Статья "Знакомство с робототехникой"

Статья «Знакомство с робототехникой в начальной школе»

Замахаева Татьяна Николаеван

МАОУ Гимназия №10 г. Перми

Замахаева Татьяна Николаевна

Знакомство c робототехникой

В Пермском крае с 2011 года реализуется программа "Робототехника», это совместный проект сотрудничества Министерства культуры, молодежной политики и массовых коммуникаций Пермского края и фонда «Вольное дело». Основное содержание программы – организация ежегодного цикла соревнований детей и молодежи в сфере высоких технологий, завершающегося Всероссийским робототехническим фестивалем «РобоФест».

Современный мир уже невозможно представить без роботов, начиная с тех, которые производят в обычной промышленности, для выполнения различных механических задач, поисково-спасательных роботов, которые спасают жизни людей, ползая под обломками разрушенных строений, до межпланетарных роботов-исследователей, которые зондируют просторы бесконечного космоса. Вполне логичным можно считать тот факт, что некоторые роботы стали активно применяться в образовательном процессе. Они были разработаны на основе конструктора Lego и новейших технологий в области робототехники и получили название — Lego-роботы.

Lego-робот представляет собой конструктор, который помогает в курсе технологии средней школы понять основы робототехники, в курсе информатики – наглядно реализовать сложные алгоритмы, реализовать свои знания в механике и механических передач, принципов их работы, основы физики, элементы математической логики, основы автоматического управления и ряда других дисциплин технологического уровня. Используя Lego-роботы на уроках, дети учатся основам работы с компьютерными программами и алгоритмами, создают "умных" роботов, например робота Lego Mindstorms NXT.

Именно с этим конструктором состоялось мое первое знакомство. Вначале на ознакомительном семинаре, где я впервые увидела что это за технология, а за тем через полгода на курсах по робототехнике, куда отправили многих учителей г. Перми (весна 2014).

В микрокомпьютере NXT можно как самим создавать программы, так и использовать программное обеспечение. Программное обеспечение Lego Mindstorms NXT дает возможность программировать роботов NXT при помощи USB-кабеля или Bluetooth соединения. Помимо этого, благодаря Bluetooth можно управлять роботом с помощью мобильного телефона.

Данная программа представляет собой среду визуального (графического) программирования. Программное обеспечение LEGO MINDSTORMS NXT имеет очень понятный, интуитивный интерфейс, который основан на иконках. Для того, чтобы создать программу, требуется нарисовать последовательность иконок, которые показывают то или иное действие. Данное программное обеспечение позволяет и учителям, и ученикам легко ориентироваться в программной среде, которое имеет структуру «низкий - высокий», что позволяет программировать на всех уровнях, от новичка до эксперта.

Новизна концепции состоит в том, что Конструктор и программное обеспечение к нему предоставляет прекрасную возможность учиться ребенку на собственном опыте. Такие знания вызывают у детей желание двигаться по пути открытий и исследований, а любой признанный и оцененный успех добавляет уверенности в себе. Обучение происходит  успешно, когда ребенок вовлечен в процесс создания значимого и осмысленного продукта, который представляет для него интерес. Важно, что при этом ребенок сам строит свои знания, а учитель лишь консультирует его.

Обучение с LEGO^® Education WeDo всегда состоит из 4 этапов: установление взаимосвязей, конструирование, рефлексия и развитие.

Установление взаимосвязей. При установлении взаимосвязей учащиеся как бы «накладывают» новые знания на те, которыми они уже обладают, расширяя, таким образом, свои познания. К каждому из заданий комплекта прилагается анимированная презентация с участием фигурок героев – Маши и Макса. Используйте эти анимации, чтобы проиллюстрировать занятие, заинтересовать учеников, побудить их к обсуждению темы занятия. В «Рекомендациях учителю» к каждому занятию предлагаются и другие способы установления взаимосвязей.

Конструирование. Учебный материал лучше всего усваивается тогда, когда мозг и руки «работают вместе». Работа с продуктами LEGO Education базируется на принципе практического обучения: сначала обдумывание, а затем создание моделей. В каждом задании комплекта для этапа «Конструирование» приведены подробные пошаговые инструкции. При желании можно специально отвести время для усовершенствования предложенных моделей, или для создания и программирования своих собственных.

Рефлексия. Обдумывая и осмысливая проделанную работу, учащиеся углубляют понимание предмета. Они укрепляют взаимосвязи между уже имеющимися у них знаниями и вновь приобретённым опытом. В разделе «Рефлексия» учащиеся исследуют, какое влияние на поведение модели оказывает изменение ее конструкции: они заменяют детали, проводят расчеты, измерения, оценки возможностей модели, создают отчеты, проводят презентации, придумывают сюжеты, пишут сценарии и разыгрывают спектакли, задействуя в них свои модели. На этом этапе учитель получает прекрасные возможности для оценки достижений учеников.

Развитие. Процесс обучения всегда более приятен и эффективен, если есть стимулы. Поддержание такой мотивации и удовольствие, получаемое от успешно выполненной работы, естественным образом вдохновляют учащихся на дальнейшую творческую работу. В раздел «Развитие» для каждого занятия включены идеи по созданию и программированию моделей с более сложным поведением.

На весенних курсах 2014, мы научились конструировать и программировать робота, выполнили творческое задание по созданию своего робота, с определенными функциями и сняли видео-ролик отчет об обучении на курсах. На итоговом занятии мой видеоролик показали в числе лучших трех из всех представленных по результатам курсов.

Осенью 2014 года мы попали еще на один семинар по знакомству с конструктором LegoWedo, проводился он на базе детского сада.

Все больше школ приобретают Лего-роботов и вводят уроки робототехники в образовательный процесс. Почему именно робототехника? Во-первых, это приоритетное направление научных исследований во всем мире, во-вторых, занятия робототехникой отвечают требованиям современных образовательных стандартов, и в-третьих - это интересно!

Зимой 2014 года наша гимназия приобрела наборы LegoWedo, и я стала вести кружок в параллели 1-х классов, в рамках ознакомления с конструктором, а потом и паралельно готовясь к участию в конкурсе «Роботенок», который проходил на фестивале «Робофест Урал – 2015».

Работа в кружке и подготовка к конкурсу, дала возможность на практике познакомиться с конструктором, освоить основы программирования. Опыта участия в каких-либо конкурсах у меня не было, поэтому было очень волнительно и любопытно. Из конкурса извлекла много полезного для себя. Принцип подготовки к подобного рода состязаниям стал более прозрачным и понятным. Учащиеся смогли познакомиться и увидеть в режиме реального времени работу роботов из серии Lego Mindstorms NXT, работу 3D принтера PICASO 3D Designer. Они имели возможность побывать не только зрителями но и участниками выставки, попробовав поуправлять некоторыми роботами самостоятельно. Особой популярностью пользовались танцующие роботы, три робота выполняли синхронные движения под музыку. Наши учащиеся проявили себя очень хорошо в конкурсной программе, справились с заданием в незнакомой для себя обстановке. Не имея опыта участия в соревнованиях гимназисты успешно справились с заданием и завершили его.

После участия в конкурсе появилось желание продолжить работу с робототехникой, так как открылись новые просторы и возможности конструктора. Так же у меня был опыт раборты с детьми 5 лет, будущими первоклассниками. Они – это уже новое поколение конструкторов и программистов, которые уже с садика знакомы с данным видом конструкторов, для них это привычный способ деятельности. Нужно учитывать это и работать дальше над совершенствованием и усложнением существующих программ. Для этого, безусловно, нужны курсы непосредственно для педагога, что бы повышать уровень мастерства.

При написании статьи использована информация с сайтов:

1. http://avtograf22.ru/robot-i-rebenok-otkrytie-studii-legodeti-v-barnaule/

1. http://videouroki.net/filecom.php?fileid=98660531

1. http://nsportal.ru/shkola/dopolnitelnoe-obrazovanie/library/2014/11/07/obrazovatelnaya-robototekhnika

1. http://my-robot.kz/what.html

1. http://msk.ito.edu.ru/2014/section/229/94537/