«Ведение курса «Робототехника» в условиях реализации ФГОС»

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

«средняя общеобразовательная школа № 76» г. Перми

Научно – практическая конференция педагогов Свердловского района

Секция: Реализация ФГОС

Предметная область: начальная школа

Научно – исследовательская работа на тему:

«Ведение курса «Робототехника» в условиях реализации ФГОС»

Автор: Ульданова Роза Рафилевна

учитель информатики

МАОУ «СОШ №76» г. Перми

Пермь, 2016
Оглавление

Введение  3

Глава 1. Внеурочная деятельность в школе. 5

Глава 2. Образовательная робототехника. 8

Глава 3. Робототехника в условиях реализации ФГОС   11

Заключение  15

Список литературы  16

ВВЕДЕНИЕ

Серьезной проблемой российского образования в целом является существенное ослабление естественно-научной и технической составляющей школьного образования. Среди молодежи популярность инженерных профессий падает с каждым годом. Усилия, которые предпринимает государство, дают неплохой результат на ступенях среднего и высшего образования. Для эффективной работы в профессиональном образовании необходима популяризация и углубленное изучение естественно-технических дисциплин начиная с общеобразовательной школы.

К сожалению, современное школьное образование, с перегруженными учебными программами и жесткими нормативами, не в состоянии продвигать полноценную работу по формированию инженерного мышления и развивать детское техническое творчество. Количество отведенных по программе часов не всегда хватает для полноценного изучения учебного материала. В таких условиях реализовать задачу формирования у детей навыков технического творчества крайне затруднительно. Гораздо больше возможностей в этом направлении у дополнительного образования. Тем неменее, имея давние традиции, дополнительное техническое образование с различными техническими кружками (авто- и авиамоделирование, судостроение и т.д.), достаточно сложно перестраивается в новых условиях значительного скачка научно-технического прогресса. Материальная база и учебные программы многих станций юных техников морально и физически устарела. Современные дети, для которых iPad, iPhone, Playstation и другие продукты IT-индустрии – реальная жизнь, с трудом проникаются интересом к центрам технического творчества дополнительного образования с оборудованием прошлого века. Необходимо создавать новую базу, внедрять новые образовательные технологии. Одним из таких перспективных направление является – образовательная робототехника.

Целью работы является исследования использования робототехники в системе дополнительного образования в условиях реализации ФГОС.

 Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

 - проанализировать литературу по внеурочной деятельности, робототехнике;

 - ознакомиться с основными принципами ФГОС;

 - выявить значимость  «робототехники» при реализации задач ФГОС;

В последние годы появляются всё более эффективные и доступные учителю способы и средства обучения, способствующие реализации задач современного обучения. Одной из новинок стало использование на уроках и во внеурочной деятельности образовательной робототехники, под которой понимают средство обучения, состоящее из программируемого конструктора и набора деталей. Примером могут служить наборы серии LEGO Education WeDo и LEGO Mindstorms EV3, рассчитанные на групповую деятельность детей под руководством учителя.

ГЛАВА 1. ВНЕУРОЧНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ В ШКОЛЕ.

Внеурочная деятельность важная, неотъемлемая часть процесса образования детей младшего школьного возраста. Это проявляемая вне уроков активность детей, обусловленная в основном их интересами и потребностями, обеспечивающая развитие, воспитание и социализацию младшего школьника. Заинтересованность школы в решении проблемы внеурочной деятельности объясняется не только включением её в учебный план 1-4 классов, но и новым взглядом на образовательные результаты. Школа и учреждение дополнительного образования обеспечивают подлинную вариативность образования, возможность выбора.

Внеурочная деятельность – это часть основного образования, которая нацелена на помощь педагогу и ребёнку в освоении нового вида учебной деятельности, сформировать учебную мотивацию, внеурочная деятельность способствует расширению образовательного пространства, создаёт дополнительные условия для развития учащихся, происходит выстраивание сети, обеспечивающей детям сопровождение, поддержку на этапах адаптации, способность базовые знания осознанно применять в ситуациях, отличных от учебных.[1]

Целью внеурочной деятельности является создание условий для проявления и развития ребёнком своих интересов на основе свободного выбора, постижения духовно-нравственных ценностей и культурных традиций, создание условий для физического, интеллектуального и эмоционального отдыха детей.

Принципами организации внеурочной деятельности в нашей школе стал:

·                соответствие возрастным особенностям обучающихся;

·                преемственность с технологиями учебной деятельности;

·                опора на традиции и положительный опыт организации внеурочной деятельности;

·                опора на ценности воспитательной системы школы;

·                свободный выбор на основе личных интересов и склонностей ребёнка.

Данные принципы определяют способы организации внеурочной деятельности и они тесно связаны с основным образованием и является его логическим продолжением и неотъемлемой частью системы обучения, созданной в школе.

Внеурочная деятельность в школе организуется по направлениям развития личности:

·       Спортивно-оздоровительное

·       Духовно-нравственное

·       Социальное

·       Общекультурное

·       Общеинтеллектуальное

Задачи:

·           Развитие личности каждого ребёнка через самореализацию в условиях игровых и творческих ситуаций

·           Развитие инициативы и творчества детей

·           Воспитание любви к родному краю на основе элементов народного творчества

·           Пропаганда здорового образа жизни[2]

Ожидаемые результаты от внеурочной деятельности: создание оптимальных условий для развития и отдыха детей ; творческая самореализация детей; формирование навыков коллективной и организаторской деятельности ;психологический комфорт и социальная защищённость каждого ребёнка; реализация игрового сюжета в деятельности в деятельности детей.

Общаясь с детьми, родителями отмечают, что это даёт положительный опыт общения, позволяет проявить себя активной, творческой личностью, расширяет его представления об окружающем мире. Дети оживлённо общаются с педагогами и друг с другом. В классах складываются доброжелательные отношения, что является условием формирования здоровье сберегающей среды.

Внеурочная деятельность входит в учебный процесс, но не является уроками. Был проведён опрос, который показал, что 80% родителей учащихся начальной школы положительно относятся к внеурочной деятельности детей в школе. Ведь это развитие пытливости, любознательности каждого ученика, воспитание любви к познавательной деятельности является важной и необходимой задачей, стоящей перед школой и учителем. Решение этой задачи осуществляется как на уроках, так и во внеурочной деятельности.

Огромное значение для ребёнка имеет участие в жизни класса вне школьных уроков. Для многих ребят – это основной мотив посещения школы, так как есть возможность проявить инициативу и самостоятельность, ответственность и открытость.

Сложность, многогранность целей и задач воспитания требует не только богатства содержания отдельных мероприятий, но и чёткости, выразительности организационных форм. Они должны быть гибкими, простыми, помогающими делать жизнь детей радостной, интересной. Особенно важно создавать ситуации добровольного выбора учениками тех или иных форм внеклассной работы. Одной из наиболее перспективных областей в сфере детского технического творчества является образовательная робототехника, которая объединяет классические подходы к изучению основ техники и современные направления: информационное моделирование, программирование, информационно-коммуникационные технологии.

ГЛАВА 2. ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ РОБОТОТЕХНИКА.

Образовательная робототехника — цикл мероприятий в средней школе или образовательных учреждениях дополнительного образования, в котором программирование и конструирование, объединяясь, позволяют формировать навыки технического творчества, мотивируют школьников на изучение точных наук и обеспечивают их раннюю профессиональную ориентацию.

В настоящее время образовательная робототехника все больше и больше набирает обороты в России — все больше учебных центров открывается не только в крупных городах центральных регионов, но и в небольших районных центрах.

В настоящее время робототехника является одним из перспективных направлений научно- технического прогресса, в котором проблемы механики и новых технологий соприкасаются с проблемами искусственного интеллекта. Рассмотрение этого направления в рамках образовательного процесса  происходит в области информатики и информационных и коммуникационных технологий. Поэтому особое значение сейчас имеет внедрение учебных роботов в образовательный процесс школ, средне специальных заведений, высшей школы. Большую значимость среди учебных роботов в настоящее время имеют Лего – конструкторы.

Цель образовательной робототехники:

•      формирование готовности к организации эффективного научного, информационного и методического сопровождения внедрения  робототехники  в школьное образование;

•      использование возможностей робототехники как ведущего средства формирования у учащихся базовых представлений в сфере инженерной культуры;

•      применение технологии робототехнического творчества в урочной и внеурочной деятельности в системе общего образования для развития творческих способностей подростков и юношества в процессе конструирования и программирования роботов.

Целью использования ЛЕГО-конструирования в системе дополнительного образования является овладение навыками начального технического конструирования, развитие мелкой моторики, координацию «глаз-рука», изучение понятий конструкций и ее основных свойствах (жесткости, прочности и устойчивости), навык взаимодействия в группе.

 Основными задачами кружка лего-конструирования 1-4 классов являются:

- обеспечивать комфортное самочувствие ребенка;

- развивать творческие способности и логическое мышление детей;

- развивать образное, техническое мышление и умение выразить свой замысел;

- развивать умения творчески подходить к решению задачи;

- развивать умения излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений.

Учащиеся должны знать:

- правила безопасной работы;

- основные компоненты конструкторов ЛЕГО;

- конструктивные особенности различных моделей, сооружений и механизмов;

- виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе;

- приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов, и других объектов и т.д.).

Учащиеся должны уметь:

- работать с литературой, с журналами, с каталогами, в интернете (изучать и обрабатывать информацию);

- самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования роботов (планирование предстоящих действий, самоконтроль, применять полученные знания, приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов и т.д.);

- создавать  модели  при  помощи специальных элементов по разработанной схеме, по собственному замыслу.

В распоряжение детей предоставлены конструкторы, оснащенные микропроцессором и наборами датчиков, позволяющих создавать программируемые модели роботов.  С их помощью ребята могут программировать роботов на выполнение определенных функций. Благодаря датчикам, созданные конструкции реагируют на окружающих мир. Специальное разработанное программное обеспечение позволяет организовать отдельные модули в распределенные сети, где роботы способны связываться друг с другом, опрашивать и обмениваться данными. С помощью программирования обучающиеся наделяют интеллектом свои модели, и используют их для решения задач, которые связывают с творческими проблемами по курсу математики, информатики, окружающему миру.

ГЛАВА 3. РОБОТОТЕХНИКА В УСЛОВИЯХ РЕАЛИЗАЦИИ ФГОС

Постоянно меняющиеся условия жизни общества, нарастающая информатизация всех сфер деятельности ставят перед школой проблему формирования у детей качеств, присущих успешной, самодостаточной, конкурентоспособной личности. Потребность в изменении подходов к проектированию учебного процесса, системе оценивания результатов повлекла за собой появление новых стандартов образования. Федеральный государственный образовательный стандарт (ФГОС) ставит на первый план формирование у учащихся универсальных учебных действий (УУД), которые определяются как способности ребёнка к саморазвитию и самосовершенствованию путём сознательного и активного приобретения нового опыта.

Выделяют четыре блока УУД: личностный, регулятивный, коммуникативный и познавательный. Предметом нашего рассмотрения будут регулятивные учебные действия, поскольку именно на них базируется способность ребёнка к самоорганизации учебной деятельности, что, безусловно, является основой успешного обучения в начальной школе.

К регулятивным УУД относятся такие процессы, как целеполагание, планирование, прогнозирование, контроль, коррекция, оценка, саморегуляция. Несмотря на то что понятие «регулятивные универсальные учебные действия» появилось сравнительно недавно, вопросы формирования способности школьников к самоорганизации учебной деятельности неоднократно рассматривались на протяжении последних десятилетий многими учёными. Тем не менее, проблема поиска средств формирования навыков самоорганизации у школьников актуальна и по сей день, а введение нового термина «регулятивные универсальные учебные действия» в ФГОС лишь подтверждает это. [3]

В последние годы появляются всё более эффективные и доступные учителю способы и средства обучения, способствующие реализации задач современного обучения. Одной из новинок стало использование на уроках и во внеурочной деятельности образовательной робототехники, под которой понимают средство обучения, состоящее из программируемого конструктора и набора деталей. Примером могут служить наборы серии LEGO Education WeDo и LEGO Mindstorms NXT, EV3, рассчитанные на групповую деятельность детей под руководством учителя. Наборы состоят как из классических, так и из специальных деталей (шестерни, оси, моторы, датчики, кулачки, ремни, втулки, шкивы и т.д.).

Рассмотрим, как именно использование конструкторов LEGO позволяет воздействовать на формирование регулятивных УУД.

1. Развитие способности к целеполаганию.

Школьник учится ставить цель и, удерживая её на протяжении всего занятия, достигает необходимого результата. Самостоятельно разрабатывая собственного робота из набора LEGO, ребёнок учится ставить перед собой учебную задачу.

2. Развитие способности к планированию.

Поставив перед собой цель, школьник составляет краткий или подробный план деятельности по моделированию нового робота или изменению уже знакомого. Ребёнок учится работать и по готовым инструкциям (входящим в комплект конструктора), и по схемам, разработанным учителем. Указания по выполнению плана могут быть как письменными или графическими, так и устными. Помимо этого, работая в команде, надо уметь правильно распределить обязанности между всеми участниками процесса.

3. Развитие способности к прогнозированию.

Школьник учится прогнозировать результаты своей деятельности, выбирая различные способы выполнения одного и того же задания, так как, изменяя схему или последовательность сбора модели, используя разные детали, ученик получает различные варианты одного и того же робота.

4. Формирование действия контроля.

Выполнив задание, учащийся получает готовую модель и имеет возможность самостоятельно проверить правильность её выполнения. Тем самым формируется умение контролировать и оценивать учебные действия в соответствии с поставленной задачей и условиями её реализации, указанное в числе метапредметных результатов обучения.

5. Формирование действия коррекции.

Обнаружив недочёты в своей работе, школьник имеет возможность внести коррективы на любой стадии сборки модели. Он учится критично относиться к результатам своей деятельности и деятельности окружающих. Если модель робота LEGO не выполняет запланированные функции, значит, на какой-то стадии работы допущена ошибка, которая требует исправления. В итоге происходит формирование умения понимать причины успеха/неуспеха учебной деятельности и способности действовать даже в ситуациях неуспеха.

6. Развитие способности к оценке.

Учащийся получает возможность сравнивать свою модель с моделями одноклассников, а значит, оценить уровень выполнения своей работы: сложность, функциональность, внешнюю эстетичность, рациональность робота. При этом ребёнок учится объективно оценивать результат не только своей, но и чужой деятельности. На основе полученных результатов он может сделать выводы об уровне своих знаний и умений.

7. Формирование саморегуляции.

Процесс сборки модели требует терпения и самообладания. Если по каким-то причинам школьнику приходится делать работу сначала, ему нужно приложить некоторое волевое усилие для успешного устранения недочётов. При общении с напарниками по заданию ребёнку необходим самоконтроль, поскольку в ходе планирования или выполнения модели у детей могут возникать разногласия. Таким образом происходит формирование навыков сотрудничества со взрослыми и сверстниками в разных ситуациях, развитие умений не создавать конфликтов и находить выходы из спорных ситуаций.

Реализуемая мною программа внеурочного курса «Образовательная робототехника» с использованием конструктора LEGO Mindstorms EV3 направлена на формирование всех видов регулятивных УУД у школьников. Наряду с техническими задачами каждое занятие курса направлено на решение общепознавательных и развивающих задач.[4]

Заключение

Новый уровень грамотности требует принципиально новой технологии обучения, новых педагогических подходов к преподаванию и усвоению знаний, новых курсов обучения и методик преподавания. Они должны способствовать активизации интеллекта учащихся, формированию творческих и умственных способностей, развитию целостного мировоззрения индивида, позволяющего ему занять прочное положение в информационном обществе.

Одним из важных показателей влияния результатов проекта на качество образования, на наш взгляд, является повышение интереса учащихся к конкурсам и олимпиадам, не относящимся напрямую к робототехнике. Мероприятия, в которых активно участвуют члены наших кружков, связаны с использованием информационно-коммуникационных технологий и изобретательской деятельностью в сфере высоких технологий. 

Реализуемая мною программа внеурочного курса «Образовательная робототехника» с использованием конструктора LEGO Mindstorms EV3 направлена на формирование всех видов регулятивных УУД у школьников, таких как

1. Развитие способности к целеполаганию.

2. Развитие способности к планированию.

3. Развитие способности к прогнозированию.

4. Формирование действия контроля.

5. Формирование действия коррекции.

6. Развитие способности к оценке.

7. Формирование саморегуляции.

Наряду с техническими задачами каждое занятие курса направлено на решение общепознавательных и развивающих задач.[5]

Список литературы

1.              Аленина, Т. И. Образовательная робототехника во внеурочной деятельности младших школьников в условиях введения ФГОС НОО: пособие для учителя / сост.: Аленина Т. И., Енина Л. В., Колотова И. О., Сичинская Н. М., Смирнова Ю. В., Шаульская Е. Л. – Челябинский Дом печати, 2012. – 208 с.

2.              Асмолов, А.Г. Как проектировать универсальные учебные действия в начальной школе: от действия к мысли: пос. для учителя / А.Г. Асмолов, Г.В. Бурменская, И.А. Володарская [и др.] ; под ред. А.Г. Асмолова. – М.: Просвещение, 2008. – 151 с.

3.              Примерная основная образовательная программа образовательного учреждения: Начальная школа / Сост. Е.С. Савинов. – М. :Просвещение, 2010. – 191 с.

4.              Блог-сообщество любителей роботов Лего с примерами программ [Электронный ресурс] / http://nnxt.blogspot.ru/2010/11/blog-post_21.html

5.              Образовательная программа «Введение в конструирование роботов» и графический язык программирования роботов [Электронный ресурс] / http://learning.9151394.ru/course/view.php?id=280#program_blocks

---

[1] Асмолов, А.Г. Как проектировать универсальные учебные действия в начальной школе: от действия к мысли: пос. для учителя / А.Г. Асмолов, Г.В. Бурменская, И.А. Володарская [и др.] ; под ред. А.Г. Асмолова. – М.: Просвещение, 2008. – С. 102

[2] Асмолов, А.Г. Как проектировать универсальные учебные действия в начальной школе: от действия к мысли: пос. для учителя / А.Г. Асмолов, Г.В. Бурменская, И.А. Володарская [и др.] ; под ред. А.Г. Асмолова. – М.: Просвещение, 2008. – С. 103

[3] Аленина, Т. И. Образовательная робототехника во внеурочной деятельности младших школьников в условиях введения ФГОС НОО: пособие для учителя / сост.: Аленина Т. И., Енина Л. В., Колотова И. О., Сичинская Н. М., Смирнова Ю. В., Шаульская Е. Л. – Челябинский Дом печати, 2012. – С 35

[4] Аленина, Т. И. Образовательная робототехника во внеурочной деятельности младших школьников в условиях введения ФГОС НОО: пособие для учителя / сост.: Аленина Т. И., Енина Л. В., Колотова И. О., Сичинская Н. М., Смирнова Ю. В., Шаульская Е. Л. – Челябинский Дом печати, 2012. – С 37

[5] Аленина, Т. И. Образовательная робототехника во внеурочной деятельности младших школьников в условиях введения ФГОС НОО: пособие для учителя / сост.: Аленина Т. И., Енина Л. В., Колотова И. О., Сичинская Н. М., Смирнова Ю. В., Шаульская Е. Л. – Челябинский Дом печати, 2012. – С 37