сфера медицинских профессий (терапевт, кардиолог, хирург и др.) – 20 учеников;

  • сфера сервиса и туризма (администратор, переводчик, гид и т.д) – 15 учеников;

  • рабочие профессии (сварщик, крановщик, охранник) – 8 учеников.

hello_html_m5f43e77f.gif

Вопрос 3. Хотел бы ты прослушать курс по робототехнике?

Да – 59 человек

Нет – 23 человек

Не знаю – 18 человек


hello_html_2fa391c2.png

Данная анкета показала, что большинство опрошенных учеников понимают, что постоянно развивающиеся информационные технологии вызывают спрос на инженерно-технические профессии. Ссылаясь на полученные данные, мы имеем, что физико-математическое или техническое направление предметов выбрано 53 учениками, в сфере профессий лидирует информационные технологии 32 ученика, и немаловажно для нас, что 59 учеников заинтересовано в робототехнике. Статистика позволит нам для успешной работы организовать 3 группы по 10 человек, которые полностью будут заинтересованы данным направлением.


Приложение 2. Система оценки результативности преподавания внеурочной деятельности по робототехнике


Показатели

Критерии

Периодичность

Инструментарий

1.Развитие метапредметных результатов

1.1.умение самостоятельно планировать пути достижения целей , в том числе альтернативные , осознанно выбирать наиболее эффективные способы решения учебных и познавательных задач.

1.2.владение основами самоконтроля , самооценки, принятия решений и осуществления осознанного выбора в учебной и познавательной деятельности;

1.3.умение создавать, применять и преобразовывать знаки и символы, модели и схемы для решения учебных и познавательных задач;

Умение организовывать учебное сотрудничество и совместную деятельность с учителей и сверстниками, работать индивидуально и в группе

2 раз в год

Тесты, анкеты, публичные выступления

2.Участие обучающихся в конкурсе по робототехнике

Уровни:

1. лицейский;

2. муниципальный;

3. федеральный;

4. всероссийский;

5. международный.

2 раза в год

Анализ наградных грамот, дипломов и т.д.

3.Предметные результаты

3.1. успеваемость и качество обученности по физике

3.2.успеваемость и качество обученности по математике

3.3.успеваемость и качество обученности по информатике

4 раза в год

(по четвертям)

Тесты, анкеты, опросы, результаты четвертей учебного года

4. Профессиональное самоопределение обучающихся, посещающих занятия по робототехнике

4.1.доля обучающихся, посещавших занятия по робототехнике и выбравших информационно-технологический и физико-математический профили в старшей школе

4.2.доля обучающихся, выбравших инженерно – технические профессии числа посещавших занятия по робототехнике.

1 раз в год

Мониторинг выбора профилей обучения в старшей школе, выпускниками специальностей после окончания школы


Динамика метапредметных результатов обучающихся, посещающих занятия внеурочной деятельности по робототехнике

Для определения метапредметных результатов были выбраны следующие показатели:


  1. Умение самостоятельно планировать пути достижения целей, в том числе альтернативные, осознанно выбирать наиболее эффективные способы решения учебных и познавательных задач;


  1. умение соотносить свои действия с планируемыми результатами, осуществлять контроль своей деятельности в процессе достижения результата, определять способы действий в рамках предложенных условий и требований, корректировать свои действия в соответствии с изменяющейся ситуацией;


  1. владение основами самоконтроля, самооценки, принятие решений и осуществление осознанного выбора в учебной и познавательной деятельности;


  1. умение создавать, применять и преобразовывать знаки и символы, модели и схемы для решения учебных и познавательных задач;


  1. умение организовывать учебное сотрудничество и совместную деятельность с учителем и сверстниками; работать индивидуально и в группе: находить общее решение и разрешать конфликты на основе согласования позиций и учета интересов; формулировать, аргументировать и отстаивать свое мнение.



Ф.И.О

стартовый

промежуточный

Приращение

I

II

III

IV

V

I

II

III

IV

V

Ученик 1

75

67

40

25

73

78

80

89

61

80

1,39%

Ученик 2

69

33

50

40

80

70

50

94

78

87

1,39%

Ученик 3

75

75

50

22

45

75

78

78

60

53

1,29%

Ученик 4

100

53

78

100

45

95

70

80

100

73

1,38%

Ученик 5

22

45

58

47

30

60

58

70

60

53

1,49%

Ученик 6

78

47

42

83

80

50

45

80

80

80

1,02%

Ученик 7

69

53

39

100

45

70

55

90

95

60

1,12%

Ученик 8

47

56

89

92

70

50

75

90

90

73

1,07%

Ученик 9

72

33

39

52

70

70

40

45

50

73

1,09%

Ученик 10

78

69

31

94

50

80

70

55

90

60

1, 1%



Итого



68,5



53,1



51,6



65,5



58,8



69,8



62,1



77,1



76,4



69,2

1,124%

65,21



Динамика развития метапредметных результатов

hello_html_m3a6acc41.gif

Приложение 3. Обзор конструктора LEGO® MINDSTORMS® Education NXT 2.0 (образовательная серия 9797)

Lhello_html_m40cce668.pngEGO® MINDSTORMS® Education – новое поколение образовательной робототехники, позволяющей изучать естественные науки и технологии в процессе увлекательных практических занятий.

Используя образовательную технологию LEGO MINDSTORMS в сочетании с конструкторами LEGO, команды учащихся разрабатывают, конструируют, программируют и испытывают роботов. В совместной работе дети развивают свои креативные способности, коллективно преодолевают творческие проблемы, получают важные фундаментальные и технические знания. Они становятся более коммуникабельными, развивают навыки организации и проведения исследований, что безусловно способствует их успехам в дальнейшем школьном образовании и в будущей работе.

Тhello_html_47809821.pngехнологии будущего – уже сейчас. В набор LEGO MINDSTORMS Education входят: усовершенствованный 32-разрядный микрокомпьютер NXT, интерактивные сервомоторы, датчики, воспринимающие акустические и ультразвуковые сигналы, устройство связи Bluetooth и различные средства загрузки данных. Программное обеспечение LEGO MINDSTORMS Education NXT – это инструмент образного программирования, построенный в среде LabVIEW™ (компания National Instruments) на основе многих научных и промышленных приложений.



Микрокомпьютер NXT «Мозгом» робота LEGO MINDSTORMS® Education является микрокомпьютер LEGO® NXT, снабженный входными портами для датчиков и выходными портами для исполнительных устройств




Дhello_html_m6f514dba.pngатчики касания дают роботу возможность «ощущать» окружающие его препятствия.




hello_html_6493fd4e.png




Датчик звука позволяет роботу реагировать на звуки различной громкости





hello_html_114f088f.png


Датчик освещённости позволяет роботу реагировать на изменение освещённости и цвета



hello_html_324fb70e.png


Датчик расстояния позволяет роботу измерять расстояние до окружающих предметов и реагировать на движение.







hello_html_m5779cded.png


Интерактивные сервомоторы обеспечивают равномерные и точные движения робота.





hello_html_22342ced.png



hello_html_m70fe55d3.png



hello_html_m48f2f286.png


Приложение № 4. План реализации проекта ведения внеурочной деятельности по физике в рамках реализации ФГОС через внедрение технологии конструирования (робототехника):

п/п

Название этапа

1

Подготовительный этап:

  1. Проведение анкетирования среди учащихся на востребованность курса;

  2. Формирования групп для занятий по внеурочной деятельности;

  3. Разработка рабочей программы с учетом возрастных особенностей сформировавшейся группы;

  4. Разработка мониторинга оценивая результатов;

  5. Подготовка материально технического обеспечения.

  6. Повышение квалификации: участие в дистанционных курсах, вебинарах по вопросам преподавания робототехники

2

Реализация программы внеурочной деятельности:

  1. Проведение занятий;

  2. Организация мероприятий для общественного представления проектных работ на уровне лицея;

  3. Разработка проектных работ и представление на городские, региональные конкурсы.

  4. Создание сборника методических разработок лабораторных работ по физике.


3

Заключительный этап:

  1. Оценка достигнутых результатов;

  2. Мониторинг метапредметных результатов;

  3. Проведение независимой оценки качества организации внеурочной деятельности по роботетхнике

  4. Анализ достигнутых результатов.


Приложение № 5. Дорожная карта реализации внеурочной деятельности по физике в рамках реализации ФГОС через внедрение технологии конструирования (робототехника)


п/п


Сроки

Перечень мероприятий

сентябрь


Проведение анкетирования среди учащихся на востребованность курса

Формирования групп для занятий по внеурочной деятельности

Разработка рабочей программы с учетом возрастных особенностей сформировавшейся группы

Разработка мониторинга оценивая результатов

Подготовка материально технического обеспечения

Проведение занятий по робототехнике

октябрь

Проведение занятий по робототехнике

Мониторинг метапредметных результатов (стартовый)

Повышение квалификации :участие в дистанционных курсах, обучающих вебинарах по вопросам преподавания курса по робототехнике

ноябрь

Проведение занятий по робототехнике

Организация обучающихся к участию в дистанционных конкурсах

Открытые занятия по робототехнике для родителей

декабрь

Проведение занятий по робототехнике

Организация мероприятий для общественного представления проектных работ на уровне лицея: соревнования между обучающимися по робототехнике

Мониторинг метапредметных результатов (промежуточный)

январь

Проведение занятий по робототехнике

Разработка проектных работ и представление на городские, региональные конкурсы

февраль

Проведение занятий по робототехнике

Мониторинг предметных результатов

март

Проведение занятий по робототехнике

Участие в городском фестивале проектных работ «Грани познания»

апрель

Проведение занятий по робототехнике

Участие в городском слете «НОУ»


Участие в лицейском фестивале проектных и исследовательских работ

май

Проведение занятий

Независимая оценка качества организации внеурочной деятельности по роботетхнике ( опрос обучающихся)

Мониторинг метапредметных результатов (итоговый)

Оценка достигнутых результатов

Анализ достигнутых результатов

Приложение 6. Технологическая карта внеурочного занятия

Дата занятия:

март 2015 года

Ф.И.О. учителя

Мамбетов Б.Т.

Предмет

Внеурочная деятельность по физике

Класс

7

Тема занятия

Потенциальная и кинетическая энергия

Цель занятия

Организовать деятельность обучающихся: по изучению учебного материала с помощью конструктора LEGO® MINDSTORMS® Education NXT 2.0 по теме: «Потенциальная и кинетическая энергия»

Задачи занятия:

Познакомиться с:

1. энергией движения (кинетической энергией);

2. энергией в неподвижном состоянии (потенциальной энергией);

3. трением и сопротивлением воздуха

Дидактическая

Обеспечить усвоение учащимися правил нахождения кинетической и потенциальной энергий

Развивающая

Обеспечить развитие умений устанавливать причинно-следственные связи, самостоятельно организовать свою деятельность, умение к взаимоконтролю, грамотно прокомментировать ответ

Воспитывающая

Создать условия для воспитания трудолюбия, ответственного отношения к делу.

Дидактическая структура занятия*

Деятельность учителя

Деятельность учеников

Планируемые результаты

Предметные умения

Метапредметные умения

Создание проблемной ситуации

  1. Проверяет готовность обучающихся к уроку.

  2. Побуждает интерес к получению новой информации через ситуацию:

«Женя и Витя, как обычно, спорят». Они мастерят тележки, чтобы посмотреть, которая из них укатиться дальше, съехав со старой горки в их Презеленом парке. Витя говорит, что если он дополнительно нагрузит свою тележку пассажиром, то та проедет дальше, потому что станет тяжелее. А Женя считает, что он уедет дальше на легкой тележке, поскольку тяжелые грузы труднее передвигать. Еще он предпочитает ездить на колесах большего размера, но Катя сомневается, что такая мера ему поможет.»

Так какая тележка проедет дальше – легкая или тяжелая, с большими или маленькими колесами? Найдите правильное решение.

  1. Проводят самоконтроль готовности к уроку.

  2. Разбирают ситуацию, высказывают свои предположения

  • Легкая с маленькими колесами;

  • Легкая с большими колесами;

  • Тяжелая с маленькими колесами;

  • Тяжелая с большими колесами.

3. Ставят себе цели на текущий урок.

 Умение теоретически проанализировать поставленную проблему и изложить ее.

  Умение к самоорганизации, самоконтролю

Умение устанавливать причинно-следственные связи

Конструирование

Организует работу:

1. Разбивка на группы, в зависимости от выбора веса тележки и размера колес;

2. постройка стартовой горки;

3. постройка тележки;

4. установка блока NXT 2.0 с датчиком расстояния

  1. Делятся на группы;

  2. Предлагают варианты горок, используя различные подручные материалы;

  3. Разрабатывают единую форму тележки;

  4. Устанавливают блок NXT 2.0, присоединяют датчик расстояния, все это подключают к компьютеру;

  5. Программируют в NXT 2.0 Data Logging для регистрации данных пути, времени и скорости движения тележки.

  Конструирование с использованием колес и осей.

Различные виды сборки деталей.

Установка и программирование блока NXT 2.0 на датчик расстояния.


 Умение организовать свою деятельность.

Умение самостоятельно организовать свою деятельность, умение к взаимоконтролю.

Умение формулировать вопрос по заданной схеме.

Проведение опыта

1. Организовывает проведение ряда измерений при скатывании тележки с разными грузами с регистрацией данных;

2. Организовывает запись данных каждой группы в отдельную таблицу на доске.

1. Проводят эксперимент, опыт;

2. Регистрируют данные параметры;

3. Вносят данные в основную таблицу на доске;


Eк = mv2/2 – кинетическая энергия


Eп = gmh – потенциальная энергия

4 Сравнивают результат групп, приходят к решению проблемной ситуации.

Осваивание калибровки датчиков при опыте.

Разбор энергии движения (кинетическая энергия).

Разбор энергии в неподвижном состоянии (потенциальная энергия).

Умение оценивать правильность выполнения учебной задачи.

Алгоритмизация навыков проведения опыта.

Рефлексия

  1. Организует комментирование заданий обучающимися по цепочке по отработке правил.

  2. Проводит водный контроль в форме проверки измерений у каждой группы.



  1. Решают и комментируют правил и полученные результаты в опытах с конструкцией

  2. Выполняют анализ моделей для измерения опыта, плюсы и минусы.

  3. Разбирают свои ошибки и предлагают решение данных проблем.

  Умение использовать свои данные для измерения потенциальной и кинетической энергии.

Грамотное формирование вывода, опираясь на физические данные.


Умение грамотно прокомментировать ответ. Умение донести мысль до окружающих

Умение координировать свою деятельность


Развитие

Организовывает помощь в разработке и усовершенствовании своего проекта.

 1. Анализирует полученные данные при рефлексии.

2. Вносит изменения в свой мини проект, модель, робота.

3. Готовятся к презентации своих работ

 Умение проанализировать полученные данные, приводить их к среднему, стандартному значению, для получения наилучших результатов.

 умение оценивать правильность выполнения учебной задачи

Защита

Организует защиту проектов.

1. Представляют доработанные мини проекты.

2. Сравнивают с проектами других групп.

3. Выбирают победителя по заданным критериям.

 Умение защитить проект используя физические термины, опираясь на формулы и элементы конструирования.

 Умение анализировать, обобщать, определять закономерности.

Умение оценивать уровень своей готовности к выполнению задания

Умение задавать уточняющие вопросы.


Приложение 7. Фотоматериалы

hello_html_1725770b.jpg

Рисунок 1.Секционное заседание городского августовского педагогического совета по теме «Воспитание положительного отношения к труду и творчеству» 04.09.2014 г.

hello_html_m7c8fb739.jpg

Рисунок 2. Секционное заседание городского августовского педагогического совета по теме «Воспитание положительного отношения к труду и творчеству» 04.09.2014 г.

hello_html_6f273fad.jpg

Рисунок 3. Урок робототехники

hello_html_m39f3faf1.jpghello_html_m51e35d28.jpg

Рисунок 4 - 5. Непрерывное образование Ханты-Мансийских 21-22.11.2013 г.


hello_html_3de311b6.jpg

Рисунок 5. Урок робототехники

hello_html_57b1d8c8.jpg

Рисунок 6. Региональный этап всероссийской олимпиады школьников по технологии. 5.02.2015 г.

hello_html_m5974d6cf.jpg

Рисунок 7. Экспериментальное поле




Краткое описание документа:

Федеральный государственный образовательный стандарт общего образования ориентирован на становление личностных характеристик выпускника, подготовленного к осознанному выбору профессии, понимающего значение профессиональной деятельности для человека и общества, ее нравственные основы, владеющего основами научных методов познания окружающего мира, мотивированного на творчество и современную инновационную деятельность.  

Федеральный государственный образовательный стандарт предъявляет требования к результатам обучающихся, освоившихся образовательные программы общего образования, которое должно быть не только предметным, но и метапредметным, включающим освоение обучающимися межпредметные понятия и универсальные учебные действия, способность их использования в учебной, познавательной и социальной практике, самостоятельность в планировании и осуществлении учебной деятельности и организации учебного сотрудничества с педагогами и сверстниками, способность к построению индивидуальной образовательной траектории, владение навыками исследовательской, проектной и социальной деятельности.

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, в том числе занятых в нефтяной и газоперерабатывающей отрасли. 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.

Учитывая, что с    2011 года  МБОУ «Лицей № 2»  является  региональной  пилотной, а с  2013 года- стажировочной  площадкой по  вопросам  опережающего введения ФГОС основного общего образования  по теме «Особенности механизма  реализации модели технического образования» через урочную, внеурочную и внеклассную деятельность», с  2014 года -  ресурсным  методическим центром  (предметная  область «технология», я, как  молодой  педагог с самого начала был включен в активную методическую работу по теме инновационной  деятельности. Технические  возможности компьютерного парка, технологических мастерских, оборудованных  современными средствами обучения,  заинтересовали   меня как учителя.  Изучив  наработанный  опыт в  лицее  по   внедрению в  учебный процесс Lego- конструкторов, начиная с 1 класса,  я погрузился   в  информационную среду по  вопросам   организации  занятий по робототехнике.

Все изученные мной источники по применению наборов «Перворобот», базировались  на подготовке  учащихся к различным этапам (муниципальным, региональным) международных состязаний лего-роботов (World  Robot  Olympiad).  Однако в период между соревнованиями необходимо обеспечить эффективное обучение учащихся азам робототехники.То есть нужно не только готовить учащихся к соревнованиям, но  и обучать во внеурочной деятельности. При этом методических пособий для обучения учащихся обучения не было. 

Так   возникла острая необходимость разработки, внедрения и апробации рабочей  программы по  робототехнике. Так начался процесс освоения робототехники.

К сожалению,  в рамках  и  так   перегруженных учебных  программ и действующих жестких  требований   к  результатам  обучения, не в состоянии продвигать полноценную работу по формированию инженерного мышления и развивать детское техническое творчество.

В таких условиях реализовать задачу формирования у детей навыков технического творчества крайне затруднительно. Гораздо больше возможностей в этом направлении у дополнительного образования технологической направленности.

В  связи, с чем и было принято решение реализовать  задуманный  проект  по внедрению робототехники  в  образовательный процесс  во внеурочное время.

В данной работе хочу предоставить опыт организации внеурочной деятельности по предмету «физика» с использование робототехники через  описание   педагогического проекта.

Тема проекта: Организация внеурочной деятельности по физике в рамках реализации ФГОС через внедрение технологии конструирования (робототехника). 

Почему с использованием робототехники?

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, и уже сейчас в современном производстве и промышленности востребованы специалисты, обладающие знаниями в этой области.

Почему физика?

Физика древняя наука, является основным предметом инженерных специальностей.

 

Начинать готовить специалистов нужно с самого младшего возраста. Задача школы вернуть интерес молодежи к научно-техническому творчеству. Наиболее перспективный путь в этом направлении – это внедрение робототехники, позволяющей в интереснейших формах знакомить детей с наукой.

Автор
Дата добавления 27.05.2015
Раздел Физика
Подраздел Конспекты
Просмотров1073
Номер материала 546584
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх