РОБОТОТЕХНИКА КАК СРЕДСТВО РАЗВИТИЯ У ОБУЧАЮЩИХСЯ СПОСОБНОСТЕЙ К НАУЧНОЙ И ТВОРЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
статья по информатике и икт на тему

«РОБОТОТЕХНИКА КАК СРЕДСТВО РАЗВИТИЯ У ОБУЧАЮЩИХСЯ СПОСОБНОСТЕЙ К НАУЧНОЙ И ТВОРЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ»

С.В. НЕЛИНОВ, учитель информатики
ГБОУ СОШ № 275 Санкт-Петербурга

Санкт-Петербург 2018г

Одной из  первейших задач  государственной  политики  в  области  образования является  обеспечение  высокого  качества  образования.  На решение этой задачи направлена программа модернизации системы образования и стандарты нового поколения.

Отличительной особенностью новых стандартов является то, что они представляют собой совокупность трех систем требований:

• к структуре основных образовательных программ;
• к результатам их освоения;
• к условиям реализации, которые обеспечивают необходимое личностное и профессиональное развитие обучающихся.

Новые стандарты регулируют содержание образования и планируемых результатов обучения, и гарантируют поддержку государства в достижении образовательных результатов в условиях образовательной среды, которая возникает при взаимодействии учителя, материально-технической базы, информационного и финансово-экономического обеспечения.

Внедрение робототехники в образовательный процесс позволит реализовать приоритетные  направления  развития  системы  образования :

Робототехника – это прикладная наука, которая занимается разработкой автоматизированных технических систем. В основе робототехники лежат электроника, механика и программирование.

В настоящее время робототехника – это важнейшее направление научно- технического прогресса. Образовательные проекты в области робототехники позволят ускорить подготовку кадров, развитие новых научно-технических идей, обмен технической информацией и инженерными знаниями, реализацию разработок в области робототехники в России и по всему миру. В современном производстве и промышленности остро востребованы специалисты обладающие знаниями в этой области. Начинать готовить таких специалистов нужно школе и с самого младшего возраста. Поэтому, образовательная робототехника в школе приобретает все большую значимость и актуальность в настоящее время.

Одним из основных средств обучения детей робототехнике в школе являются ЛЕГО конструкторы. Образовательная среда ЛЕГО позволяет использовать системно-деятельностный подход на каждом занятии. Задача педагога создать для учащихся условия творческого поиска, в результате которого будет найдено собственное решение поставленной задачи. С помощью наборов ЛЕГО можно мотивировать учебную деятельность детей, используя пространственное конструирование и моделирование, а также позволяют организовать межпредметные связи и проводить интегрированные занятия.

На занятиях робототехникой формируется проектное мышление. При планировании и организации работы над проектом происходит планомерное развитие у детей рефлексивного мышления: что я делаю? зачем я делаю? как я делаю? можно ли сделать лучше?

В процессе учебной деятельности учащиеся учатся эффективному поиску информации в различных источниках, самостоятельной работе в группе, приобретают опыт самопрезентации. Таким образом, с помощью широкой исследовательской деятельности, формируется личность, способная самостоятельно ставить учебные цели, проектировать пути их реализации, контролировать и оценивать свои достижении.

При этом, научившись самостоятельно мыслить, они смогут спрогнозировать результаты и возможные различные пути решения задачи.

Обучающие программы по робототехнике позволяют эффективно внедрять стандарты ФГОС, позволяя ученикам приобретать начальный опыт применения математических знаний для решения учебно-познавательных и учебно-практических задач, определять общую цель и пути ее достижения; приобретать умение договариваться о распределении функций и ролей в совместной деятельности; осуществлять взаимный контроль в совместной деятельности, адекватно оценивать собственное поведение и поведение окружающих.

В образовательную деятельность по LEGO конструированию  включены упражнения по освоению программы LEGO Digital Designer - программа представляющая собой виртуальный конструктор LEGO, с помощью которого можно собирать всевозможные 3D-модели. Как и в реальном конструкторе в LEGO Digital Designer присутствует богатый выбор разнообразных деталей, что позволяет изучить  основные компоненты конструкторов ЛЕГО, узнать конструктивные особенности различных моделей, сооружений и механизмов, виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе, конструктивные особенности различных роботов, узнать приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов. Важным является тот факт, что в процессе виртуального конструирования у школьников формируются навыки компьютерной грамотности: навыки и умения, необходимые в работе с различными видами цифрового оборудования.

Таким образом, образовательная робототехника:

• развивает у учащихся умение коллективного взаимодействия на конечный результат;
• развивает научно-техническое творчество и инженерно-конструкторское мышление учащихся;
• формирует универсальные учебные действия учащихся;
• развивает исследовательские и проектные навыки учащихся в различных предметных областях знаний;
• способствует развитию интереса к инженерно-техническим наукам и профессиональной ориентации воспитанников;

При организации и проведении по робототехнике используются объяснительно - иллюстративный метод, эвристический  метод (создание творческих моделей), репродуктивный метод - воспроизводство знаний и способов деятельности (собирание моделей и конструкций по образцу), частично-поисковый метод - решение проблемных задач с помощью педагога.

Но наиболее эффективно для развития у детей способностей к научной и творческой деятельности эффективной организации занятий по основам робототехники показали себя такие методы как:

1. Метод исследования - практического исследования эффективности применяемых конструкций и программного кода;
2. Проблемный метод - постановка проблемы и самостоятельный поиск её решения обучающимися;
3. Метод проектов - организация образовательных ситуаций, в которых учащихся ставит и решает собственные задачи, а учитель сопровождает самостоятельную деятельность 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 которые проходят учащиеся при разработки Лего- проекта:

1. Обозначение темы проекта.

2. Определение целей и задач проекта.

3. Разработка механизма на основе конструктора Лего.

4. Составление программы для работы механизма.

5. Тестирование модели, устранение дефектов и неисправностей, оптимизация программного кода.

При разработке и отладке проектов учащиеся делятся опытом друг с другом, что очень эффективно влияет на развитие познавательных, творческих навыков, а также самостоятельность школьников. В процессе работы над любым проектом учащиеся получают жизненный опыт, способствующий их личностному и образовательному росту. В процессе занятий робототехникой школьники учатся смотреть на проблемы шире и решать их, учатся быть лидером и брать на себя ответственность и согласовывать свои действия с окружающими, т.е. - работать в команде.

Приложение 3: Рекомендуемая литература:

1. Филиппов С.А. «Робототехника для детей и родителей» - «Наука» 2013г.
2. Индустрия развлечений. ПервоРобот. Книга для учителя и сборник проектов. LEGO Group, перевод ИНТ, - 87 с., илл.
3. Руководство пользователя LEGO MINDSTORMS EDUKTION NXT  - 64 стр., илл.
4. Перфильева Л.П. и др. Образовательная робототехника во внеурочной учебной деятельности.- Издательский центр «Взгляд», 2011г.
5. Чехлова А. В., Якушкин П. А.«Конструкторы LEGODAKTA в курсе     информационных технологий. Введение в робототехнику». - М.: ИНТ,2001 г.
6.  «Реализация визуальных средств программирования роботов для изучения информатики в школах". Журнал «Компьютерные инструменты в образовании»,  n. 1, январь. 2014. ISSN 2071-23592014-01-23
7. ТЕРЕХОВ А. Н. «Инженерная лаборатория в общеобразовательных учреждениях». Журнал «Компьютерные инструменты в образовании», n. 5, p. 42-52, октябрь. 2015. ISSN 2071-2359
8. Филиппов С.А. «Основы робототехники на базе конструктора Lego Mindstorms NXT». Журнал «Компьютерные инструменты в школе», 1-6 номер, 2010 г., серия статей