Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Информатика / Другие методич. материалы / Внедрение робототехники в образовательное пространство школы

Внедрение робототехники в образовательное пространство школы



57 вебинаров для учителей на разные темы
ПЕРЕЙТИ к бесплатному просмотру
(заказ свидетельства о просмотре - только до 11 декабря)


  • Информатика

Поделитесь материалом с коллегами:

33



hello_html_4ddca7d5.gifhello_html_m6a6092d7.gifhello_html_a4cff74.gifhello_html_m6bc66976.gifhello_html_m271fc5b4.gifhello_html_7c1e5f63.gifhello_html_m47029796.gifhello_html_mb419d65.gifhello_html_mb419d65.gifhello_html_mdb58b29.gifhello_html_5165b4fe.gifОглавление

1.Введение 1

II.Теоретические аспекты включения робототехники в образовательное пространство 2

1.Актуальность введения в школе межпредметного курса «Основы робототехники» 2

2.«Основы робототехники» как межпредметный курс внедрения робототехники в образовательное пространство школы. 5

III.Содержание инновационного педагогического опыта работ 9

1. Анализ исходного состояния деятельности учителя на основе

выявления противоречий. 9

2.Цель опыта. 11

3.Объект опыта. 11

4.Предмет опыта. 11

5.Сущность опыта. 11

6.Конечный практический результат опыта. 12

7.Нормативная база опыта. 12

8.Новизна опыта. 12

9.Теоретическая значимость опыта. 13

10.Практическая значимость опыта. 13

11.Перспектива внедрения опыта. 13

12.Комплекс условий ,обеспечивающий распространения опыта. 14

13.Индикаторы опыта. 14

IV.Методические аспекты внедрения робототехники в образовательное пространство школы 14

1. Теоретико-методологическая основа опыта. 14

2. Место робототехники в учебном плане школы 15

3. Формы и методы организации обучения 18

4. Методы обучения 18

5. Формы организации учебных занятий 20

6.Основные этапы разработки Лего- проекта 20

7. Структура образовательной робототехники 21

V.Результаты внедрения и обобщение опыта 22

VI.Заключение 24

VII.Литература 26

VIII.Приложения 27




  1. Введение.

Робототехника — прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем. Робототехника опирается на такие дисциплины как электроника, механика, программирование, физика.

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.

II. Теоретические аспекты включения робототехники в образовательное пространство

  • Актуальность введения в школе межпредметного курса «Основы робототехники».

«Уже в школе дети должны получить возможность раскрыть свои способности, подготовиться к жизни в высокотехнологичном конкурентном мире»

Д. А. Медведев

Первый человекоподобный рыцарь был предложен Леонардо да Винчи в 1495 г., в 1738 г. французский механик Жак де Вакансон создал первого андроида, а в 1921 году чешский писатель Карел Чапек придумал слово «робот».

Бурными темпами робототехника вошла в мир в середине XX века. Это было одно из самых передовых, престижных, дорогостоящих направлений машиностроения. Основой робототехники были техническая физика, электроника, измерительная техника и многие другие технические и научные дисциплины. В начале XXI века робототехника является одним из приоритетных направлений в сфере экономики, машиностроения, здравоохранения, военного дела и других направлений деятельности человека. На сегодняшний день человек незаметно окунулся в мир автоматики и робототехники. На улицах можно видеть шагающих роботов, технология позволила создать материалы для роботов – андроидов. В быту - сенсорная автоматика и робототехника. Поэтому специалисты, обладающие знаниями в этой области, востребованы. В России существует такая проблема: недостаточная обеспеченность инженерными кадрами и низкий статус инженерного образования. Поэтому необходимо вести популяризацию профессии инженера, ведь использование роботов в быту, на производстве и поле боя требует, чтобы пользователи обладали современными знаниями в области управления роботами. Как этого достичь? С чего начинать? Школа – это первая ступень, где можно закладывать начальные знания и навыки в области робототехники, прививать интерес учащихся к робототехнике и автоматизированным системам.

"Если ученик в школе не научился сам ничего творить,

то и в жизни он всегда будет только подражать, копировать,

так как мало таких, которые бы, научившись копировать,

умели сделать самостоятельное приложение этих сведений"

Л.Н.Толстой.

Несмотря на то, что Лев Толстой сказал эти слова в прошлом веке, они актуальны сегодня. Основная задача современного образования - создать среду, облегчающую ребёнку возможность раскрытия собственного потенциала. Это позволит ему свободно действовать, познавая эту среду, а через неё и окружающий мир. Новая роль педагога состоит в том, чтобы организовать и оборудовать соответствующую  образовательную среду и побуждать ребёнка к познанию и к  деятельности.

Образовательная среда ЛЕГО, объединяет в себе специально скомпонованные для занятий в группе комплекты ЛЕГО, тщательно продуманную систему заданий для детей и четко сформулированную образовательную концепцию.

  Что  такое ЛЕГО-конструирование? Ещё одно веянье моды или требование времени? Лего-педагогика – одна из самых известных и распространённых ныне педагогических систем, широко использующая трёхмерные модели реального мира и предметно-игровую среду обучения и развития ребёнка. «Лего» в переводе с датского языка означает «умная игра». ЛЕГО конструктор побуждает работать, в равной степени, и голову, и руки учащегося. Конструктор помогает детям воплощать в жизнь свои задумки, строить и фантазировать, увлечённо работая и видя конечный результат. Именно ЛЕГО позволяет учиться играя и обучаться в игре. Введение элементов робототехники в школьные предметы позволит заинтересовать учащихся, разнообразить учебную деятельность, использовать групповые активные методы обучения, решать задачи практической направленности. Программирование реального робота поможет увидеть законы математики не на страницах тетради или учебника, а в окружающем мире. Использование конструкторов Lego Mindstorms NXT позволяет взглянуть на школьные предметы по-новому.

В этом мы видим актуальность введения в школе межпредметного курса «Основы робототехники».

Изучение робототехники создает предпосылки для социализации личности учащихся и обеспечивает возможность ее непрерывного технического образования, а освоение с помощью лего- наборов и других роботоконструкторов компьютерных технологий – это путь школьников к современным перспективным профессиям и успешной жизни в информационном обществе. Конечно же, занятия робототехникой не приведут к тому, что все дети захотят стать программистами и роботостроителями, инженерами, исследователями. В первую очередь занятия рассчитаны на общенаучную подготовку школьников, развитие их мышления, логики, математических способностей, исследовательских навыков.

  • «Основы робототехники» как межпредметный курс внедрения робототехники в образовательное пространство школы.


LEGO® MINDSTORMS® Education – новое поколение образовательной робототехники, позволяющей изучать естественные науки (информатику, физику, химию, математику и др.) а также технологии (научно – технические достижения) в процессе увлекательных практических занятий. Наш курс межпредметный.

Министерство образования и науки рекомендует активизировать работу по встраиванию образовательной робототехники в преподавание предметов:

1. Физика Использование Лего-технологий в преподавании физики может проходить по следующим направлениям:

1. демонстрации;

2. фронтальные лабораторные работы и опыты;

3. исследовательская проектная деятельность.

Деятельность в данных направлениях отвечает требованиям Примерной программы по физике для основной школы, составленной на основе Фундаментального ядра содержания общего образования и Требований к результатам основного общего образования, представленных в федеральном государственном образовательном стандарте общего образования второго поколения. Внедряя Лего-технологии в обучение, учитель получает возможность достижения следующих целей изучения физики:

развитие интересов и способностей учащихся на основе передачи им знаний и опыта познавательной и творческой деятельности;

понимание учащимися смысла основных научных понятий и законов физики, взаимосвязи между ними.

Достижение этих целей обеспечивается решением следующих задач:

знакомство учащихся с методом научного познания;

приобретение учащимися знаний о физических явлениях и физических величинах, характеризующих эти явления;

формирование у учащихся умений наблюдать природные явления и выполнять опыты, лабораторные работы и экспериментальные исследования с использованием Лего-конструкторов;

овладение учащимися такими общенаучными понятиями, как эмпирически установленный факт, проблема, гипотеза, теоретический вывод, результат экспериментальной проверки.

Личностные результаты обучения физике с использованием Лего-технологий:

сформированность познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей учащихся;

самостоятельность в приобретении новых знаний и практических умений;

мотивация образовательной деятельности школьников на основе личностно ориентированного подхода;

формирование ценностных отношений друг к другу, учителю, авторам открытий и изобретений, результатам обучения.

Метапредметные результаты внедрения Лего-конструирования в обучение физике:

овладение навыками самостоятельного приобретения новых знаний, организации учебной деятельности, постановки целей, планирования, самоконтроля и оценки результатов своей деятельности, умениями предвидеть возможные результаты своих действий;

понимание различий между исходными фактами и гипотезами для их объяснения, теоретическими моделями и реальными объектами, овладение универсальными учебными действиями на примерах гипотез для объяснения известных фактов и экспериментальной проверки выдвигаемых гипотез, разработки теоретических моделей процессов или явлений;

приобретение опыта самостоятельного поиска, анализа и отбора информации с использованием новых информационных технологий для решения познавательных задач;

освоение приемов действий в нестандартных ситуациях, овладение эвристическими методами решения проблем;

формирование умений работать в группе.

Например, на уроке изучения скорости движения тел можно использовать робот Валли или робот- пятиминутка.

2. Информатика. В содержании базовой дисциплины ―Информатика понятийный аппарат информатики предполагается разделить на три концентра:

-понятия, связанные с описанием информационного процесса;

-понятия, раскрывающие суть информационного моделирования;

-понятия, характеризующие применение информатики в различных областях, прежде всего: технологиях, управлении, социально-экономической сфере.

Для учителя информатики помимо содержания и количества часов, выделяемых на предмет, важна информация и о новых подходах в стандартах второго поколения — это деятельностный подход. Для этого подхода главным является вопрос, какие необходимы действия, которыми должен овладеть ученик, чтобы решать любые задачи. Иначе говоря, необходимо выделить универсальные действия, овладение которыми дает возможность

решать в неопределенных жизненных ситуациях разные классы задач. Таким образом, на первый план, наряду с общей грамотностью, выступают такие качества выпускника, как, например, разработка и проверка гипотез, умение работать в проектном режиме, инициативность в принятии решений и т.п. Эти способности востребованы в постиндустриальном обществе. Они и становятся одним из значимых ожидаемых результатов образования и предметом стандартизации. Одним из методических решений, позволяющим более интенсивно осваивать информатику и формировать ключевые компетенции учащихся, является использование конструктора Лего на уроках информатики. Главная идея состоит в том, чтобы через насыщение школьного пространства новыми технологиями изменить содержание учебно-воспитательного процесса, создать новую внутришкольную коммуникационную среду, попадая в которую учащийся и учитель был бы более успешен, более компетентен, более современен. Цель внедрения конструктора Лего на уроках информатики: научить учащихся самостоятельно мыслить, находить и решать проблемы, привлекая для этого знания из разных областей, уметь прогнозировать результаты и возможные последствия разных вариантов решения. Одной из основных задач является осуществление технологической подготовки учащихся. На уроках информатики с применением Лего в основной и старшей школе учащиеся могут разрабатывать проекты по интересующей их тематике, широко используя в своей работе межпредметные связи.

Пример использования робота на уроках информатики:

Раздел информатики: Информационные основы процессов управления -Примеры систем автоматического управления, неавтоматического управления, автоматизированных систем управления на основе конструктора Лего. Например, создать сначала управляемую с помощью вращения двигателя модель машины (автоматическую), а затем автоматизировать процесс при помощи системного блока NXT (RCX).

3.Технология. Использование образовательной робототехники в преподавании Технологии является не столько модным веянием, сколько действительной необходимостью, которая делает современную школу конкурентоспособной, а урок по-настоящему эффективным и продуктивным для всех участников образовательного процесса. Лего позволяет постигать взаимосвязь между различными областями знаний на основе смоделированных руками самого ребенка уменьшенных аналогий различных механических устройств. Интересные и несложные в сборке модели Лего дают ясное представление о работе механических конструкций, о силе, движении и скорости. Принцип обучения «шаг за шагом», являющийся ключевым для Лего, обеспечивает учащемуся возможность работать в собственном темпе.

Кроме того, все школьные наборы Лего предназначены для групповой работы, в результате чего учащиеся одновременно приобретают и навыки сотрудничества, и умение справляться с индивидуальными заданиями, составляющими часть общей задачи. Конструируя и добиваясь того, чтобы созданные модели работали, испытывая полученные конструкции, учащиеся получают возможность учиться на собственном опыте. Наиболее гармонично образовательная робототехника встраивается в такие разделы Технологии как «Машины и механизмы. Графическое представление и моделирование»:

- Механизмы технологических машин;

- Сборка моделей технологических машин из деталей конструктора по эскизам и чертежам;

- Сборка моделей механических устройств автоматики по эскизам и чертежам. Электротехнические работы. - Устройства с элементами автоматики;

- Электропривод;

- Простые электронные устройства.

И так, наш курс позволит через эти предметы внедрить в образовательное пространство школы основ робототехники и определить роль робототехники в учебно-воспитательном процессе.


III.Содержание инновационного педагогического опыта работ


Анализ исходного состояния деятельности учителя на основе выявления противоречий.

Мой педагогический стаж работы 34 года. Являюсь учителем физики, технологии высшей квалификационной категории. Более 20 лет преподавал информатику. С 2012 года на школьном уровне проводится опытно-экспериментальная работа по внедрению в учебно- воспитательный процесс основ робототехники. В рамках национального проекта «Образование» школа была оснащена современным компьютерным оборудованием, а в 2012 году в школу были поставлены первые лего-конструкторы «Перворобот». Как учитель информатики, физики я, конечно же, сразу начала процесс освоения нового оборудования и применения его в образовательном процессе.

На момент начала освоения основ робототехники в моей работе наметился ряд противоречий:

  1. Во время появления первых наборов NXT в школе учитель и ученики оказались в информационном вакууме: источники информации по теме «Образовательная Робототехника» в сети на русском языке исчислялись единицами, не было разработанных программ. Пособие было закуплено, но нет к нему программ. На первых порах было много не ясности, пришлось осваивать язык программирования. Обучаться не у кого. Как учитель, остро нуждался в курсах повышения квалификации по данному направлению. Четко обозначилось несоответствие между необходимостью включения робототехники в образовательный процесс для приобретения учащимися образовательных результатов, востребованных на рынке труда, и неразработанностью этих вопросов в педагогической науке. Данное противоречие определило актуальность моего опыта на научно-теоретическом уровне.

  2. Требования времени и общества к информационной компетентности учащихся постоянно возрастают. Ученик должен быть мобильным, современным, готовым к разработке и внедрению инноваций в жизнь. Однако реальное состояние сформированности информационной компетентности моих учеников (в контексте применения робототехники) не позволяло им соответствовать указанным требованиям. Данное противоречие определило актуальность моего опыта на социально-педагогическом уровне.

Все изученные мной источники по применению образовательной робототехники в учебно- воспитательном процессе , нехватка дидактического и раздаточного материала, методических пособий, отсутствие в первую очередь специальных, утвержденных программ по робототехники ( до сих пор их нет), возникла острая необходимость их разработки, внедрения и апробации. Данное противоречие определило актуальность моего опыта на научно-методическом уровне. В первую очередь нужно разработать программы по внедрению образовательной технологии в образовательное пространство школы с учетом возраста ученика. Из противоречий вытекает проблема опыта: как обеспечить эффективное внедрение курса робототехники в образовательное пространство и практическое применение учениками знаний этого курса для разработки и внедрения инноваций в дальнейшей жизни?

Цель опыта: Определить место и роль робототехники в современной школе. Теоретически разработать и экспериментально апробировать пути внедрения робототехники в образовательное пространство школы.

Объект опыта: образовательные результаты учеников в области робототехники с учетом их возраста.

Предмет опыта: педагогическое обеспечение процесса внедрения робототехники в образовательное пространство школы.

Сущность опыта состоит в том, чтобы разработать программы внедрения образовательной робототехники в учебный и воспитательный процесс, разработок методических и других материалов.

В соответствии с целью опыта передо мной ставились следующие задачи:

  • Определить роль и место робототехники в современной школе.

  • Разработать различные варианты учебного плана по технологии и другим предметам, связанных с робототехникой.

  • Рассмотреть возможные пути внедрения робототехники в образовательное пространство школы и выбрать оптимальный.

  • Определить тему самообразования как «Внедрение образовательной технологии в образовательное пространство школы».

  • Изучить основы лего-конструирования и программирования.

  • Разработать элективные курсы в старшем звене по робототехнике и апробировать в учебном и внеучебном процессе.

  • Разработать учебные планы и программы кружковой деятельности с учетом робототехники.

  • Применить робототехнику в летний период в детских оздоровительных лагерях.

  • Обобщить и распространить опыт внедрения и использования робототехники в образовательном процессе.

Конечный практический результат опыта: успешное внедрение робототехники в образовательное пространство школы, отработан оптимальный вариант образовательных программ робототехники.

Нормативно-правовая база опыта:

  • Федеральные законы «Об образовании», «Об информации, информационных технологиях и о защите информации».

  • Концепция модернизации Российского образования на период до 2010 г.

  • Национальный проект «Информатизация системы образования»

  • Стандарты по информатике и ИКТ основного общего и среднего (полного) образования профильного уровня.

  • Примерные программы по информатике и ИКТ основного общего и среднего (полного) об образовании базового и профильного уровня.

  • Программы для общеобразовательных учреждений. Технология.5-11 класс;

  • Примерные требования к программам дополнительного образования детей Министерства образования РФ №06-1844 от 11.12.2006г.;

  • Программа информатизации школы.

  • Устав школы.

Новизна опыта состоит в том, что:

  • Будет изучено и определено место и роль робототехники в современной школе.

  • Рассмотрены технологии и методы обучения и выбраны наиболее подходящие при изучении основам робототехники.

  • Разработан, апробирован и внедрен курс «Образовательная робототехника» в учебный и внеурочный процесс.

  • Разработаны методы встраивания робототехники в курс информатики и ИКТ, технологии и физики.



Теоретическая значимость опыта заключается в:

  • определении места и роли робототехники в образовательном пространстве школы;

  • обосновании технологий, форм и методов обучения основам робототехники;

  • разработки новых учебных планов с учетом робототехники.

  • определении тем курса информатика и ИКТ, технологии, физики для встраивания образовательной робототехники.

Практическая значимость опыта заключается в:

  • разработке структуры курса «Образовательная робототехника» для ее внедрения в образовательное пространство школы;

  • апробировании программ внедрения робототехники в урочную и внеурочную деятельность учащихся;

  • создание учебного плана для внедрения робототехники в учебно-воспитательный процесс;

  • разработанных методических материалов, для внедрения робототехники в образовательное пространство школы, которые могут быть использованы любой школой в работе.

Перспектива внедрения опыта в учебно-воспитательный процесс:

  • разработка рабочих программ по внедрению робототехники по предметам : физика, информатика, технология.

  • Исследовательские и проектные работы с использованием робототехники;

  • Приобретение дополнительных конструкторов, микроконтроллеров и датчиков;

  • Приобретение конструкторов для сборки станков с управлением через компьютер и внедрение их в область технологии;

  • Проведение летних лагерей по робототехнике;

  • Разработка методических материалов для робототехнике и рабочих полей;

  • Создание районного сообщества по робототехнике.

Комплекс условий, обеспечивающий распространение опыта.

  1. Готовность педагога к постоянному самообразованию, повышению своей профессиональной компетентности в области высоких технологий, развитие информационной культуры учителя, готового решать новые педагогические задачи. Прохождение курсов повышения квалификации в различной форме (очная и дистанционная).

  2. Развитая учебно-методическая база учреждения (наличие современных компьютерных классов, АРМ учителя предметника, наличие достаточного количества конструкторов, ПО к ним, полей для соревнований, выхода в Интернет, наличие интерактивных средств обучения)

  3. Востребованность данного курса педагогами школы, района, республики активно внедряющих данное направление в образовательное пространство школ.

  4. Выступление педагога по обобщению опыта на семинарах, видеоконференциях различного уровня.

  5. Обучение педагогов района по проблемам внедрения робототехники в школы.

Индикативными показателями успешности опыта, считаю:

  1. Показатели мотивации учебной деятельности.

  2. Показатели сформированности ОУУН.

  3. Результаты участия в научно- практических конференциях и конкурсах по робототехнике.

  4. Создание собственных моделей роботов.

  5. Разнообразная внеклассная и внешкольная деятельность по внедрению робототехники в образовательное пространство школы.

IV. Методические аспекты внедрения робототехники в образовательное пространство школы.

  • Теоретико-методологическая основа опыта: теория учебной деятельности (А. Н. Леонтьев и др.), теория методов обучения (Ю. К. Бабанский, И. Я. Лернер и др.); теория педагогических систем (В. П. Беспалько, Ю. А. Конаржевский).

Существенным образом работа опирался на труды, посвященные: классификации форм обучения (В. А. Сластенин, В. К. Дьячеко, И. М. Чередова), методике обучения информатике (Л. Л. Босова, А. А. Кузнецов и др.); использованию мультимедиа при формировании компетентностей (О. Г. Смолянинова); методу учебных проектов (Е. С. Полат); современной дидактике (М. М. Поташник, А. В. Хуторской, Г. К. Селевко).

  • Место робототехники в учебном плане и методические рекомендации внедрения робототехники.

При внедрении робототехники в образовательное пространство школы как межпредметного курса на первых порах встретятся с очень больщой трудностью. В учебном плане школ нет отдельного предмета как робототехника. Эта тема затрагивает несколько предметов: информатика (изучается программирование), физика ( рассматриваются физические принципы работы датчиков), технология (создание моделей роботов), окружающий мир

(создаются модели на основе представителей живого мира), черчение (чертежи моделей).Мои рекомендации: организовать изучение робототехники как межпредметный курс, для этого рассмотреть включения вопросов робототехники в рабочие программы информатики, физики. В этих предметах можно реализовать изучение робототехники только частично. Более подходящий предмет- это технология. Это следует из анализа примерных программ по технологии: например Программы для общеобразовательных учреждений. Технология 5-11 классы. Под редакцией Ю.Л.Хотунцева. М,Мнемозина,2012

автор

Тема раздела

Количество часов

5

6

7

8

Ю.Л.Хо-тунцев

В,Д,Симо-ненко


Учебное проектирование и выполнение учебных проектов

16

16

16

16

Информационные технологии

6



14

Электротехника




20

Элементы машиноведения

4

4



Всего

26

20

16

50

Примечание: Можно использовать часы на робототехнику в 6-7 классах за счет раздела «Художественная обработка конструкционных материалов», так как при выполнении проектов приходится использовать различные материалы как картон, металл, пластмассы.

Программа «Технология. Технический труд»

автор

Тема раздела

Количество часов

5

6

7

8

А.К.Бешен-ков

Элементы техники

8

8

8

8

Учебные проекты

22

22

22

18

Всего

30

30

30

26

Программа «Технология. Технический труд»

автор

Тема раздела

Количество часов

5-9 классы

В.М.Каза-кевич

Механизмы машин

4

Сборка модели машин из изделий конструктора по эскизам и чертежам

4

Сборка моделей механических устройств по чертежам

4

Сложные механизмы

4

Электромеханические устройства

6

Изготовление устройств с электромагнитом

6

Изготовление электротехнических устройств с элементами автоматики

6

электроприводы

6

Сборка электронных устройств

8

Творческая проектная деятельность

90

Всего

138


Анализируя эти программы по количеству часов и тематике, подходит к нам последний вариант. Большинство вопросов, предлагаемых в этом варианте, мы касаемся при изучении робототехники. В этом случае нужно рассмотреть предлагаемые вопросы по программе на основе моделей роботов.

Базисный учебный план школы по внедрению робототехники в образовательное пространство школы - опытно-экспериментальный. Он построен с учетом учебного пособия «Первый шаг в робототехнику» под редакцией Д.Г. Копосова. Методических материалов на сегодняшний день мало, учебного плана нет. Приходится перерабатывать то, что есть в Интернете и данного учебного пособия. В ходе эксперимента найден более оптимальный вариант изучения робототехники как раздела предмета технологии.


5класс

6класс

7класс

8класс

10класс

11класс

урок

1

1

1

1

1

1

Электив,

факультатив



1

1

1*

1*

кружок

1

1





1*- В 10-11 классе робототехника изучается либо за счет уроков по 1 часу либо за счет элективных курсов.

Программу данного курса условно можно разделить на две большие части:

  • Конструирование. Моделирование.

  • Программирование.

Занимаясь конструированием, ребята изучают простые механизмы, учатся при этом работать руками, они развивают элементарное конструкторское мышление, фантазию, изучают принципы работы многих механизмов. Зная основы программирования учащиеся «оживляют» свои модели, что приводит к заинтересованности предметом.

Рекомендации: необходимо отдельно изучить раздел робототехники- программирование на уровне 7-8 классов. В 5-6 классах программировать модели роботов по шаблонам.

  • Формы и методы организации обучения робототехнике.

Для внедрения робототехники в образовательное пространство школы главной моей задачей становилось определить оптимальные формы организации учебного процесса.

В. А. Сластёнин даёт следующую классификацию форм обучения, в зависимости от структуры педагогического процесса.


формы обучения


основная

урок

домашняя работа

дополнительные

лекции экскурсии консультации и т. п.

вспомогательные

Кружки и клубы по интересам факультативы

реализуются в формах

массовые

внеучебная работа

школьные вечера

клубы

праздники

конкурсы

олимпиады

конференции

субботники


групповые


индивидуальные

дополнительные занятия

учебная урок семинар лекция лабораторно-практическое занятие экскурсия

внеучебная Кружки

клубы спортивные секции

лагеря


Рис 2. Классификация форм обучения по В. А. Сластенину.

Достоинством этой классификации является определение места проведения процесса обучения.

  • Методы обучения


Проектные методы обучения

Работа по данной методике дает возможность развивать индивидуальные творческие способности учащихся, более осознанно подходить к профессиональному и социальному самоопределению. Это технология организации образовательных ситуаций, в которых учащихся ставит и решает собственные задачи, и технологию сопровождения самостоятельной деятельности учащегося.

Исследовательские методы в обучении

Дает возможность учащимся самостоятельно пополнять свои знания, глубоко вникать в изучаемую проблему и предполагать пути ее решения, что важно при формировании мировоззрения. Это важно для определения индивидуальной траектории развития каждого школьника.

Технология использования в обучении игровых методов: ролевых, деловых, и других видов обучающих игр

Расширение кругозора, развитие познавательной деятельности, формирование определенных умений и навыков, необходимых в практической деятельности, .развитие общеучебных умений и навыков.

Обучение в сотрудничестве (командная, групповая работа)

Сотрудничество трактуется как идея совместной развивающей деятельности взрослых и детей, Суть индивидуального подхода  в том, чтобы идти не от учебного предмета, а от ребенка к предмету, идти от тех возможностей, которыми располагает ребенок,  применять психолого-педагогические диагностики личности.

Проектно-ориентированное обучение 

это систематический учебный метод, вовлекающий учащихся в процесс приобретения знаний и умений с помощью широкой исследовательской деятельности, базирующейся на комплексных, реальных вопросах и тщательно проработанных заданиях.


Информационно-коммуникационные технологии

Изменение и неограниченное обогащение содержания образования, использование интегрированных курсов, доступ в ИНТЕРНЕТ.













  • Формы организации учебных занятий


  • Урок – лекция;

  • Урок – презентация;

  • Практическое занятие (сборка моделей и их программирование);

  • Урок изучения материала (поиск информации через Интернет);

  • Урок защиты проекта;

  • Урок – соревнование.

  • Основные этапы разработки Лего- проекта:

1.      Обозначение темы проекта.

2.      Цель и задачи представляемого проекта.

3.      Разработка механизма на основе конструктора Лего модели NXT.

4.      Составление программы для работы механизма в среде Lego Mindstorms.

5.      Тестирование модели, устранение дефектов и неисправностей

При разработке и отладке проектов учащиеся делятся опытом друг с другом, что очень эффективно влияет на развитие познавательных, творческих навыков, а также самостоятельность школьников. Таким образом, можно убедиться в том, что Лего, являясь дополнительным средством при изучении курса информатики, физики позволяет учащимся принимать решение самостоятельно, применимо к данной ситуации, учитывая окружающие особенности и наличие вспомогательных материалов. И, что немаловажно, – умение согласовывать свои действия с окружающими, т. е. — работать в команде.

Определяя место своего курса в образовательном пространстве, я остановился на четырех формах организации учебной деятельности по внедрению робототехники в учебно- воспитательный процесс: кружок, элективный курс, урок и в летний период компьютерный лагерь.

В зависимости от выбранных форм, структуру курса «Образовательная робототехника» можно представить следующим образом:



Образовательная технология



Летний лагерь

Элективные

курсы

кружки

урок




Физика и роботы

7-8 классы

Лего-робототехника

5-8 классы



технология




Техническое творчество и робототехника

10-11 классы

Робототехника.

Программирование

10-11 классы

физика


информатика






Рис.Структура курса «Образовательная робототехника»

V.Результаты внедрения курса и обобщение опыта по внедрению робототехники в образовательное пространство школы.

  • Определены роль и место курса «Образовательная робототехника» в образовательном пространстве школы. Описана структура курса и его компоненты.

  • Создана программа кружка «Техническое творчество. Основы робототехники» в старших классах. Элективный курс в старшем звене «Робототехника и программирование», кружок «Лего-робототехника»( 5-6 класс), « Физические принципы работы датчиков» ( 8 класс).

  • Сформированы учебный план внедрения робототехники в учебно- воспитательный процесс и рабочие программы по робототехнике.

  • Результаты участия учащихся и учителя по обобщению опыта по внедрению робототехники в образовательное пространство школы представлены в таблице:

Таблица 1

Год

Мероприятие

Место

2013

июль

Всероссийский интернет- конкурс педагогического мастерства. Направление- дополнительное образование.

1.Диплом(Ассоциация творческих педагогов России)

2.Публикация материалов на сайте www.educontests.net

Тема «Робототехника и компьютер- это творчество»


апрель,2013

Республиканский конкурс «Лучшая программа компьютерного лагеря»

Тема «Робототехника и компьютер- это творчество»


Диплом 2 степени

Май,2013

Мастер-класс республиканского семинара «Лагерь компьютерных технологий :от идеи до воплощения»

Благодарственное письмо от РЦИ и ОКО

2013

Районная выставка-конференция инновационной деятельности педагогических и руководящих работников.

Тема выступления « Робототехника в школе»

Диплом участника

2014,

январь

Мастер- класс на районной конференции инновационной деятельности педагогических работников «Знание.Опыт.Исследование»

Тема «Робототехника»

Диплом участника конференции

2014, март

Практико-исследовательская конференция «Ступени творчества-2014» при МКОУ ДО ДДТ.

Секция «Дети и техника»

1 место.(команда в составе Коротаева Никиты и Романова Дениса).

2013, июль

Летний лагерь общешкольный

Грамота за проведение лагеря по робототехнике

2014,июнь

Республиканская олимпиада по образовательной робототехнике

3 место (команда в составе Штина Кости и Овчинникова Саши, 6 класс)

Прилагаются копии дипломов, благодарностей учителю(Приложение).

Подводя итоги внедрения курса в образовательное пространство школы можно сказать, что повлекло за собой:

  • Повышение заинтересованности предметом.

  • Сформированность новых моделей учебной деятельности, в том числе Лего – технологию, использующих информационные и коммуникационные технологии.

  • Сформированность информационной компетентности учащихся и учителя.

  • Использование проектных и исследовательских методов обучения.

  • Изученность языков программирования.

  • Совершенствование системы работы с одаренными детьми на основе использования возможностей новых информационных технологий.

  • разработка и внедрение курса «Образовательная робототехника» в образовательное пространство школы еще не окончены. Предстоит доработка методических и дидактических материалов элективного курса и для встраивания робототехники в курс информатики и ИКТ, физики, начальной школы.

  • Создание условий, которые позволяют реализовать способности и интересы учащихся.

Описанные мероприятия способствовали освоению и соблюдению норм общения, поведения, общепринятых ценностей человеческого общества, созданию положительной мотивации и стремления к успеху, творчеству.

Результаты моей работы над курсом «Образовательная робототехника» рассмотрены на школьном, районном, республиканском и федеральном уровне.

VI. Заключение.

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 школы соответствовать запросам времени и найти своё место в современной жизни. Для того, чтобы сегодня у ученика формировалась учебная успешность, нужно добиться, прежде всего, чтобы школьник осознавал, что учебная деятельность, которой он занят в данный момент в школе повлечет за собой успех в его дальнейшей деятельности. 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.

Есть много образовательных технологий развивающих критическое мышление и умение решать задачи, однако существует очень мало привлекательных образовательных сред, вдохновляющих следующее поколение к новаторству через науку, технологию, математику, поощряющих детей думать творчески, анализировать ситуацию, критически мыслить, применять свои навыки для решения проблем реального мира.

Робототехника в школе представляет учащимся технологии 21 века, способствует развитию их коммуникативных способностей, развивает навыки взаимодействия, самостоятельности при принятии решений, раскрывает их творческий потенциал. Ученики лучше понимают, когда они что-либо самостоятельно создают или изобретают. При проведении занятий и мероприятий по робототехнике этот факт не просто учитывается, а реально используется.

Однако данный курс не является чем–то однажды написанным и далее живущим в законченном виде. Он может видоизменяться из года в год, от урока к уроку, корректироваться, дописываться, иногда исчезать целыми фрагментами. Непрерывность модификации материалов этого курса – естественный процесс. Это требования времени, ведь информационные и компьютерные технологии, все, что с ними связано, переживают взрывообразное развитие. Поэтому изменения и дополнения в эти материалы вносятся, и будут вноситься, постоянно.

Тем не менее, данный курс это задуманный, сформированный и отрабатываемый на практике в учебном процессе. Это реальный опыт и его может использовать в своей работе любой преподаватель. Его можно использовать как руководство к собственному действию, опираясь на эти разработки, самостоятельно модифицировать курс под себя, свой инструментарий, свое видение, текущий момент.

В заключении отметим, что внедрение единой системы обучения основам робототехнике в школе будет являться важным этапом развития технических навыков и умений школьников. «Основы робототехники» в школе позволят привить интерес школьников к техническому творчеству, тем самым раскрыть таланты тех учеников, которые в дальнейшем могут стать первоклассными инженерами и технологами. Именно поэтому внедрение образовательной робототехники в школу — большой шаг в сторону начального инженерного образования и начальной профориентации.



VII.Литература:

  1. Беспалько В.П. Основы теории педагогических систем. - Воронеж: изд-во воронежского университета, 1977 г.

  2. Д.Г. Копосов. Первый шаг в робототехнику. Практикум для 5-6 классов.М.Бином, 2012

  3. Д.Г. Копосов . Первый шаг в робототехнику. Рабочая тетрадь по робототехнике. М.Бином,2012

  4. Интернет – ресурс http://wikirobokomp.ru.

Сообщество увлеченных робототехникой.

  1. Интернет – ресурс http://www.mindstorms.su. Техническая

поддержка для роботов NXT.

  1. Интернет – ресурс http://www.nxtprograms.com. Современные

модели роботов NXT.

  1. Интернет – ресурс http://www.prorobot.ru. Курсы робототехники и LEGO-конструирования в школе.

  2. Интернет – ресурс http://www.pandia.ru. Методические рекомендации по встраиванию робототехники в образовательный процесс.

  3. Интернет- ресурс http://wiki.tgl.net.ru, Развитие технологического образования школьников средствами робототехники.

  4. Копытова О.Г.Внедрение робототехники в образовательное пространство школы.Трехгорный,2010

  5. Руководство «ПервоРобот NXT. Введение в робототехнику»










VIII. Приложения.

        1. Фотографии.


C:\Documents and Settings\Виктор\Рабочий стол\фото\фото_кпужок\DSC03466.JPGC:\Documents and Settings\Виктор\Рабочий стол\фото\фото_кпужок\DSC03471.JPG

C:\Documents and Settings\Виктор\Рабочий стол\фото\фото_кпужок\DSC03472.JPG C:\Documents and Settings\Виктор\Рабочий стол\фото\фото 20.10.13\DSC03004.JPG















Внедрение робототехники в образовательное пространство школы


2014

Ефремов Виктор Петрович- учитель физики, технологии высшей категории

МОУ «Колесурская СОШ

МОУ «Колесурская СОШ»

















C:\Documents and Settings\Виктор\Рабочий стол\фото\фото 20.10.13\DSC03003.JPG







57 вебинаров для учителей на разные темы
ПЕРЕЙТИ к бесплатному просмотру
(заказ свидетельства о просмотре - только до 11 декабря)


Автор
Дата добавления 17.01.2016
Раздел Информатика
Подраздел Другие методич. материалы
Просмотров320
Номер материала ДВ-350423
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