Робототехника 2018 год

РОБОТОТЕХНИКА- как вид инновационных технологий в образовательной процессе.

Современную жизнь очень сложно представить без использования информационных технологий. Интенсивный переход к информатизации общества обуславливает все более глубокое внедрение информационных технологий в различные области человеческой деятельности.

Введение новых государственных стандартов общего образования

предполагает разработку инновационных педагогических технологий. Важнейшей отличительной особенностью стандартов нового поколения является их ориентация на результаты образования, причем они рассматриваются на основе системно-деятельностного подхода. Деятельность выступает как внешнее условие развития у ребенка познавательных процессов. Это означает, что, чтобы ребенок развивался, необходимо организовать его деятельность. Значит, образовательная задача состоит в организации условий, провоцирующих детское действие.

   Такую стратегию обучения легко реализовать в образовательной среде ЛЕГО, которая объединяет в себе специально скомпонованные для занятий в группе комплекты ЛЕГО, тщательно продуманную систему заданий для детей и четко сформулированную образовательную концепцию.  

В российских образовательных программах робототехника приобретает все большее значение. Учащиеся российских школ вовлечены в проектирование и программирование робототехнических устройств, с применением LEGO-роботов, промышленных роботов, специальных роботов для МЧС России.

Система взаимосвязанных видов деятельности, которая обеспечивает появление инноваций в образовании, включает :

– научно-исследовательскую деятельность, направленную на получение новых знаний о том, как что-то может быть открыто, и о том, как что-то может быть изобретено;

– проектную деятельность, направленную на разработку особого инструментально-технологического знания о том, как на основе научного знания нужно действовать в конкретных условиях, чтобы получилось необходимый результат;

– образовательную деятельность, направленную на профессиональное развитие субъектов определенной практики и на формирование у каждого из них личного опыта о том, что и как они должны делать, чтобы реализовывать свои знания на практике. Считается, что инновационное образование — это развивающее и развивающееся образование. Современное содержание обучения предполагает не столько освоение предметных знаний, сколько развитие компетенций, адекватных современной практике. Это содержание должно быть хорошо структурировано и представлено в виде учебных материалов, которые передаются с помощью современных средств коммуникации. Современные методы обучения — это методы формирования компетенций, основанные на активном взаимодействии обучающихся с педагогом и между собой (т. е. основанные на вовлечении обучающихся в учебный процесс, а не только на пассивном восприятии ими учебного материала). Выделяют следующие инновационные технологии обучения:

– информационно-коммуникационные технологии в предметном обучении;

– личностно-ориентированные технологии в преподавании предмета;

– информационно-аналитические технологии, обеспечивающие учебный процесс и его управление;

– технологии мониторинга интеллектуального развития;

– воспитательные технологии;

– дидактические технологии;

– психолого-педагогические технологии сопровождения внедрения инновационных технологий в учебно-воспитательный процесс.

ВТОРОЙ СЛАЙД

В настоящее время появился такой термин как «образовательная робототехника». Энтузиасты, пропагандирующие внедрение робототехники в учебный процесс, считают, что она вписывается в дополнительное образование, во внеурочную деятельность и в преподавание предметов школьной программы в соответствии с требованиями ФГОС . По их мнению, она подходит для всех возрастов — от дошкольников до профессионального образования (правда, термин, обозначающий эту ступень образования, почему-то уходит из современной терминологии). Обучение детей с использованием робототехнического оборудования — это обучение в процессе игры и техническое творчество одновременно, что способствует воспитанию активных, увлеченных своим делом людей. Предполагается, что создание и программирование роботов на занятиях в обычных школах, детских садах и учреждениях дополнительного образования обеспечивает равный доступ детей всех социальных слоев к современным образовательным технологиям. Несмотря на популярность этого направления, существует много проблем, которые еще предстоит решить. Многие говорят о школьной робототехнике, как о сложившейся практике использования робототехнических наборов в общем и дополнительном образовании, а также в соревновательной деятельности школьников. При этом подразумевают под робототехникой особый вид образовательного оборудования, которое позволяет вести занятия с детьми школьного возраста на интересном и современном уровне. Наверное, образовательная робототехника должна быть органично встроена в общее, дополнительное и профессиональное образование. Также ясно, что для каждого возраста обучающихся должны ставиться различные образовательные задачи. Сейчас, чаще всего, соревновательная робототехника является продолжением тех знаний, которые обучающиеся получают в рамках основной учебы. На профессиональном уровне за создание механической часть робота отвечают механики, силовой части — электрики, компьютерной части — электронщики и программисты. Учитель, занимающийся созданием роботов с образовательными целями, — это тот, кто занимается всем этим сразу.

ТРЕТИЙ СЛАЙД

Робототехника в школе — это вид развивающего учебного оборудования, которое используется для того, чтобы лучше усвоить учебный материал образовательной программы и получить дополнительные умения и навыки. Использование робототехнического оборудования на занятиях — это обучение и техническое творчество одновременно, что способствует воспитанию активных, увлеченных своим делом людей, обладающих инженерно-конструкторским мышлением. Однако, реализация модели технологического образования требует соответствующих методик и технологий обучения. И каждая из них должна соответствовать возрасту обучающихся. Это подготовительный курс к занятиям техническим творчеством в школьном возрасте. Работа в школе должна быть направлена на формирование заинтересованности школьника в исследовании физических свойств предметов, явлений окружающего мира, в получении технического образования. Объединить теорию и практику возможно, если использовать образовательную робототехнику при изучении различных школьных предметов. Например, в начальных классах образовательную робототехнику можно применять на уроках окружающего мира, математики, технологии, что обеспечит существенное воздействие на развитие у учащихся речи и познавательных процессов (сенсорное развитие, развитие мышления, внимания, памяти, воображения), а также эмоциональной сферы и творческих способностей. В средней и старшей школе учащиеся должны не столько заниматься робототехникой, сколько использовать ее как некий интерактивный элемент, с помощью которого теоретические знания закрепляются на практике. Образовательную робототехнику можно использовать на уроках математики, информатики, физики, технологии, химии, астрономии, биологии и экологии. Уже разработаны соответствующие практикумы для учащихся 5–9 классов . В состав методического обеспечения таких практикумов входят сборник практических заданий и методические рекомендации для педагогов. Что касается организации внешкольного образования, то здесь образовательная робототехника уже занимает достойное место. Обучающиеся могут заниматься в творческих объединениях, на факультативах, посещать занятия на базе учреждений дополнительного образования. Формы работы могут быть разнообразными: общеразвивающие занятия для учащихся начального и среднего школьного звена, проектно-исследовательская деятельность в научных обществах для старшеклассников и т. п. Организация объединений по робототехнике позволяет решить целый спектр задач, в том числе привлечение детей группы риска, создание условий для самовыражения, создание ситуации успеха.

ЧЕТВЕРТЫЙ СЛАЙД

Робототехника — это еще и способ организации досуга детей и подростков с использованием современных информационных технологий. Кроме того, благодаря использованию образовательных конструкторов можно выявить одаренных детей, стимулировать их интерес и развивать навыки практического решения актуальных задач. Образование должно соответствовать целям опережающего развития, другими словами, обеспечивать изучение не только достижений прошлого, но и технологий, которые пригодятся в будущем.  Образовательная робототехника в полной мере реализует эти задачи.

ПЯТЫЙ СЛАЙД

Существует целая система соревнований по робототехнике разного уровня: региональные, межрегиональные, всероссийские и международные соревнования. Они имеют некоторые существенные отличия от других конкурсных мероприятий, среди которых: – высокая зрелищность (участники мероприятий видят работы своих сверстников, передовые инженерно-технические достижения, новые решения в области робототехники); – высокая состязательность (что позволяет выявить наиболее подготовленные команды участников, способные оперативно решать поставленные задачи); – высокая азартность (стремление участников к лидерству, быстрому и эффективному решению поставленной задачи).

За три года работы кружка, ребята приняли участие в следующих мероприятиях:

1. 2014 год участие в Региональном этапе Международных состязаний роботов. 2 место в категории «Ракета»;

2. 2015 год участие в Региональных всероссийских соревнованиях по образовательной робототехнике «Робофест- 2015»(сертификаты об участие);

3. 2018 год впервые участуем в городском конкурсе «Юность в науке» с научно-исследовательским проектом «Робот с различными видами управления».

Созданы несколько моделей роботов, робот «Машина», робот «Сегвей», робот –гитара , робот в виде саней с оленями.

После первого года обучения учащиеся владеют знаниями по:

• основным понятиям робототехники;

• LEGO Mindstorms и его видам; 

• устройству и принципу функционирования LEGO Mindstorms и отдельных элементов;

• основной структуре и принципам программирования.

После первого года обучения учащиеся

владеют умениями по:

• созданию базовых проектов из комплектов LEGO Mindstorms NXT по готовым схемам;

• подключению и использованию датчиков, двигателей;

• составлению программ для проекта NXT;

• самостоятельному поиску нужной информации из разных источников, для проектирования; 

• разработке, проектированию и анализированию собственных проектов, а также моделей роботов.

Выбор комплектов для образовательной робототехники обычно осуществляется между двумя наиболее распространенными вариантами: наборы на базе конструктора LEGO или наборы на базе микроконтроллеров типа Arduino . Концепция LEGO предполагает, что набор прост в освоении детьми и педагогами. К недостаткам наборов относят закрытость и малую гибкость системы, а также низкие технические характеристики. Тем не менее, известно большое количество проектов, выходящих за рамки предлагаемых фабричных вариантов. Наиболее распространенными программируемыми системами в данном направлении развития образовательной робототехники являются роботы, объезжающие препятствия , и роботы, движущиеся по линии .

Полностью самодельные системы позволяют более глубоко изучать электронику и приблизиться к промышленным разработкам, но высокие требования, предъявляемые к знаниям, умениям и навыкам педагогов и обучающихся , сильно снижают вероятность масштабного использования этого опыта. В настоящее время практически нет дефицита информации по теме «Образовательная робототехника». Однако учителя нуждаются в курсах повышения квалификации по данному направлению. Существует несоответствие между необходимостью включения робототехники в учебный процесс для достижения учащимися образовательных результатов, востребованных на рынке труда, и недостаточной разработанностью этого вопроса в педагогической науке. Внедрение этого направления обучения в школьную практику демонстрирует, что требования к информационной компетентности педагогов вновь возрастают. Педагог должен быть мобильным, современным, готовым к разработке и внедрению инноваций в свою деятельность. Нужна не только переподготовка (или повышение квалификации) педагогов, но и подготовка новых специалистов, которые должны знать современное состояние и перспективы развития образовательной робототехники в школе как интегративной учебной дисциплины, ее место и роль в системе общего образования; подходы к планированию учебного процесса по курсу физики, информатики и технологии с использованием робототехнического модуля в своем составе; методику использования средств робототехники и требования к комплектации кабинета и учебного оборудования для занятий по робототехнике. Эти специалисты должны уметь анализировать цели и содержание курсов информатики, физики и технологии с применением робототехнических устройств для разных ступеней образования; проектировать образовательный процесс по курсу физики, информатики и технологии в режиме интеграции с возможностями образовательной робототехники, отбирать содержание модуля робототехники для встраивания в предметные курсы, подбирать методы, организационные формы и комплекс средств обучения; организовать образовательный процесс по курсу физики, информатики и технологии в различных типах образовательных учреждений на базовом и профильном уровнях с использованием возможностей робототехнических комплексов; использовать дидактический потенциал образовательной робототехники, специального оборудования, средств информационных технологий в реализации образовательного процесса по преподаваемому курсу; организовать внеурочную деятельность обучающихся в области образовательной робототехники; осуществлять проверку и оценку результатов обучения робототехнике, ее влияния на достигнутые образовательные результаты школьников при изучении других дисциплин. Они должны владеть основными навыками конструирования и программирования роботов; приемами разработки и применения необходимых учебно-методических материалов в области образовательной робототехники, использования интерактивных комплексов, геоинформационной системы, цифровых лабораторий, виртуальных конструкторов в образовательном процессе; методами организации различных видов деятельности учащихся при изучении физики, информатики и технологии, в том числе проектной и исследовательской деятельности школьников в области современных направлений ИТ-отрасли; способами организации коллективной, групповой и индивидуальной деятельности учащихся при освоении изучаемых курсов, эффективного сочетания этих форм учебной деятельности на уроках и внеурочной деятельности; методами сравнения и отбора наиболее эффективных средств информационных технологий, поддерживающих виды учебной деятельности, адекватные планируемым образовательным результатам изучения информатики, физики и технологии.
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!!!