Методические рекомендации для учителей по использованию робототехники на уроках информатики и математики
методическая разработка

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение дополнительного образования «Центр дополнительного образования детей города Димитровграда Ульяновской области»

ИЗ ОПЫТА РАБОТЫ

педагога дополнительного образования

Правдина Евгения Александровича

Методические рекомендации для учителей по использованию робототехники на уроках информатики и математики

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

Робототехника является одним из важнейших направлений научно- технического прогресса, в котором проблемы механики и новых технологий соприкасаются с проблемами искусственного интеллекта. На современном этапе в условиях введения ФГОС возникает необходимость в организации урочной и внеурочной деятельности, направленной на удовлетворение потребностей ребенка, требований социума в тех направлениях, которые способствуют реализации основных задач научно-технического прогресса. К таким современным направлениям в школе можно отнести робототехнику и  легоконструирование. Проводятся соревнования по робототехнике, учащиеся участвуют в различных конкурсах, в основе которых использование новых научно-технических идей, обмен технической информацией и инженерными знаниями.

Целью использования Легоконструирования в урочной деятельности - является овладение навыками начального технического конструирования, развитие мелкой моторики, изучение понятий конструкции и основных свойств (жесткости, прочности, устойчивости), навык взаимодействия в группе. В распоряжение детей предоставлены конструкторы, оснащенные микропроцессором и наборами датчиков. С их помощью школьник может запрограммировать робота - умную машинку на выполнение определенных функций.

Новые стандарты обучения обладают отличительной особенностью - ориентацией на результаты образования, которые рассматриваются на основе системно - деятельностного подхода. Такую стратегию обучения помогает реализовать образовательная среда Лего.

Конструкторы Робот NXT позволяют учителю самосовершенствоваться, брать новые идеи, привлечь и удержать внимание учащихся, организовать учебную деятельность, применяя различные предметы, и проводить интегрированные занятия. Дополнительные элементы, содержащиеся в каждом наборе конструкторов, позволяют учащимся создавать модели собственного изобретения, конструировать роботов, которые используются в жизни.

Данные конструкторы показывают учащимся взаимосвязь между различными областями знаний, на уроках информатики решать задачи по математике. Модели конструктора  Робота  NXT дают представление о работе механических конструкций, о силе, движении и скорости, помогают производить математические вычисления. Данные наборы помогают изучить разделы информатики: моделирование и программирование.

В рамках школьного урока робототехнические комплексы Лего могут применяться по следующим направлениям:

Демонстрация;

Фронтальные лабораторные работы и опыты;

Исследовательская проектная деятельность.

Эффективность обучения основам робототехники зависит и от организации занятий, проводимых с применением следующих методов:

Объяснительно - иллюстративный - предъявление информации различными способами (объяснение, рассказ, беседа, инструктаж, демонстрация, работа с технологическими картами и др);

Эвристический - метод творческой деятельности (создание творческих моделей и т.д.);

Проблемный - постановка проблемы и самостоятельный поиск её решения обучающимися;

Программированный - набор операций, которые необходимо выполнить в ходе выполнения практических работ (форма: компьютерный практикум, проектная деятельность);

Репродуктивный - воспроизводство знаний и способов деятельности (форма: собирание моделей и конструкций по образцу, беседа, упражнения по аналогу);

Частично - поисковый - решение проблемных задач с помощью педагога;

Поисковый – самостоятельное решение проблем;

Метод проблемного изложения - постановка проблемы педагогом, решение ее самим педагогом, соучастие обучающихся при решении.

Основной метод, который используется при изучении робототехники, - это метод проектов. Под методом проектов понимают технологию организации образовательных ситуаций, в которых учащийся ставит и решает собственные задачи, и технологию сопровождения самостоятельной деятельности учащегося.

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.

Основные этапы разработки Лего-проекта:

Обозначение темы проекта.

Цель и задачи представляемого проекта. Гипотеза.

Разработка механизма на основе конструктора Лего-модели  NXT (RCX).

Составление программы для работы механизма в среде Lego Mindstorms NXT.

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.

Можно провести следующие практические работы:

1. Выполнение заданий с деталями конструктора

2. Конструирование из деталей конструктора

3. Объединение деталей конструктора по общему признаку: цвету, форме, размеру, названию

4. Найди лишнюю деталь конструктора среди представленных

5. Сопоставление изображения реального объекта и модели из деталей конструктора

6. По модели робота из конструктора определить детали, из которых он сделан

7. Составление алгоритмов в виде блок-схемы для робота

8. Запись простейшего алгоритма

9. Сборка модели по инструкции

10. Составление алгоритма к модели

11. Составление программ на языке программирования NXT

12. Составление программ на языке программирования EV3

13. Подготовка роботов к соревнованиям

14. Создание действующей модели робота