Обобщение педагогического опыта по внеурочным занятиям "Робо-лего"
картотека (2 класс)

Обобщение опыта

Развитие познавательных процессов у учащихся 1 – 2  классов через вовлечения в робототехническую деятельность

О. В, Дорожкина , учитель начальных классов

МКОУ Першинская СОШ Киржачского района Владимирской области

Визитная карточка школы

    МКОУ Першинская средняя общеобразовательная школа расположена в посёлке Першино Киржачского района Владимирской области. Посёлок расположен от районного центра г.Киржач на расстоянии 6 км., от г.Владимир – 130 км., от г.Москва – 90 км. Главным промышленным объектом  является филиал московского научно-производственного объединения ОАО НПО «Наука», кроме него расположены УМПП ЖКХ, два малых предприятия по переработке леса, сеть магазинов, дом культуры, детский сад, почта, больница.

    67% жителей посёлка занято в производственной сфере, 26% - служащие и 7% - интеллигенция. Родители видят изменения в обществе,  в экономике и желают, чтобы их дети   могли полностью реализовать себя, реализовать свои индивидуальные потребности.

    Наша школа обучает детей с 1952 года. В 1992 году было построено новое 3-х этажное здание на 610 учащихся, общей площадью 4772 м2. Сегодня в школе обучается 243 человека, работает 18 педагогов.

     Генеральная цель работы школы: формирование и развитие компетенций самоорганизаций и самообразования у учащихся современной сельской школы.

    Основное направление работы школы: создание модели школы устойчивого  развития.

     Адрес школы: 601023

пос. Першино Киржачского района Владимирской области ул.Лесная, д.27

Телефон школы: /09237/  7 - 63 -  85.  

Адрес электронной почты МКОУ Першинская СОШ: psh@inbox.ru

 Мобильный телефон:

        Адрес электронной почты: ul

2.Условия возникновения, становления опыта

      В сентябре  2019 года в нашей школе был открыт Центр  образования цифрового и гуманитарного профилей «Точка роста». Центр создан в целях развития и реализации основных и дополнительных общеобразовательных программ цифрового, естественнонаучного и гуманитарного профилей.

Одной из задач Цетра «Точка Роста» является совершенствование и обновление форм организации дополнительного образования с использованием соответствующих современных технологий.

   На базе Центра мне предложили вести дополнительные занятия по робототехнике. Я начала с изучения литературы по данному вопросу.  Познакомилась с организацией таких занятий у  Гуськовой  Н.М. которая работает на комерческой основе и ведет занятия  робототехнике.

    Выступала перед  учениками, родителями, гостями по вопросу перспектив занятий по робототехнике, которые  вызывают интерес у ребенка  не только к разработке и постройке различных деталей, но и формировать важнейшие для дальнейшей жизни умения.                                На семинаре «Осенние встречи» для руководителей и заместителей руководителей школ и детских садов района, где  я делилась, тем малым, что освоила за два месяца работы по направлению робототехника в начальной школе.  

3.Актуальность опыта

        Ключевые направления технологического развития в информационных технологий обозначены в третьей главе «Стратегии развития отрасли информационных технологий в РФ на 2014–2020 годы и на перспективу до 2025 года», утвержденной распоряжением Правительства Российской Федерации от 1 ноября 2013 г. № 2036-р. Одно из этих ключевых направлений – образовательная робототехника, которая является частью инженерно-технического образования.

Особую актуальность приобретает внедрение инженерно-технического образования в систему школьного воспитания. Оно позволяет начинать продуктивную подготовку конкурентоспособных инженерно-технических кадров уже со школьной скамьи.

 Актуальность опыта вытекает из анализа противоречий, сложившихся в современной школе:

-  между требованиями общества и недостаточной научно-методической подготовленностью участников образовательного процесса (учителя-ученика-родителя), владением необходимыми навыками инженерно-технического образования ;

- между развитием технологичской  компетентности у младших школьников и недостаточным реальным уровнем  данной компетенции, снижающим качественные показатели обученности.

4. Ведущая педагогическая идея

Образовательная робототехника заставляет детей мыслить творчески анализировать ситуацию, уметь применить критическое мышление для решения ситуаций, которые могут возникнуть в реальной жизни.

5. Теоретическая база опыта.

Вопросам включения основ робототехники в обучение детей в школьном и дополнительном образовании посвящены труды многих современных ученых-педагогов (Х.Х. Абушкин, Д.В. Андреев, О.С. Власова, К.А. Вегнер, Р.А. Галустов, Л.Н. Гостева, А.В. Дадонова, А.Н. Дахин, М.Г. Ершов, А.С. Злаказов, О.С. Нетесова, Т.В. Никитина, Н.П. Петрова, С.А. Филиппов, В.Н. Халамов, И.В. Шимов и др.). Так, образовательную робототехнику одни исследователи представляют как «актуальную педагогическую технологию, которая находится на стыке перспективных областей знания: механика, электроника, автоматика, конструирование, программирование и технический дизайн» [Проект…, www]; другие описывают как «междисциплинарное направление обучения, которое интегрирует знания о технологии, физике, кибернетике, математике, информатике и других дисциплинах и направлено на развитие технического творчества учащихся, а также на повышение роли и престижа инженерного образования» [Петрова, 2017, 78]; третьи понимают как «дидактическую модель робототехнической науки. Элементы этой модели не являются научным и инженерно-техническими знаниями в области роботостроения и могут быть использованы для организации пропедевтического обучения школьников основам инженерной деятельности с целью привлечения их интереса к инженерно-техническим специальностям» [Никитина, 2014, 15].  Из вышеизложенного видно, что образовательная робототехника – это инновационный курс ознакомления школьников с техническим творчеством, сущность которого «проявляется в деятельности по осуществлению технологических операций, сопряженных с проектированием сложнейших технических объектов и конструкций (по Т.А. Барышевой)» [Данчук, 2016, 44-45]. Поэтому можно считать, что образовательная робототехника выступает гарантом побудителя для увлечения мыслительными действиями, экспериментом, проектированием, что в свой черед представляется обоснованием для совершенствования учебно-познавательной деятельности детей школьного возраста.  Цикл вопросов, регулируемых образовательной робототехникой, довольно разнообразен, потому что роботизированное устройство может быть представлено не исключительно предметом исследования. Здесь рационально вкраплять компоненты образовательной робототехники как в урочную деятельность учащихся по информатике, технологии, физике, а в начальной школе по окружающему миру (по Т.В. Никитиной), так и во внеурочную деятельность школьников на элективных занятиях по этим предметам и в кружках в системе дополнительного образования детей. Постичь азы роботостроения школьники могут с помощью конструкторов Lego (Lego WeDo, Lego Mindstorms NXT, Lego Mindstorms EV3, Arduino и др.).  Самым широко востребованным в образовании учащихся начальной школы обозначился конструктор Lego WeDo, а для учащихся основной школы (5-9 классов) конструктор Lego Mindstorms NXT.  «Конструктор Lego Mindstorms NXT позволяет учащимся работать в качестве юных исследователей, инженеров, предоставляя им инструкции, инструментарий и задания для межпредметных проектов. Учащиеся собирают и программируют действующие модели, а затем используют их для выполнения задач, по сути являющихся упражнениями из курсов естественных наук, технологии, математики, развития речи» [Робототехника…, www]. Сообразительный ученик без особого труда способен составить на базе конструктора ЛЕГО реального мыслящего робота. С целью добиться высочайшего показателя креативного и инженерного мышления, детей необходимо знакомить со всеми фазами проектирования. При этом следует иметь в виду, что дилеммы такого рода предопределяются в случае, если обучающиеся осваивают конкретный уровень знаний, овладевают конкретным уровнем компетенций, умений и навыков. Школьники, проникая в атмосферу роботизированных машин, углубляются в непростой мир информационных технологий, предоставляющим возможность роботам осуществлять большой объем заданий.  «Образовательная 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 обучению. Возможность делать и исправлять ошибки в работе самостоятельно заставляет ребенка находить решения без потери уважения среди сверстников. Робот не ставит оценок и не дает домашних заданий, но заставляет работать умственно и постоянно» [Проект…, www].  С начала третьего тысячелетия наблюдается повышенный интерес к робототехнике в образовании. «С 2002 года в России проводятся внутренние и Международные состязания роботов. В это же время формируется Российская ассоциация образовательной робототехники (РАОР). С 2008 года на основе РАОР работает Всероссийский учебно-методический центр образовательной робототехники (ВУМЦОР) – организация поставляет методички и снабжает всех желающих правовой информацией и рекомендациями для открытия робототехнического кружка. … В 2014 году о роботах заговорили на государственном уровне. В АСИ (Агентство стратегических инициатив, учредитель – Правительство РФ) анонсировали Национальную техническую инициативу. Глобальная идея НТИ – к 2035 году вывести Россию на конкурентный уровень на рынке высоких технологий» [Уроки …, www]. Поэтому при содействии государства сегодня широко распространены не только кружки, но и целые технопарки, являющие собой детские центры, сплачивающие кружки по разнообразным инженерным курсам. Главная цель таких кружков по робототехнике стоит в изучении первоначальных азов схемотехники, программирования и робототехники. Такое обучение содействует расширению знаний по технологии, физике, математике, информатике. Так как основным средством обучения азам робототехники выступает конструктор Lego, то в комплектах Lego поддерживается равновесие «проектирование робота − создание программного обеспечения к нему». В процессе изучения основ робототехники, у школьника появляется возможность более основательного изучения одного из заинтересовавших его векторов: конструирование или программирование. Так устремленность на информатику позволяет ребятам освоить многообразие программ и языков программирования, 3D моделирование. Мотивация к конструированию дает шанс детям создавать собственную модель робота и содержимое к нему, тем самым содействуя подготовке будущих специалистов инженерного дела.  В настоящее время наличествует большое многообразие конструкторов по робототехнике. Самым распространенным в области образовательной робототехники на всемирном и всероссийском уровне считается корпорация LEGO Education, которая поставляет в образовательную систему комплекты конструкторов, методическую литературу к ним, имеет сеть подготовленных для занятий робототехникой детских центров, ЛЕГО Академию, осуществляющих специализацию руководителей кружков, курсов по образовательной робототехнике.  «Роботы включены в направление Tetrix (похожая на Lego, но гораздо менее известная американская компания Pitsco) – роботизированные металлические конструкторы, широко известные в России. Металлические детали делают такие наборы универсальными, Tetrix совместим с контроллером Lego MINDSTORMS. Роботы на основе Tetrix часто участвуют в соревнованиях» [Уроки…, www]. Система российского образования нацеливает выпускников современных школ на то, что им в будущем предвидится заниматься профессиональной деятельностью, не наблюдающейся сегодня, применять схемы, способы, не разработанные до этого времени, анализировать проблемы, всего лишь предполагаемые сейчас. В связи с этим одной из важнейших функций современного образования выдвигается включение школьника во внеурочное время в проектноисследовательскую деятельность и созидательное действие «чтобы научиться изобретать, понимать и осваивать новое, выражать собственные мысли, принимать решения и помогать друг другу, формулировать интересы и осознавать возможности» [Робототехника…, www]. Обучающая роль робототехники состоит в том, что происходит интеграция наглядного экспериментирования и лабораторной работы, ориентирующая на реализацию развивающего обучения, основанного на методе проектов, при освоении учебных курсов естественно-научного характера. Школьники в действительности постигают принципы, законы, о которых прежде имели только отвлеченные книжные представления. Проектирование и программирование роботов усиливают у школьников восприятие и осязание, развивают моторику пальцев, пространственное мышление. Тем самым наблюдается становление талантливой и небезуспешной личности.  Так, в «Государственном бюджетном учреждении дополнительного образования Ростовской области «Областной центр технического творчества учащихся» (далее – ОЦТТУ) на занятиях технического кружка по направлению «Робототехника» дети 7-10 лет (учащиеся начальных классов) на основе конструктора Lego WeDo знакомятся с правилами конструирования и первоначальными азами технического моделирования. Дети по собственному замыслу проектируют образцы автотранспорта, судна, самолета, поезда или какого-нибудь представителя животного мира, задают их поведение, анализируют действия устройств, подготавливают рассказ об истории собственного творческого продукта и т.д.                                         Сопричастный к действию претворения в жизнь умного и конкретного изделия (технический аппарат, историческое повествование, компьютерная программа) школьник своими силами формирует собственные мыслительные способности, целостность собственных познаний. Другими словами, не касаясь довольно непростых математических расчетов, в действительности через экспериментальную работу школьники усваивают физические процессы, протекающие в роботизированных устройствах, включая двигатели, датчики, источники питания и микроконтроллеры. В проектировании модели доступность и огромный потенциал конструктора дают детям возможность представления по окончании занятия выполненных самостоятельно образцов технического устройства, решающих поставленную ими же задачу. Уже на первом этапе включения школьников процесс творчества, конструировании по готовым инструкциям и схемам и сборке робота по образу и подобию уже существующих, школьник осваивают новые научные и технические знания.  Для детей 11-14 лет (учащихся основной школы) стадия моделирования усиливается, наступает процесс программного обеспечения роботизированных машин. Использование конструктора Lego Mindstorms NXT в образовательном процессе подростков помогает поддерживать интерес детей к занятиям робототехникой, креативно подходить к проектно-исследовательской деятельности. Школьников обучают применению языков программирования. Действующие наборы конструкторов способствуют безболезненному усвоению детьми физики и информатики, разработке и применению средств наглядности для реализации показательных обучающих опытов по предметам естественно-научного цикла. В ходе осуществления программного обеспечения роботов показательны интеграционные связи информатики с физикой и математикой. Согласно предусмотренным задачам технического кружка подростки занимаются проектированием роботизированных устройств, чтобы в дальнейшем представлять их на конкурсах, командных состязаниях по робототехнике. Поэтому педагог, помогая подросткам осваивать азы робототехники, конструирования и программирования, развивает у них техническое воображение и умение совместного творчества.  Все вышеизложенное подтверждает, что в ОЦТТУ построена располагающая к себе образовательная атмосфера для формирования креативности личности и развития технического творчества детей, «важнейшими качествами личности становятся инициативность, способность творчески мыслить и находить нестандартные решения, умение выбирать профессиональный путь, готовность обучаться в течение всей жизни» [Национальная…, www].  Процесс становления креативности личности в рамках занятий в техническом кружке по направлению «Робототехника» протекает в 3 стадии.  «Креативность (от лат. Creation – созидание) – это способность человека порождать необычные идеи, находить оригинальные решения, отклоняться от традиционных схем мышления» [Ильин, …, 2012, 173].  На первой стадии педагог обучает детей анализу различных моделей объектов труда. При этом каждый обучающийся приходит к пониманию, осознанию конфигурации изделия, его габаритов, пространства. Поэтому кружковцы готовятся демонстрировать модель в диаметральных пространственных условиях, энергично применяя наглядное моделирование. На второй стадии школьник старается видоизменять собственную разработку, добиваясь его оригинальности, инновационности. Решительность, творческие возможности и фантазия содействуют поиску детьми существенных качеств объектов, так как их использование совершенствуют, модифицируют объект, превращают его в большую ценность конструкторских идей.  На третьей стадии школьник создает собственное изделие. Это выражается в самореализации, прогрессе личной творческой инициативности, тенденции к независимости предпочтения.  По всей траектории обучения школьников в рамках образовательной робототехники должен быть рядом высокопрофессиональный, креативный руководитель кружка, умеющий лично плодотворно созидать и на должном уровне представить это обучающимся. Осуществляемые сообща действие руководителя кружка и школьников по LEGO-конструированию ориентировано на расширение самобытности субъекта образования, его созидательных возможностей. Поэтому занятия проводятся на основе взаимопомощи и совместного творчества школьников с педагогом (руководителем кружка) и друг с другом. В образовательном процессе педагог демонстрирует мультимедийные продукты (электронные презентации, видеосюжеты) по исследуемой проблеме, заключающие в себе этапы сборки технических устройств, проблемные задачи интеллектуального характера. Для активизации обучения педагог применяет игровые методы обучения. Кружковцы осваивают азы конструирования моделей «шаг за шагом». Построенная таким способом учебнопознавательная деятельность школьников по робототехнике дает им возможность поступательного движения дальше в индивидуальном ритме, побуждает готовность изучать и осмысливать актуальные проблемные вопросы технического характера.  Сразу следует отметить, что педагог дополнительного образования на занятиях кружка как решает обучающие задачи (дети 7-10 лет осваивают алгоритм конструирования устройств, начиная от постановки задачи до действующей модели; овладевают умениями и навыками по разбору простых технических схем роботизированных конструкций, анализу воздействия каждого параметра на их работу опытным путем, определению причин и последствий изменений, составлению выводов, формулировке своих идей, защите собственного мнения; подростки же учатся моделировать роботизированные устройства, составлять программное обеспечение для них с целью корректного исполнения определенной миссии, производят требующиеся вычисления на основе приобретенных в школе познаний, планируют обоснованную защиту собственного проекта перед открытой аудиторией), так вместе с тем он осуществляет и функции воспитательного характера. К ним относятся такие функции, как регулирование свободного времени детей посредством актуальных информационных технологий, основание окружающей среды для самоутверждения, генерирование целенаправленного на положительный результат мысли, спасение от зависимого компьютерного положения школьников, установление одаренных детей и накопление у них опыта разрешения современных проблем в действии.  Чаще всего интерес к робототехнике воздействует на предпочтения профессионального образования детей. Продлевая изучение предмета обсуждения в пределах профессионального обучения, у подростков создается осознание значения избранного призвания. Видоизменяется и отношение к навыкам, выработанным в школе. Моделирование, конструирование и программирование являют собой инструменты представления профессиональных знаний. Все это значит, что выполняется самая важная функция технического образования – интеграция науки, производства и образования.

1. Технология опыта

Цель опыта

       Для  осуществления поставленной цели  ставим следующие задачи:

Робототехника в начальной школе:

— учит ручному труду;
— развивает наглядное и абстрактное мышление;
— позволяет узнать об особенностях работы различных сложных элементов.

В процессе образовательной деятельности дети учатся устанавливать причинно-следственные связи, проводить эксперименты и расширяют словарный запас.
 Оборудование (7+  и смартхабы)

2. Результативность  опыта  

  Одним из направлений современного образования считается, что учиться всю жизнь и учится у всех. На занятиях по робототехнике мне приходилась учиться самой и учится у детей.

Конкурс рисунков «Роботы спасают мир». Это работа вдохновила нас на создание робовтотехнических устройств  «Роботы за экологию». На открытым Всероссийском уроке  на базе Цента «Точка   Роста» мы провели защиту проектов для школьников 1 2  классов. По результатам данного мероприятия нам захотелось большего. В скором времени прошел районный конкурс по робототехнике LEGO Education 9686 «Лего-космос», где команда девочек заняла 3 место.