Включения технологий образовательной робототехники в предметы: информатика и физика

Автор: Малков Александр Андреевич

Организация: МКОУ Куртамышского района «Куртамышская СОШ №1»

Населенный пункт: Курганская область, г. Куртамыш

Реализовать новые стандарты обучения помогает образовательная среда Лего. Соответствующая всем условиям: качеству, возможности, системности. Использование образовательной робототехники в учебном процессе позволяет сделать современную школу конкурентно способной, а урок – по-настоящему эффективным и продуктивным.

Образовательная робототехника – это средство обучения, состоящее из программируемого конструктора Лего серий RCX, NXT и набора лего-деталей. В предметах естественнонаучного цикла конструкторы активно используются в школе.

Технологии образовательной робототехники способствуют эффективному овладению обучающимся универсальными учебными действиями, так как объединяют разные способы деятельности при решении конкретной учебной задачи. Использование конструкторов значительно повышает мотивацию к изучению отдельных образовательных предметов на ступени основного общего образования, способствует развитию коллективного мышления и самоконтроля. Робототехника поощряет детей мыслить творчески, анализировать ситуацию и применять критическое мышление для решения реальных проблем. Работа в команде и сотрудничество укрепляет коллектив, а соперничество на соревнованиях дает стимул к учебе.

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

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. Также уроки информатики с применением средств Лего являются «первой ступенькой» для качественной подготовки участников турниров Лего-роботов на районных, областных и российских соревнованиях.

Специфическим компонентом в методической системе обучения как информатике так и физике является использование технологий образовательной робототехники. В этой ситуации одинаково вредно как полное отрицание традиционных подходов к обучению, так и замена этих подходов новыми конструкциями. Применение Лего на уроках информатики в наибольшей степени обеспечивает подготовленность учащихся к быстрой  смене идей технологий, свойственной современному информационному обществу. На уроках физики используя набор, можно собрать несложные модели робота, позволяющие провести как демонстрационные, так и фронтальные лабораторные опыты на уроке, выполнить задания исследовательского характера.

Освоение учащимися лего-технологий позволяет:

• дать основные знания в области механики, конструирования и основах автоматического управления;
• обучить технологии работы в среде программирования для роботов NXT;
• активно принимать участие в соревнованиях и творческих проектах;
• развивать логическое мышление, творческий и познавательный потенциал школьника.

Первоначальное использование конструкторов Лего требует наличия готовых шаблонов: при отсутствии у многих детей практического опыта необходим первый этап обучения, на котором происходит знакомство с различными видами соединения деталей, вырабатывается умение читать чертежи и взаимодействовать в команде. В дальнейшем, учащиеся отклоняются от инструкции, включая собственную фантазию, которая позволяет создавать совершенно невероятные модели. Недостаток знаний для производства собственной модели компенсируется возрастающей активностью любознательности учащегося, что выводит обучение на новый продуктивный уровень.

 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 NXT-G.
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, 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.

Наборы Лего ориентированы на регулярную, тематическую, проектную работу, позволяют изучать технологии автоматизированного управления. Простой интерфейс позволяет объединить конструкцию из Лего и компьютеров в единую модель современного устройства с автоматизированным управлением.

Хотелось бы, чтобы Лего-конструкторы больше присутствовали на уроках, ведь это развивает познавательный интерес школьников, готовит их к жизни в  информационном обществе и далее - в обществе знаний.

Для создания самодельного (даже достаточно простого) робота в школе, мы не имеем возможности дать детям достаточных для этого знаний, нет необходимой конструктивной базы, оборудованных рабочих мест, нет учителей - специалистов в этой области, да и денег на это нет.

 

Используемая литература

1. Курс «Робототехника»: внеурочная деятельность, 2-е издание дополненное переработанное, методические рекомендации для учителя / Д.А. Каширин, Н.Д. Федорова, М.В. Ключникова. – Курган: ИРОСТ, 2013. – 80 с.
2. Образовательная робототехника на уроках информатики и физики в средней школе: учебно-методическое пособие – Челябинск: Взгляд, 2011. – 160 с.
3. Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования. Утвержден приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от «17» декабря 2010 г.  № 1897

Опубликовано: 18.03.2015