Муниципальное общеобразовательное учреждение
Деяновская основная школа
Пильнинского муниципального района
Нижегородской области
Мои методические находки в области образовательной робототехники
«Робототехника как средство развития у обучающихся способностей к научной и творческой деятельности»
Составила: Гущина М.Н.
Учитель математики и информатики
С. Деяново-2018 год
«Уже в школе дети должны получить возможность раскрыть свои способности, подготовиться к жизни в высокотехнологичном конкурентном мире».
Д.А. Медведев
Пояснительная записка
Основное назначение курса «Робототехника» состоит в выполнении социального заказа современного общества, направленного на подготовку подрастающего поколения к полноценной работе в условиях информатизации общественной жизни. Робототехника является одним из важнейших направлений научно - технического прогресса, в котором проблемы механики и новых технологий соприкасаются с проблемами искусственного интеллекта. Создание роботов из конструктора LEGO Mindstorms Education. EV3 очень интересный и познавательный процесс, который развивает логическое и абстрактное мышление. Роботы занимают определенную часть в нашей жизни и введение в процесс образования курса «Робототехники» будет актуально и в будущем.
Цель :
Определить значение роботехники в образовательном учреждении. Разработать и апробировать пути её внедрения в образовательный процесс.
Задачи :
1. определить роль и место робототехники в школе
2.изучить основы программирования
3. внедрять робототехнику на таких уроках как информатика, технология, физика.
Особенность данной работы заключается в том, что основы робототехники– это инновация.Даже занятие в традиционной форме является для ребят очень интересным и увлекательным. Особенно заинтересовывает практическая работа,которая помогает удовлетворить интерес к новому, увидеть, потрогать, соединять детали.. После того как дети увидят готового робота «вживую», у них возникает желание продолжить занятие продолжительностью более 45 минут и прийти на следующее занятие, чтобы продолжить программировать.
Актуальность: Современный человек должен быть мобильным, готовым к разработке и внедрению инноваций в жизнь. Поэтому в настоящее время такая наука как робототехника приобретает все большее значение, опираясь на информатику, математику, физику, биологию и другие фундаментальные науки.
Новизна:
Новые педагогические технологии: обучение в сотрудничестве, метод проектов, индивидуальный и дифференцированный подход к обучению, заложенные в стандарте, успешно реализуются на занятиях Робототехники. Ученики вовлекаются в научно-техническое творчество, знакомятся со схемами сборки, учатся конструировать сначала простые модели и механизмы, а затем постепенно переходят к роботизированным устройствам, для которых сами же пишут программы.
Результативность деятельности обучающихся: в процессе занятий робототехникой ребята учатся смотреть на проблемы шире и стараются решать их, учатся быть лидером, а также согласовывать свои действия с ребятами, с которыми они- одна команда.
2. Основная часть
Педагогические технологии, которые я использую в своей работе по робототехнике:
Обучение в сотрудничестве;
Индивидуальный и дифференцированный подход в обучении;
Развитие критического мышления;
Метод проектов.
Применение этих технологий я хочу показать на примере следующего занятия:
Краткий план проведения занятия по робототехнике
Вводная беседа учителя информатики и ИКТ.(5 мин.)
Конструирование (15 мин.)
Программирование (15 мин.)
Презентация робота (5 минут)
Подведение итогов (2 мин.)
Рефлексия (3 мин.)
1.Вводная беседа затрагивает основы конструирования и программирования роботов, созданных на основе конструктора Lego Mindstorms EV3. Обычно в начале занятия мы проводим небольшое соревнование по сборке и запуску «волчка». Волчок- это простейший робот- вертушка, который собирается за 2-3 минуты. Это вызывает у детей массу положительных эмоций.
2.Утверждение хода дальнейшего занятия осуществляется совместно со мной. Затем ребята, создавая команду собирают и программирует робота (технология обучения в сотрудничестве). При наличии нескольких наборов можно организовать несколько команд, но мы пока, имея один набор, создаём команду из 5-6 человек.Занимаясь конструированием, дети изучают простые механизмы, учатся работать руками, они развивают элементарное конструкторское мышление, фантазию, изучают принципы работы многих механизмов
На этапе практической работы я раздаю учащимся инструкции по сборке робота-пятиминутки и помогаю, в случае необходимости, в поиске деталей и их соединении (технология индивидуального и дифференцированного подхода в обучении). Вашему вниманию представлена демонстрация конструктора Lego Mindstorms Education EV3 и испытание его на практике:
1.создадим простейшего робота "Пятиминутку" (Приложение 1)
2.запрограммируем при помощи языка программирования высокого уровня LEGO MINDSTORMS EV3: робот - пятиминутка «Движение по линии»
Программирование в стандартной среде программирования Lego Mindstorms EV3 совсем не сложно, даже очень просто для ребят. Весь процесс программирования выглядит как перетаскивание блоков с определенными действиями. Задавая параметры для датчиков, подстраиваем робота к знакомству с окружающей средой( траекторией при движении).
Поведение робота задается программой, которую можно создавать при помощи специального программного обеспечения на компьютере. Программа является бесплатной и общедоступной в сети Интернет
3. Программирование. Команда ребят программирует робота и смотрит на него в действии.
Будет ли робот двигаться по линии? С нетерпением ребята начинают приводить его в движение. Но очень часто бывает, что через некоторое время после старта он «уехал» с черного поля и оказался на белом. Мы понимаем( технология критического мышления), в этом случае робот должен изменить своё движение, чтобы вернуться обратно на черную линию. Но куда именно повернуть: направо или налево? Дело в том, что белый цвет по обе стороны от черной линии одинаков. Поэтому, попав в такую ситуацию, робот должен двигаться не по линии, а по границе черного и белого. Что при этом изменится? Робот и человек по-разному воспринимают границу линии.
Мы видим, что датчик цвета при своем движении влево или вправо не наблюдает резкой границы черного и белого.Нас больше всего устраивает среднее положение датчика, то есть когда он находится прямо над границей. В этом случае датчик наблюдает не черный и не белый цвета, а некоторый «средний» - серый.
При движении робота уход влево (в черную область) приведет к уменьшению показаний датчика, а уход вправо (в белую область) – к увеличению. Таким образом, мы всегда сможем отличить левое от правого.
Получим примерно такую программу для движения по линии:
4.Презентация робота. (Метод проектов) Ребята по очереди запускают робота и проводят анализ ошибок, допущенных при сборке и программировании и исправляют их.
Они включают программу своего робота (каждый учащийся создаёт её на своём отдельном компьютере) и с помощью USB или Bluetooth – соединений проверяют его работоспособность
5.Подведение итогов.
Обдумывая и осмысливая проделанную работу, учащиеся углубляют понимание значимости робототехники в современном обществе.. Они укрепляют взаимосвязи между уже имеющимися у них знаниями и вновь приобретённым опытом.
Особенно интересным в ходе проведения занятия является практическая работа.
6.Рефлексия.
На траектории , по которой движется робот, ребята ставят кружки в форме светофора, среди которых
Занятия по робототехнике я провожу 1 раз в неделю. Но увлечённые ребята не замечают времени и по окончании занятия просят его продолжить .Если ребёнку понравится, то его можно ждать и на следующем занятии. Эмоциональный настрой ребят помогает создать демонстрация готового робота, выполняющего какие-либо действия. На занятии я веду диалог с детьми, обращая внимание на их знания, на то, что и они могут создать свою модель, но для этого необходимо быть внимательным, трудолюбивым .Собрав робота «Пятиминутку» и создав для него программу мы приняли участие в областном конкурсе «Добро пожаловать в будущее».(Приложение2)
В ходе занятий мы собирали множество различных роботов, среди которых кран и робот-
« гимнаст» (Приложение 3).
В дальнейшем планирую внедрение роботехники для детей , которые будут посещать летний оздоровительный лагерь на базе нашего образовательного учреждения.
Приложение 1
Сборка робота «Пятиминутки»
Приложение 2
Награждение за участие в конкурсе
Участники областных соревнований по робототехнике
Приложение 3
Робот- гимнаст (см. видео в презентации)
Программа
Приложение 4
Сборка и программирование крана из деталей
Список источников:
Перфильева Л.П. и др. Образовательная робототехника во внеурочной учебной деятельности.- Издательский центр «Взгляд», 2011г
Филиппов С.А. «Робототехника для детей и родителей» - «Наука» 2013г
Юревич Ю.Е. Основы робототехники. Учебное пособие. Санкт-Петербург, 2005
http://ru.wikipedia.org/wiki// Википедиа
http://www.prorobot.ru/. Роботы и робототехника
http://www.rusrobotics.ru/ Робототехника