Обобщение опыта "Использование первороботов Лего для формирования метапредметных и личностных результатов"
статья на тему

Использование первороботов Лего для формирования метапредметных и личностных результатов

Прогресс не стоит на месте, он даже не идёт — он несётся вперёд. Каждый год появляются новые материалы, увеличивается экономичность, становятся реальностью опции, которые пять лет назад были лишь на элитной технике, а десять лет назад — только в фантастических фильмах.

А вы заметили, что сама школьная среда поменялась? И мы, учителя, с одной стороны сами принимаем активное участие в ее изменении: парковый урок, деятельностное обучение, 1+1... Мы активно осваиваем новые облачные технологии, работаем с документами в совместном доступе и несем все новое, чему научились, в школу.  Детей все равно в Интернете интересует немножко другое... И мы по-прежнему ведем своих учеников вслед за собой, как и должен учитель.

А с другой стороны, технологическая, информационная среда всего общества, и школы, в том числе, меняется - сотовые телефоны с новыми, заоблачными функциями, компьютер и Интернет у каждого школьника дома.   (Я вполне понимаю, что это не у всех так, но тенденция именно такая...). К чему это приводит? Какие последствия у такого изменения среды?

Мы стали ближе друг к другу:

• мы можем посмотреть фотографии ученика в социальной сети. Неожиданно узнать, что вот этот медлительный мальчик  умеет отжиматься на одной руке.  И другие личные подробности;
• в тех же социальных сетях  можно напомнить о предстоящей контрольной работе. Своим ученикам я еще дописываю, что прогуливать не стоит - отрабатывать будет сложнее;
• электронное общение позволяет нашим ученикам обращаться к нам за консультацией в любое время;
• и мы тоже можем “держать на контроле” своих учеников. Например,  когда мы делали и сдавали задания заочного тура “Мастер IT” я звонила капитанам команд несколько раз в течение выходных, проверяла степень их продвижения;
•  электронный журнал учащегося позволяет родителям узнавать оценки онлайн;
• родители могут увидеть электронные работы учащихся, размещенные в сети и обсудить их дома;
• если у школы есть сайт, то родители всегда в курсе последних новостей и могут участвовать в жизни школы хотя бы на сайте;
• ученики и учителя могут работать одновременно с одним и тем же документом, находясь далеко друг от друга;
• мы можем связываться с друзьями на другом конце Земли, наши ученики могут выполнять задания совместно с ребятами в других странах;
• мы можем обратиться за консультацией к специалисту или организации через сайт и получить ответы на свои вопросы.

Мы стали более мобильными:

• если ученик болеет, то он может присутствовать на уроке виртуально: смотреть материалы, подготовленные учителем, выполнять задания. Или воспользоваться видеосвязью во время урока (уже в ближайшем будущем);
• мы можем выйти в парк с детьми и провести урок физики или биологии с использованием различных датчиков, потому что эти датчики - мобильны, они позволяют нам это сделать;
• нам не надо ждать следующего дня, чтобы задать вопрос коллеге или проверить работу ученика.

Учеба стала более интересной:

• задания более разнообразные: видео, блог, презентация.
• инструменты в классе совершенно отличаются от того, что было раньше:  ноутбуки, научные  лаборатории, LEGO-роботы.

Если раньше  учитель был основным носителем знания, учащиеся  могли использовать книги и очные консультации специалиста, то теперь ситуация в корне поменялась. Учитель учится наравне с учениками, учителя и ученики учатся у других людей в сети, каждый может найти в сети “наставника” и единомышленников по теме, которая интересует именно его. Ситуация, когда учитель не знает чего-либо и спрашивает об этом у ученика - стала нормальной! И это здорово! Мы стали сотворцами учебного процесса!

Более подробно я хотела бы остановиться на ПервоРоботах Lego Wedo. Это уникальные конструкторы, которые позволяют:

• Создавать трехмерные интерактивные модели по двухмерным чертежам;
• программировать и исследовать поведение модели;
• работать как с простыми механизмами: зубчатыми колесами, рычагами, шкивами, трансмиссией, так и со сложными механизмами, которые моделируют реальные технологические процессы;
• регистрировать показания датчиков и анализировать их;
• провести автоматизированный эксперимент в физике или химии;
• наглядно реализовать сложные алгоритмы в информатике;
• увидеть практическую реализацию математических законов;
• познакомиться с автоматизацией производственных процессов;
• разобраться в алгоритмах управления в робототехнике.

В ряду новых возможностей, которые предоставляет нам сеть, компьютеры и другие способы связи и технические новинки, Lego Education выделяется тем, что позволяет организовать не только интериоризацию знаний, а именно получение новой информации из поведения реальных объектов, при этом объекты можно изменять, конструировать по-новому и вновь экспериментировать.

Перед тем, как работать с конструкцией - ее надо собрать, увидеть и понять “изнутри” способы ее работы.

Уникальность ПервоРоботов LEGO состоит в том, что они возвращают детей к эмпирическому познанию мира, но в то же время приучают к систематической обработке и анализу полученных данных с помощью компьютера. Т.е. выводят работу детей на современный уровень проведения научных экспериментов. Это касается и программирования роботов и использования блока регистрации и анализа данных.

Методика с ПервоРоботами LEGO Wedo.  ПервоРоботов LEGO можно использовать в привычном порядке, как мы это делаем с любой новой темой на уроке. Тогда последовательность работы будет такой:

1. Объяснение новой темы;
2. Сбор, программирование и исследование принципиальных моделей, выяснение  принципов работы механизма;
3. Постановка задачи для выполнения мини-проекта;
4. Сбор более сложной конструктивно модели, программирование  и выполнение исследования;
5. Постановка творческой задачи: на основе изученной темы собрать новую конструкцию с заданными свойствами, запрограммировать ее;
6. Решение задачи;
7. Защита выполненной творческой работы.

Такая организация работы дает возможность работы с ПервоРоботами LEGO сразу со всем классом, причем даже в таком режиме работы мы получим великолепное разнообразие творческих воплощений одного и того же задания.

Пример задания для ПервоРобота LEGO WeDo

Голодный аллигатор

Цели:

1. Изучить процесс передачи движения и преобразования энергии в механизме.
2. Познакомиться со шкивами и ремнями, а также с механизмами замедления скорости, использующимися в модели.
3. Рассмотреть потребности животных.
4. Создать программируемую модель для демонстрации знаний и умения работать с цифровыми инструментами и технологическими системами.
5. Выстроить и протестировать движения аллигатора.
6. Усовершенствовать поведение аллигатора, добавив в его конструкцию датчик движения и запрограммировав звуки, которые должны быть согласованы с движениями.
7. Понять, каким образом расстояние между объектом и датчиком движения отражается на работе датчика.
8. Понять принцип использования чисел для представления воспроизводимых звуков и количества времени, в течение которого работает мотор.
9. Подготовить и представить демонстрацию об аллигаторах, используя модель.
10. Использовать технологии для формирования и обмена идеями.
11. Общаться в устной или письменной форме с использованием специальных терминов.

Постановка задачи:

1. Посмотрите вводный анимационный фильм и обсудите:

1. Что делал аллигатор, когда Миа и Макс увидели его?
2. Что произошло, когда они стояли рядом с аллигатором?
3. На самом ли деле аллигаторы едят кепки?
4. Почему у аллигатора большие челюсти?
5. Какую пищу употребляют аллигаторы?
6. Хотели бы вы, чтобы аллигатор стал вашим домашним животным? Почему?

2. Соберите модель, следуя пошаговым инструкциям, или придумайте своего собственного аллигатора.
3. Запрограммируйте аллигатора так, чтобы он реагировал на движение, когда в его пасть попадает еда или что-либо еще.
4. Соберите информацию (в литературе или в Интернете) о том, чем питаются аллигаторы. Выберите один пример, нарисуйте на бумаге и вырежьте. Подготовьте для демонстрации модели плакаты или презентацию PowerPoint.
5. Отрепетируйте доклад об аллигаторе, составьте его хронометраж.

Дополнительное задание:

Проведите совместное занятие всех команд учеников, чтобы они сообща построили макет заповедника. Из картона и других подручных материалов они должны создать ареал обитания для каждого животного, посеять там траву и расставить скалы. Организуйте сафари по заповеднику. Каждая группа должна представить своего животного. Пригласите на экскурсию по заповеднику других учащихся.

 Особенность и уникальность LEGO состоит в том, что эти конструкторы дают широкое поле для реализации более сложных инженерных проектов в сотворчестве ученика и учителя.  «Использование конструкторов ориентирует на моделирование "инженерной" проектной деятельности. В данном случае понятие "проект" используется в том же контексте, что и в технических вузах - задание открытого типа, требующее генерирования идей по способу достижения цели. Именно таким образом мы можем подготовить разработчиков новых технологий, а не только их потребителей (по крайней мере, именно так обстоит дело в нашей стране сейчас). И нам нужны способы выхода из этой ситуации...» (Брыксина О.Ф.)

Личностные и метапредметные результаты, формируемые при проведении занятий с использованием ПервоРоботов Lego Wedo и LEGO Mindstorms NXT 2.0.

SWOT-анализ ПервоРоботов Lego Wedo

Лего не только инструмент для организации образовательного пространства, это инструмент воплощения ваших технических идей: Инструмент для совместного творчества учителя и ученика. Учитель ставит задачу перед всем классом, конструкторы позволяют  каждой группе найти свои идеи, взаимообогатиться этими идеями, каждый может идти в своем направлении в развитии проекта.

Каждый волен придумать из одинаковых деталей сотни различных моделей и проектов - это уже реализовано во всем мире и масса доказательств в сети. [3]

А это значит, среда, созданная с помощью новых информационных технологий и, в том числе, с помощью Lego Education дает возможности для построения индивидуальной траектории развития. Это и есть одно из требований ФГОС ООО: «Условия реализации основной образовательной программы основного общего образования должны обеспечивать для участников образовательного процесса возможность: …развития личности, способностей, удовлетворения познавательных интересов, самореализации обучающихся, в том числе одаренных и талантливых, через организацию учебной и внеурочной деятельности». [4]

Приложения и литература:

1. Сайт “Робототехника”. [Электронный ресурс] – Режим доступа:  http://www.russianrobotics.ru/ 
2. Официальный сайт LEGO Education. [Электронный ресурс] – Режим доступа:  http://education.lego.com/
3. Примеры проектов LEGO Education. [Электронный ресурс] – Режим доступа:  

http://stefans-robots.net/en/wedo-cable-car.php/

http://stefans-robots.net/en/wedo-rocket.php/;

https://www.youtube.com/watch?v=3wvwO46qdsk/

https://www.youtube.com/watch?v=IOw2VW-xJFI/

4. Федеральные государственные образовательные стандарты общего образования. [Электронный ресурс] – Режим доступа:  тандарты http://standart.edu.ru/
5. Лаборатория робототехники шк. 76 г.Екатеринбурга. [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://school76.ru/?category=36&class=rubric_articles_groups&id=44/
6. Презентации Лего в начальной, средней и старшей школе. [Электронный ресурс] – Режим доступа:  

https://docs.google.com/open?id=0B_yGw6paZrthMkxtaGpFal8xSGM/

https://docs.google.com/open?id=0B_yGw6paZrthYU5WanVyTnVQMVk/

https://docs.google.com/open?id=0B_yGw6paZrtheEJsQTczTzllV1U/