Легоконструирование и робототехника в начальной школе как один из элементов модели «Школы-технопарка»

Легоконструирование и робототехника в начальной школе как один из элементов модели «Школы-технопарка»

Сл. 2. Приоритетной целью школьного образования, вместо простой передачи знаний, умений и навыков от учителя к ученику, становится развитие способности ученика самостоятельно ставить учебные цели, проектировать пути их реализации, контролировать и оценивать свои достижения, иначе говоря - формирование умения учиться. Учащийся сам должен стать «архитектором, строителем, творцом» образовательного процесса, то есть его субъектом.

Сл.3. Для достижения результатов в учебном процессе нельзя обойтись без использования новых технологий. Одной из таких технологий, которая применяется на современном этапе, является образовательная робототехника.

Включение робототехники обусловлено требованиями, предъявляемыми ФГОС к выпускнику начальной школы:

«Использовать при проведении практических работ инструменты компьютерных технологий; моделировать объекты и отдельные процессы реального мира с использованием механизмов, собранных из конструктора». Моделирование дает возможность преобразовывать объекты окружающего мира в модели для изучения их устройства и выявления существенных характеристик на основе собственного опыта учащихся».

Сл.4. Как всё начиналось? В уже далёком декабре 2013 года школа получила новое интерактивное оборудование, среди которого были наборы Лего mindstorms 8+. Учащиеся 4-х классов, увидев роботов, заинтересовались ими. Задавали вопросы, рассматривали их и загорелись желанием самим их собрать. И вот с января месяца у нас стал работать кружок по робототехнике, который с удовольствием посещали многие четвероклассники. Мы вместе учились собирать роботов, программировать их,проводить несложные испытания, выявлять и исправлять ошибки, придумывать для них задания.

Родители по субботам еле уводили детей домой, так им было интересно этим заниматься.В результате занятий образовались команды, готовые воплотить в жизнь разные идеи и стремящиеся к дальнейшему продвижению, дух соперничества уже летал в воздухе.Выход был найден, совместно с учителем информатики было решено провести соревнование « Перворобот-1» в школе между командами учащихся 4-х классов. При подготовке к соревнованиям ребятам пришлось много потрудиться, обратиться за помощью к учителям и родителям, воспользоваться знаниями всех школьных предметов, узнать то, чего ещё не проходили ( как найти длину окружности т.п.) Победители были рады, побеждённые хотели реванша. Через некоторое время, усложнив программу соревнований, был проведён «Перворобот-2». Уже новые победители радовались победе.

Сл.5. Но закончился 4 класс, дети перешли в среднее звено, у кого-то появились новые интересы, кто-то продолжил занятия робототехникой, а у меня появились первоклассники. Проведя рефлексию своей деятельности, я пришла к выводу, что необходимо начинать с конструирования. Так появился кружок «Легоконструирования» для учеников 1 класса. Была подготовлена и адаптирована программа для кружка с учётом возраста и интересов кружковцев. Родители с радостью помогли своим детям с деталями Лего, а в последующем и с конструктором Лего Веду. Дети  – неутомимые конструкторы, их творческие возможности и технические решения остроумны, оригинальны. Школьники учатся конструировать «шаг за шагом». Обучение «шаг за шагом» позволяет детям продвигаться вперёд в собственном темпе, стимулирует желание учиться и решать новые, более сложные задачи. Любой признанный и оценённый успех приводит к тому, что ребёнок становится более уверенным в себе, и позволяет ему перейти к следующему этапу  в обучении.  В ходе занятий повышается коммуникативная активность каждого ребёнка, формируется умение работать в паре, в группе, происходит развитие творческих способностей, повышается мотивация к учению, формируются УУД.

Сл.6. Естественный интерес к разработке и постройке различных механизмов позволяет заниматься с учащимися по разным направлениям -конструирование, программирование, моделирование физических процессов и явлений.

Сл.7. Конструирование теснейшим образом связано с чувственным и интеллектуальным развитием ребенка. Особое значение оно имеет для совершенствования остроты зрения, точности цветовосприятия, тактильных качеств, развития мелкой мускулатуры кистей рук, восприятия формы и размеров объекта, пространства. Дети пробуют установить, на что похож предмет и чем он отличается от других; овладевают умением соизмерять ширину, длину, высоту предметов; начинают решать конструктивные задачи «на глаз»; развивают образное мышление; учатся представлять предметы в различных пространственных положениях, мысленно менять их взаимное расположение.

Сл.8. В процессе занятий идет работа над развитием интеллекта воображения, мелкой моторики, творческих задатков, развитие диалогической и монологической речи, расширение словарного запаса. Особое внимание уделяется развитию логического и пространственного мышления. Ученики учатся работать с предложенными инструкциями, формируются умения сотрудничать с партнером, работать в коллективе. Поэтому конструктор активно использовался и на уроках математики,

Сл.9. обучения грамоте,

Сл. 10. Окружающем мире и технологии

Сл.11. Включение в курс «Окружающий мир» работы с роботизированными моделями позволяет воссоздать жизненные ситуации и объекты окружающего мира наиболее приближенно к реальной действительности, и, следовательно, будут способствовать качественному освоению результатов в данной предметной области.

Чтобы учащиеся смогли создавать действующие модели окружающего мира им потребуются УУД, формируемые и в других предметных областях.

Для того, чтобы применение робототехники в курсе окружающего мира не сводилось только к использованию моделей в качестве демонстрации на уроке, а учащиеся осваивали окружающий мир в предметно-преобразующей деятельности, необходима интеграция знаний и умений этих предметных областей с целью активизации учебной деятельности и повышения эффективности освоения программного материала.

Основная цель – создание у школьника целостного представления об окружающем мире за счет смены видов деятельности в ходе теоретического изучения материала и практического моделирования действующих объектов окружающего мира.

Из тематического планирования учебного материала (2 класс)

Сл.12. Включение робототехники в урочную и внеурочную деятельность способствует развитию навыков начального технического конструирования, помогает в освоении современных технологий и дает возможность познакомить учащихся с основами конструирования и программирования. Включение в уроки технологии образовательной робототехники побуждают к исследовательской деятельности, в ходе выявления характерных особенностей изучаемых объектов на основе собственного опыта. «Оживление» созданных моделей с помощью моторов и датчиков, используемых в моделях, способствует активизации мыследеятельности учащихся. (комментарий по фото)

Сл.13. В нашей жизни становится всё меньше и меньше сфер деятельности, где превалирует репродуктивное начало. Готовя детей к будущему, мы должны готовить их к творческой деятельности. Творчество предполагает новое видение, новое решение, новый подход. Творчество – это привнесение в решение повседневной задачи чего-то нового. 
Решение этих задач может быть возможным лишь при личностно-ориентированном подходе к образованию и воспитанию. Деятельность учителя определяется при этом как сотрудничество с учениками, создание благоприятной для школьника обучающей, развивающей и воспитывающей среды. Перед учителем встаёт задача - найти эффективные средства для становления творческой личности. Этому способствует участие во всевозможных конкурсах, проектах, соревнованиях различного уровня.

Сл. 14. А начинаю работу по подготовке ребят к конкурсам и соревнованиям я в рамках внеурочной деятельности «Основы легоконструирования и робототехники», а также проектной и исследовательской деятельности.

Каждый ребенок высказывает свое отношение к решаемой проблеме, о выполненной работе, рассказывает о ходе выполнения, о назначении выполненного проекта.

Сл.15. В результате данной работы ученики регулярно и достаточно успешно участвуют в соревнованиях различного уровня. Поэтому в апреле 2015 года на базе нашей школы прошли «Первые городские соревнования по робототехнике», где ребята из разных классов продемонстрировали своё умение собирать роботов, программировать их и побеждать в соревнованиях. Даже первоклассники были не просто зрителями, а полноправными участниками соревнований.

Сл.16. Воодушевлённые ребята стали готовиться к Республиканским соревнованиям по робототехнике. Самые юные участники создали робота, который писал программируемые словарные слова. Ведь в школе они уже начали изучать русский язык и познакомились со словами, написание которых надо запомнить. Ребята долго создавали программы для написания слов, смогли запрограммировать несколько разных слов и завоевали второе место в номинации «Творческая категория», чему были бесконечно рады.

Сл.17. На следующий год ребята заняли первое место в «Творческой категории» с проектом «Умная утилизация»,

Сл.18. а в этом году с проектом «Высадка рассады с помощью робота»заняли второе место .Также принимают участие и занимают призовые места в соревнованиях, но творческая категория нам ближе ( связь с исследованиями и проектами).

сл. 19. В последнее время среди старшеклассников наблюдается общее снижение интереса к профессиям технического цикла, хотя специалисты технического направления всегда востребованы обществом. Причин данной проблемы несколько, но у наших школьников имеются другие возможности. Нужно отметить, что использование современного интерактивного оборудования мотивирует участвовать и в различных конкурсах исследовательской и проектной деятельности. Так в 1 классе мы начали работу над проектом «Детская площадка на территории школы». Данный проект предусматривал изучение наличия и состояния детских площадок во дворах первоклассников, опрос учащихся школы о необходимости создания площадки на территории школы, создание эскизов площадок с помощью графического планшета, моделирование площадок с помощью конструктора лего, сравнительный анализ созданный моделей, проектирование площадки в 3Д- мах , мониторинг производства детских площадок в Сев-Зап регионе, техническое обоснование .

сл.20. Проблема технического образования в Ухте решается ведущим ВУЗом на Северо-Западе России УГТУ, который ежегодно проводит Республиканский молодежный инновационный конвент «Молодежь - будущему Республики Коми». Основная цель конвента — выявление и поддержка талантливой молодежи, создание условий для раскрытия её творческих способностей, а также повышение результативности участия молодежи в научной деятельности и научно-техническом творчестве. Наша школа активно сотрудничает в этой деятельности с УГТУ . Молодые учёные посещают внеурочные мероприятия нашей школы, приглашают на экскурсии в лаборатории университета, студенты помогают в организации и проведении кружка по робототехнике, соревнований по робототехнике.

Сл.21.В апреле 2015 года мы приняли участие в Республиканском молодежном инновационном Конвенте «Молодежь - будущему Республики Коми» с проектом «Детская площадка на территории школы». Ребята получили «Диплом за самый перспективный проект».

Мы провели рефлексию нашей деятельности и поняли, что необходимо продолжение данной работы.

Так появилось ходатайство в ОАО « Транснефть» с просьбой помочь в реализации данного проекта. И хотя результатом проделанной работы является не строительство детской площадки на территории школы , а приобретение конструкторов LEGO Mindstorms Education EV3(майндстормс), мы очень этому рады.

Сл. 22. А дети всегда готовы исследовать, разрабатывать новые проекты для участия в следующем Конвенте в 2016 году и конечно же с применением всего современного оборудования , конструктора лего и роботов. Любознательные дети, проанализировав всю свою деятельность, сравнили её с «Технопарком». Ведь Технопарк - это площадка для разработки и реализации совместных проектов учителей, студентов и учащихся на основе современного оборудования школы и университета. Школьный технопарк рассматривается как система профессиональных проб и практик учащихся, позволяет создать эффективную систему профориентации для учащихся, популяризировать среди школьников и их родителей востребованные инженерные и технические специальности; способствует созданию системы выявления и мотивации «техно – звездочек» начальной, основной и старшей школы в рамках сетевого взаимодействия образовательных учреждений. Работа школьников в исследовательских группах и проектных командах обеспечивает необходимую социализацию, опыт предметного взаимодействия, конструктивного решения содержательных проблем. Работа ребят была оценена жюри «Дипломом за перспективный проект» в социально-гуманитарном направлении.

Сл.23.Благодаря изучению робототехники, техническому творчеству, направленному на проектирование и конструирование роботов, стало возможным дополнительно мотивировать школьников на изучение физики, математики, информатики, происходит знакомство с инженерными специальностями, проектирование карьеры в индустриальном производстве. Пока можно говорить об отдельных точках роста, о первых опытах. Работа по цепочке - от идеи в голове школьника до конечного продукта – дело новое. Нас никто этому не учил, мы продвигаемся дорогой проб и ошибок, создавая абсолютно новые маршруты. Здесь всё требует многократной проверки и специальных исследований.

Проводя реальные исследования и обсуждая практические идеи, мы учимся тому, как эти идеи можно осуществлять, осваиваем разные формы деятельности, которые необходимы, чтобы довести идею до результата. И важно двигаться в разных направлениях, чтобы могли раскрываться любые таланты.

Сл.24. Школьный Технопарк – призван стать современной инновационной средой с целью реализации школьниками своих проектов в создании инновационного продукта, поддержки и развития самостоятельной исследовательской деятельности обучающихся.

сл.25.Направления деятельности:
• Естественно-научное;
• Физико-математическое;
• Прикладное (ландшафтный дизайн, ДПИ и т.д.);
• Гуманитарное и др.
От направления деятельности зависит как структура, так и содержание
ШТП, поэтому сегодня проводится совместная работа по созданию такой модели между нашей школой и Университетом.

В отношении технического оснащения УГТУ не уступает аналогичным учреждениям других регионов, он снабжен новейшим оборудованием, вмещает множество лабораторий (микроэлектроника, робототехника, телестудия), позволяющих воплотить самые смелые идеи. «Мы заинтересованы в том, чтобы детям были доступны самые передовые технологии и методики. Сегодняшний школьник − завтрашний студент» .

Сл.26. Умение достичь цели, не бросить начатое, продолжить или начать заново – всему этому учит нас конструирование, ведь стоит начать – заканчивать не захочется.Поэтому и направления работы могут быть разными. Мне, как педагогу, вставшему на путь работы с образовательным Лего, не хватает порой времени на реализацию всех идей моих учеников. С первого класса изучая алгоритмы, в которых есть циклы, ветвления, возможно, дети не сразу осознают, что это, но придет время и придет понимание, главное что в возрасте начальной школы детям все очень интересно, и они не боятся нового, а на волне их интереса можно и «горы свернуть». Спасибо.

Слайд27 . (можно без комментария)

Техническое обеспечение:

1. АРМ учителя;

2. Наборы конструкторов Lego Mindstorms Educatoin NXT, LEGO WeDo, ресурсные наборы к данным конструкторам (количество конструкторов рассчитывается, исходя из наполняемости класса; желательно, для работы в группе привлекать не более 4 человек);

3. Стационарные или мобильные компьютеры с установленным лицензионным программным обеспечением к наборам Lego Mindstorms Education NXT и LEGO WeDo.