Мои методические находки в области образовательной робототехники «Робототехника как средство развития у обучающихся способностей к научной и творческой деятельности»

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:

1. Перфильева Л.П. и др. Образовательная робототехника во внеурочной учебной деятельности.- Издательский центр «Взгляд», 2011г

2. Филиппов С.А. «Робототехника для детей и родителей» - «Наука» 2013г

3. Юревич Ю.Е. Основы робототехники. Учебное пособие. Санкт-Петербург, 2005

4. http://ru.wikipedia.org/wiki// Википедиа

5. http://www.prorobot.ru/. Роботы и робототехника

6. http://www.rusrobotics.ru/ Робототехника

Подготовила

Учитель МОУ Деяновской ОШ

Гущина М.Н.

« Уже в школе дети должны получить возможность раскрыть свои способности, подготовиться к жизни в высокотехнологичном конкурентном мире »

Д. А. Медведев

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 робототехники 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.

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 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

Педагогические технологии, которые я использую в своей работе по робототехнике:

• Обучение в сотрудничестве;
• Индивидуальный и дифференцированный подход в обучении;
• Развитие критического мышления;
• Метод проектов.

Результативность

Робот-гимнаст(ссылка)

Получаем готовый проект

Участие в конкурсе «Добро пожаловать в будущее»

Участие в конкурсе «Добро пожаловать в будущее»