МЕТОД ПРОЕКТОВ В РОБОТОТЕХНИКЕ
методическая разработка по информатике и икт по теме

Проблема творчества стала в наши дни настолько актуальной, что её вполне реально можно отнести к «проблемам века».  Инновационное развитие страны требует, чтобы все учебные программы и методы обучения были обновлены с использованием  компетентностного подхода к образованию. Акцент делается на внедрение исследовательских и проектных методов, вовлекающих школьников в практическую  деятельность. Это дает возможность осваивать не только суммы готовых знаний, а методы овладения новыми знаниями

Курс “основы проектной деятельности” появился в российской школе недавно.  Целью этого курса является создание проекта, т.е. деятельности, предназначенной  для создания уникального, ранее не существовавшего результата. При создании проектной деятельности создается то, чего заранее не было – решается какая-либо проблема, возможно небольшая, но значимая для ученика, обобщается какой-либо материал по  нужному вопросу.

На сегодняшний день очень быстрое развитие получила робототехника, она является одним из активно развивающихся направлений современного общества. В робототехнике проблемы механики и новых технологий соприкасаются с вопросами искусственного интеллекта.

При изучении данного направления, были выделены две основные цели:

1. Подготовка и участие детей в  робототехнических соревнованиям «Hello, Robot»,«ROBOFINIST» и др.

2. Создание «творческих проектов», написание реферата, создание презентации, видео-ролика к ним и успешной защиты на конкурсах различных уровней.

 Работа  с образовательными конструкторами, позволяет школьникам в форме познавательной игры узнать многие важные идеи и развить необходимые в дальнейшей жизни навыки. При построении робота затрагивается множество проблем из разных областей знания – от теории механики до психологии.

Очень важным представляется тренировка работы в коллективе и развитие самостоятельного технического творчества. Простота в построении модели в сочетании с большими конструктивными возможностями конструктора позволяют детям в конце нескольких занятий увидеть сделанную своими руками модель, которая выполняет поставленную ими же самими задачу.

 Учащиеся начинают свою практическую деятельность в изучении робототехники с небольших исследовательских проектов (проект шаблон).

Работа над проектом «по образцу» является подготовкой к более сложным, по своей структуре, проектам. В данной работе учащиеся знакомятся в первую очередь с Lego-конструктором, работая с его основными деталями: балками, шестеренками, датчиками, сервомоторами, блоком NXT, EV3.  Во вторую очередь с программным обеспечением, пробуя создавать простейшие программы для своих моделей.

     Здесь происходит овладение навыками начального технического конструирования, развития мелкой моторики, изучение понятий конструкции и ее основных свойств (жесткости, прочности, устойчивости), навык взаимодействия в группе.

     Вторым этапом практической деятельности, является проект с элементами исследования. На данном этапе реализуется экспериментально - исследовательская деятельность в области программирования.

Очень важным представляется тренировка работы в коллективе и развитие самостоятельного технического творчества. Простота в построении модели в сочетании с большими конструктивными возможностями конструктора позволяют детям в конце нескольких занятий увидеть сделанную своими руками модель, которая выполняет поставленную ими же самими задачу.

Если на первом этапе они программировали контроллер, используя базовую простейшую программу, то позднее работают с более сложной программой, включающую ветвление, цикл, переменные, регуляторы, генератор случайного значения. Дети учатся правильно позиционировать робота, изобретают манипуляторы. Таким образом, учащиеся проводят экспериментальное исследование, выдвигая свои идеи (гипотезы), которые в течение занятий подтверждают, либо опровергают. Данная деятельность позволяет им понимать разницу между виртуальным и реальным исполнением. У ребят формируются исследовательские навыки, например формулировка цели, задачи и гипотезы.

Исследовательский проект, является заключительным этапом практической деятельности учащихся. Для реализации данного проекта, учащимся подаются несколько идей (тем) исследования, и они выполняют данное исследование, опираясь на основные этапы:

1.поисковый: обозначение темы проекта, определение цели.

2.аналитический: цель и задачи представляемого проекта.

3.практический: разработка роботизированного устройства, составление программы для работы устройства, тестирование модели, устранение дефектов и неисправностей.

4. презентационный: представление проекта, изучение возможности использования полученных результатов (доклад либо статья на сайте).

Примером такого исследовательского проекта, является проект «Hexapod», где учащиеся сконструировали данную модель и запрограммировали ее, опираясь на предыдущие и новые знания. Роль учителя на данном этапе является в консультации учащихся по конкретным вопросам или затруднениям.

Цель проекта – создание  результата, которого  ранее не существовало, в заданный срок, заданного качества, с использованием заданных ресурсов.

Имеются три типа ресурсов, которые задействованы при создании проектов:

-  время, проект имеет свой срок исполнения, надо выбирать реальные, исполнимые проекты,

-  денежные средства,

-  интеллектуальные усилия.

Имеются следующие критерии успешности проектов:

• наличие желаемой цели – ясного понимания ожидаемых результатов,
• сильная проектная команда и четкое распределение целей. В каждой команде имеется четкое деление ролей: кто-то лидер, кто-то генератор идей, кто-то распределитель ресурсов. От взаимопонимания в команде, выполнения обещаний участников зависит успех проекта,
•  серьезная подготовка. Участники успешного проекта узнают много нового, познают радость достижения результата.

Классификация типов проектной деятельности.

Проект – исследование  это самый сложный вид проекта. В проекте – исследовании решаются конкретные проблемы, важные для людей. Результатом может быть сайт, статья на сайте, доклад на научной конференции.

Информационно-аналитический проект менее сложен, чем проект-исследование. В данном проекте собирается и обобщается информация по какому-либо вопросу. Ожидаемые результаты: статья для сайта, школьный доклад, материал для стенда.  

Прикладной проект нацелен на создание конкретной модели или изделия. Цель проекта – принести конкретную пользу. Робототехнические проекты имеют прикладной характер.

Творческий проект дает возможность ученику показать свои таланты в избранной области. Результат: картина, рисунок, музыкальное произведение, концертный номер.

 Проект должен отражать сущность исполнителя, сильные и слабые стороны его натуры. Если у ученика выражена тяга к новому, желание пробовать себя в чем-то новом, проект-исследование для него. Если ученик много читает, занимается коллекционированием, ему подойдет  информационно-аналитический проект. Если ребенок любит мастерить, он участвует в прикладном проекте. Если ребенок хорошо рисует, занимается музыкой и танцами, играет на сцене, то творческий проект для него.

Робототехника - это один из интереснейших способов изучения компьютерных технологий и программирования. Во время занятий школьники проектируют, создают и программируют роботов, которые оснащены процессорами, контроллерами, серводвигателями и датчиками. Здесь витает особая атмосфера творчества и интеллекта. Это место, где ребенок может проявить себя в качестве изобретателя, исследователя, конструктора собственных самых смелых проектов.