«Формирование учебно – познавательной компетентности обучающихся во внеурочной деятельности по робототехнике»
статья по естествознанию на тему

Межрегиональная научно – практическая конференция

«Интеграция в преподавании предметов естественно – математического цикла и информатики: механизмы и средства»

Сборник материалов 11.12.2015 г.

«Формирование учебно – познавательной компетентности обучающихся во внеурочной  деятельности по робототехнике»

УДК – 007.52

KuzminykhIrinaGennadyevna. Article: «Formation uchebno - informative competence trained in extracurricular activities»

In article possibilities of the organization of research work with application of robotic sets and process of formation of key competences of pupils of extracurricular activities are considered. Occupations by a robotics will acquaint the teenager with laws of the real world and features of functioning of perception of this  world  cybernetic  mechanisms.

Keywords: research, robotics, competences.

Кузьминых Ирина Геннадьевна, учитель физики и математики,

МАОУ «Голышмановская СОШ № 4», р.п. Голышманово.

Статья: «Формирование учебно - познавательной компетенции обучающихся во внеурочной деятельности»

В статье рассматриваются возможности организации исследовательской работы с применением робототехнических наборов и процесс формирования ключевых компетенций учащихся во внеурочной деятельности.Занятия робототехникой познакомят подростка с законами реального мира и особенностями функционирования восприятия этого мира кибернетическими механизмами.

Ключевые слова: исследование, робототехника, компетенции.

           С каждым годом повышаются требования к современным людям, в части их умений взаимодействовать с автоматизированными системами. А такие составляющие российского образования как естественно-научное и техническое слабо развиты. Целевыми установками для учителя  являются компетенции как результат образования, как интегрирующие начала «модели» выпускника школы [1].

Сейчас особое внимание уделяется именно сегменту практико – ориентированному обучению, которому отвечает конструирование, в частности – робототехника.

В наше время робототехники и компьютеризации подростков необходимо учить решать задачи с помощью автоматов, которые он сам может спроектировать, защищать свое решение и воплотить его в реальной модели, т.е. непосредственно сконструировать и запрограммировать. Предмет робототехники – это создание и применение роботов, других средств робототехники и основанных на них технических систем и комплектов различного назначения.

 «Активная вовлеченность детей в конструирование физических объектов, способствует развитию понятийного и речевого аппарата, что в свою очередь, при правильной поддержке со стороны учителя, помогает детям лучше вникать в суть вещей и продолжать развиваться» [2].

Для реализации программы данный курс обеспечен наборами-лабораториями Лего серии Образование "Конструирование первых роботов" (Артикул: 9580 Название:WeDo™ RoboticsConstructionSet ) и диском с программным обеспечением для работы с конструктором ПервоРобот LEGO® WeDo™ (LEGO EducationWeDo), компьютерами, принтером, сканером, видео оборудованием. В качестве базового оборудования для старшей группы используются  конструкторы Lego Mindstorms NXT, 0 и визуальной среды программирования для обучения робототехнике LEGO MINDSTORMS Education NXT которые позволяют через занятия робототехникой познакомить подростка с законами реального мира и особенностями функционирования восприятия этого мира кибернетическими механизмами.

(LEGO EducationWeDo) 8 - 10 лет – основная группа

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.

На каждом занятии, используя привычные элементы LEGO, а также мотор и датчики, ученик конструирует новую модель, посредством USB-кабеля подключает ее к ноутбуку и программирует действия робота.  В ходе изучения курса учащиеся развивают мелкую моторику кисти, логическое мышление, конструкторские способности, овладевают совместным творчеством, практическими навыками сборки и построения модели, получают специальные знания в области конструирования и моделирования, знакомятся с простыми механизмами.

(LEGO Mindstorms) 10 – 14 лет – старшая группа.

Наборы LEGO Mindstorms комплектуются набором стандартных деталей LEGO (балки, оси, колеса, шестерни) и набором, состоящим из сенсоров, двигателей и программируемого блока. Наборы делятся на базовый набор и расширенный. С помощью набора обучающиеся  разрабатывают проект, исследовательскую работу.

 Цель: Создать робототехническое устройство с совместным применением датчика освещенности, датчиков звука и ультразвука и конструктора как модель промышленного робота для работы в экстремально - техногенных средах, то есть робототехническое устройство способное заменить труд человека.

Задачи:

1. Изучить  научно-популярную литературу, для определения уровня развития робототехники

2. Провести проектирование и конструирование робототехнического устройства с совместным применением датчиков освещенности,  звука и ультразвука,  способного перемещаться по сложной траектории.

3. Провести программирование созданной модели на компьютере,  исследовать работу датчиков и установить программу на микроконтроллер робота.

4. Протестировать робототехническое устройство.

Процесс формирования ключевых компетенций учащихся в курсе робототехники показан в таблице 1.

Таблица 1 - Формирование ключевых компетенций учащихся в курсе робототехники

Новые ФГОС требуют освоения основ конструкторской и проектно-исследовательской деятельности, и комплекты по робототехнике  полностью удовлетворяют эти требования.  В начальной школе с использованием конструкторов LEGO WeDo ученики не только научатся собирать простых роботов, но и на практике освоят основы алгоритмизации и программирования.  Применение возможностей робототехнических комплексов на основе LEGO® MINDSTORMS® NXT в инженерном образовании в средней и старшей школе в рамках математики, информатики и технологии дает возможность одновременной отработки профессиональных навыков сразу по нескольким смежным дисциплинам: механика, теория управления, схемотехника, программирование, теория информации.  А использование датчиков Vernier поможет выстроить межпредметные связи с физикой, биологией и химией. Востребованность комплексных знаний способствует развитию коммуникативных навыков между творческими командами учащихся. Используя легоконструирование  делает обучение эффективным и продуктивным для всех участников процесса, а современную школу конкурентоспособной[3].

К сожалению, в рамках уроков развивать детское техническое творчество сложно. Гораздо больше возможностей в этом направлении у дополнительного образования, внеурочной деятельности. Поэтому необходимо укреплять материально – техническую базу, участвовать в мероприятиях (вебинарах, семинарах, видеоконференциях, дистанционных  семинарах) по теме: «Образовательная робототехника», создавать свой  банк методических разработок.  

Список литературы

1. Ишакова, Е.Н. Модель развития профессиональных компетенций бакалавров и магистров в области программной инженерии / Е. Н. Ишакова // Интеллект. Инновации. Инвестиции. – 2011. – №1. - С. 100-103.

2. ООО «Инновационное образование» [Электронный ресурс]. - Режим доступа:  http://www.slideshare.net/Innovative_Education/lego-education-afterschool-programs-overview  - 10.12.2013.

3. Голубовская, Е.В. Формирование ключевых компетенций учащихся на основе современных образовательных технологий [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.teacherjournal.ru/shkola/russkij-yazyk-i-literatura/1524-formirovanie-klyuchevyx-kompetenczij-uchashhixsya-na-osnove-sovremennyx-obrazovatelnyx-texnologij.html.   - 7.12.2013.

1. Ishakova, E.N. Model of development of professional competences of bachelors and masters in the field of program engineering / E. N. Ishakova//Intelligence. Innovations. Investments. – 2011. – No. 1. - Page 100-103.

2. JSC Innovatsionnoye obrazovaniye [An electronic resource]. - Access mode: http://www.slideshare.net/Innovative_Education/lego-education-afterschool-programs-overview - 10.12.2013.

3. Golubovskaya, E.V. Formation of key competences of pupils on the basis of modern educational technologies [An electronic resource]. - Access mode: http://www.teacherjournal. ru/shkola/russkij-yazyk-i-literatura/1524-formirovanie-klyuchevyx-kompetenczij-uchashhixsya-na-osnove-sovremennyx-obrazovatelnyx-texnologij.html. - 7.12.2013.