Мастер класс. Развитие робототехники. Методика преподавания
методическая разработка (4 класс) на тему

Развитие робототехники. Методика преподавания.

Слайд 1

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

  Цели :

1. Организация занятости школьников во внеурочное время.

2. Всестороннее развитие личности учащегося:

·  развитие навыков конструирования, моделирования, элементарного программирования;

·   развитие логического мышления;

·  развитие мотивации к изучению наук естественнонаучного цикла.

       Задачи:

           расширение знаний учащихся об окружающем мире, о мире техники;

            учиться создавать и конструировать механизмы и машины, включая самодвижущиеся;

           учиться программировать простые действия и реакции механизмов;

           обучение   решению   творческих,   нестандартных   ситуаций   на   практике  при конструировании и моделировании объектов окружающей действительности;

          развитие коммуникативных способностей учащихся, умения работать в    группе, умения аргументировано представлять результаты своей деятельности, отстаивать свою точку зрения.

1.Вводная часть: Экскурс в мир Лего

      Сегодня мы с вами окунемся в мир лего - мир, в котором наши дети сегодня живут. ЛЕГО-педагогика - одна из самых известных и распространенных ныне педагогических систем, широко использующая трехмерные модели реального мира и предметно-игровую среду обучения и развития ребенка.

       В процессе занятий с конструкторами Лего идет работа над развитием интеллекта, воображения, мелкой моторики, творческих задатков, развитие диалогической и монологической речи, расширение словарного запаса.          Особое внимание уделяется развитию логического и пространственного мышления. Дети учатся работать с предложенными инструкциями, формируются умения сотрудничать с партнером, работать в коллективе. Знакомство с кубиками LEGO происходит постепенно, от простых моделей к более сложным.    

Поэтому очень важно самообразование педагога, его готовность постоянно овладевать новыми методами и формами работы, активное включение инноваций в учебную деятельность.

         Эффективность обучения основам робототехники  зависит и от выбранных технологий и методов работы.

Слайд 2

         Целесообразными методами, используемыми в процессе реализации элективного курса по конструированию и программированию роботов, являются метод проектов, метод портфолио, метод взаимообучения, модульный метод и метод проблемного обучения.

         Использование метода проектов позволяет развивать познавательные и творческие навыки учащихся при разработке конструкций роботов по заданным функциональным особенностям для решения каких-либо социальных и технических задач.

      Создание портфолио достаточно важно в процессе обучения, так как во время его разработки обучающийся осмысливает свои достижения, осознает возможности и формирует собственное отношение к получившимся результатам.              

        На занятиях по конструированию и программированию роботов метод  взаимообучения  реализуется учениками самостоятельно, иногда даже без участия учителя. Разобравшись в решении какой-либо конструкторской задачи, учащиеся с удовольствием делятся своими знаниями с теми, кто испытывает затруднения при решении подобных задач. Таким образом, может сложиться ситуация, в которой учащиеся обучают самого учителя, что положительно влияет как на самооценку учеников, так и на отношения с учителем.

      Метод проблемного обучения основан на создании проблемной мотивации и требует особого конструирования дидактического содержания материала, который должен быть представлен как цепь проблемных ситуаций.  Практически каждую задачу, решаемую в процессе конструирования и программирования роботов, можно представить в качестве проблемной ситуации.

       Образовательные конструкторы LEGO Education WeDo представляют собой новую, отвечающую требованиям современного ребенка "игрушку".

Слайд 3

Слайд 4

     Конструктор соответствует ФГОС НОО Глава 25 «Материально-технические условия реализации основной образовательной программы начального общего образования» п.3 Материально-техническое и информационное оснащение образовательного процесса должно обеспечивать возможность: проектирования и конструирования, в том числе моделей с цифровым управлением и обратной связью.

     Причем, в процессе игры и обучения ученики собирают своими руками игрушки, представляющие собой предметы, механизмы из окружающего их мира. Таким образом, ребята знакомятся с техникой, открывают тайны механики, прививают соответствующие навыки, учатся работать, иными словами, получают основу для будущих знаний, развивают способность находить оптимальное решение, что несомненно пригодится им в течении всей будущей жизни.

           В основе обучающего материала лежит изучение основных принципов механической передачи движения и элементарное программирование. Работая индивидуально, парами, или в командах, учащиеся младшего школьного возраста могут учиться создавать и программировать модели, проводить исследования, составлять отчёты и обсуждать идеи, возникающие во время работы с этими моделями.

          Реализация приоритетного национального проекта  «Образование» позволила школе приобрести  современное компьютерное оборудование. В 2015 году в нашу школу были поставлены первые лего-конструкторы «Перворобот».

Слайд 5

      Ресурсный набор содержит балки, оси, соединительные элементы, крюки подъемных кранов, шестеренки, шины колес и др. При использовании с базовым набором - существенно расширяет возможности построения разнообразных моделей роботов, повышает эффективность применения комплекта по робототехнике.

      Новые технические возможности школы заинтересовали  и меня как учителя, и моих учеников – настолько необычно и увлекательно было работать с новым оборудованием. Так начался процесс освоения робототехники. Для того чтобы ученик овладел универсальными способами учебной деятельности, необходимо, чтобы учитель в полной мере владел методикой обучения любому методу.        

   LEGO WeDo. Что внутри?

Слайд 6

Слайд 7

1. USB LEGO-коммутатор

2. Мотор

3. Датчик наклона

4. Датчик расстояния

5. И большое количество «строительных блоков»

Формы работы с детьми - индивидуально, парами, или в командах. Учащиеся создают и программируют модели, проводят исследования, составляют отчёты и обсуждают идеи, возникающие во время работы с этими моделями.

4 этапа обучения

Слайд 8

1. При установлении взаимосвязей учащиеся как бы «накладывают» новые знания на те, которыми они уже обладают, расширяя, таким образом, свои познания. К каждому из заданий комплекта прилагается анимированная презентация с участием фигурок героев – Маши и Макса.

2. Конструирование. Учебный материал лучше всего усваивается тогда, когда мозг и руки «работают вместе». Работа с продуктами LEGO Education базируется на принципе практического обучения: сначала обдумывание, а затем создание моделей. В каждом задании комплекта для этапа «Конструирование» приведены подробные пошаговые инструкции.

3. Развитие. Процесс обучения всегда более приятен и эффективен, если есть стимулы. Поддержание такой мотивации и удовольствие, получаемое от успешно выполненной работы, естественным образом вдохновляют учащихся на дальнейшую творческую работу. В раздел «Развитие» для каждого занятия включены идеи по созданию и программированию моделей с более сложным поведением.

4. Рефлексия. Обдумывая и осмысливая проделанную работу, учащиеся углубляют понимание предмета. Они укрепляют взаимосвязи между уже имеющимися у них знаниями и вновь приобретённым опытом. На этом этапе учитель получает прекрасные возможности для оценки достижений учеников.

Слайд 9

Диск ПервоРобот LEGO WeDo

1. Программное обеспечение для управления ПервоРоботом LEGO WeDo

2. Книга для учителя

3. Комплект заданий для занятий с ПервоРоботом

LEGO WeDo

Программирование LEGO WeDo

Слайд10

Программное обеспечение Lego WeDo (Lego Education WeDo Software) предназначено для создания программ путём перетаскивания Блоков из Палитры на Рабочее поле и их встраивания в цепочку программы.

Комплект заданий Lego WeDo

Комплект заданий WeDo позволяет обучающимся работать в качестве юных исследователей, инженеров, математиков и даже писателей, предоставляя им инструкции, инструментарий и задания для межпредметных проектов.

Комплект включает 12 заданий, которые разбиты на четыре раздела, по три

задания в каждом. В каждом разделе учащиеся занимаются технологией, сборкой и программированием, а также упражняются во всех четырех предметных областях. Однако каждый раздел имеет свою основную предметную область, на которой фокусируется деятельность учащихся.

Слайд11

Базовые модели (голодный аллигатор, обезьянка барабанщица, танцующие птицы, непотопляемый парусник, вратарь, нападающий, ликующие болельщики, и т.д.)

Новые модели роботов Lego WeDo (лягушка, кит, дракон)

В разделе «Забавные механизмы» основной предметной областью является физика. Учащиеся знакомятся с ременными передачами, исследуют влияние размеров зубчатых колёс на вращение волчка, изучают принципа действия рычагов и кулачков.

Звери. Основной предметной областью этого раздела является технология, понимание того, что система должна реагировать на свое окружение.

Футбол.

Данный раздел сфокусирован на математике:

• измерение расстояние, на которое улетает бумажный мячик;

• подсчет числа голов, промахов и отбитых мячей;

• использование чисел для оценки качественных показателей, чтобы определить наилучший результат в трёх различных категориях.

Раздел «Приключения» сфокусирован на развитии речи, модель используется для драматургического эффекта. Ученики осваивают важнейшие вопросы любого интервью Кто?, Что?, Где?, Почему?, Как?, исполняют диалоги и последовательно описывают приключения.

Слайд12

       Для успешной реализации задач важно правильно определить  роль учителя.   Роль учителя меняется. Преподаватель должен выступать не только в роли руководителя, но и как корректор и консультант. Он становится своего рода «тьютором». Учитель направляет ребенка с помощью обзорной информации, наводящих вопросов, совета, так как организаторская роль тьютора превалирует над образовательной.

         В заключении мне хотелось бы сказать что, направление образовательная робототехника имеет большие перспективы развития.

        Внедрение «робототехники» только началось. Существует  ряд проблем в освоении и развитии курса, такие как: дороговизна оборудования, недостаток  дидактических и методических разработок, но мы уверенно шагаем вперёд и довольны результатами работы  за первый год его существования:

- освоили конструктор LEGO® Education We Do;

- научились проектировать и программировать различные модели;

           В дальнейшем мы планируем:

- искать новые возможности конструктора LEGO® Education We Do;

- приобрести конструктор LEGO MINDSTORMS EV3.

           Мир не стоит на месте, он стремительно развивается, и кто знает, может наши ученики, создадут нового робота 21 века или станут великими учёными!?

Подведение итогов.