Тема: «Возможности использования элементов технологий образовательной робототехники и легоконструирования в образовательном пространстве начальной школы»
творческая работа учащихся

Тема: «Возможности использования элементов технологий образовательной робототехники и легоконструирования
в образовательном пространстве начальной школы»

Стецко Наталия Владимировна

учитель  начальных классов

МКОУ СШ №5

Представляю работу робототехники «Интеллектуариум».

С каждым годом повышаются требования к современным инженерам, техническим специалистам и к обычным пользователям, в части их умений взаимодействовать с автоматизированными системами.

Новые ФГОС требуют освоения основ конструкторской и проектно-исследовательской деятельности, и внедрение технологий образовательной робототехники полностью удовлетворяют эти требования.

В начальной школе не готовят инженеров, технологов и других специалистов, соответственно робототехника в начальной школе - это достаточно условная дисциплина, которая может базироваться на использовании элементов техники или робототехники, но имеющая в своей основе деятельность, развивающую общеучебные навыки и умения. Отличную возможность для проявления творческого потенциала в техническом направлении дает область образовательной робототехники. Взаимодействие детей с огромным разнообразием строительных деталей, как просто физическое, так и с использованием цифровых технологий, развивает способность к нелинейным формам обучения. Дети самостоятельно добывают знания, а не получают их в готовом виде. Работая таким образом, они получают возможность размышлять над сделанным ими выбором в реальном режиме времени, подсознательно или путем совместных усилий корректировать свои идеи, достигая наилучших результатов при коллективной работе со сверстниками. У детей появляется уникальная возможность развивать технические способности.

Использование Лего-конструкторов во урочной и внеурочной деятельности повышает мотивацию учащихся к обучению, т.к. при этом требуются знания практически из всех учебных дисциплин от искусств и истории до математики и естественных наук. Межпредметные занятия опираются на естественный интерес к разработке и постройке различных механизмов. Одновременно занятия ЛЕГО как нельзя лучше подходят для изучения основ алгоритмизации и программирования, а именно для первоначального знакомства с этим непростым разделом информатики вследствие адаптированности для детей среды программирования.

В нашем образовательном учреждении мы осваиваем Лего-конструирование с 2017 года, на роботетехнике «Интеллектуариум».

Цель - развитие и профориентация детей, популяризация науки, воспитание активного, увлеченного исследователя-творца, осознающего свои цели, умеющего использовать свой талант и интеллект на благо другим.

Программа нацелена на учащихся 7-12 лет. Её уникальность в том, что она практически ориентирована и дает возможность каждому ребенку стать участником научных экспериментов.

Для реализации поставленных задач центр обеспечен достаточным, на данный момент, робототехническим  и компьютерным оборудованием.

ПервоРобот VEX GO, EV3 (Робототехнические конструкторы), роботы – МИП, МИПозавр, уткоробот, роботхудожник, озоробот.

Форма кружковых занятий по конструированию носит более раскованный, свободный характер. Детям позволяется в процессе работы отойти от своего рабочего места, самостоятельно взять недостающий материал, подойти к товарищу, уточнить что-то, перенять то или иное конструктивное решение.

В конструировании выделяются два взаимосвязанных этапа: рождение замысла и его исполнение. Творчество, как правило, больше связано с замыслом. В своей работе используется следующие формы организации конструктивной деятельности:

конструирование по образцу - правильно организованное обучение с помощью образцов – это необходимый и важный этап, в ходе которого дети узнают, учатся определять в любом предмете его основные части, устанавливать их пространственное расположение, выделять детали.

В качестве образца могут использоваться: рисунки, фотографии, отображающие общий вид постройки.

Конструирование по модели. В качестве образца предъявляют модель, в которой элементы, составляющие ее, скрыты от ребенка, обобщенные представления о конструируемом объекте, сформированные на основе анализа, несомненно, оказывают положительное влияние на развитие аналитического и образного мышления детей и конструирования как деятельности.

Конструирование по условиям. Основные задачи данной формы выражаются через условия и носят проблемный характер, при этом способы решения не даются. Тем самым у детей формируется умение анализировать условия и уже на этой основе строить свою практическую деятельность достаточно сложной конструкции.

Конструирование по простейшим и наглядным схемам. Моделирующий характер самой деятельности наиболее успешно реализуется, если детей обучать в следующей последовательности:

         Конструирование по замыслу в сравнении с конструированием по образцу – это творческий процесс, в ходе которого дети имеют возможность проявить самостоятельность.

Конструирование по теме. На основе общей тематики конструкций, например, «Птицы» или «Город» и др., дети самостоятельно воплощают замысел конкретной постройки, выбирают материал, способ выполнения.

Каждая из перечисленных форм оказывает развивающее влияние на те или иные способности детей, которые в совокупности составляют основу формирования их творчества.

На первых занятиях предлагается ребятам собрать конструкцию «Самую-самую». Учащиеся разбиваются на группы и собирают самую длинную конструкцию из общей кучи деталей. Затем ту, в которой больше всего деталей определенного размера и т.д. В итоге мы просим собрать самую устойчивую и одновременно самую высокую модель. Учащиеся на своем опыте убеждаются, что устойчивость одна из основных составляющих удачной модели.

Далее предлагается разобрать элементы ЛЕГО. Здесь важно обратить внимание на название элементов. Учащиеся должны с первых занятий знать, что элементов «желтенькая с дырочками» и пр. не существует. Необходимо сразу договориться о правильном названии блоков. Во время совместной сортировки деталей по коробкам учащиеся видят, какие детали есть и в каком количестве. За каждым набором ЛЕГО закрепляется определенная команда, которая и отвечает за целостность всех элементов.

После того, как ребята, посещающие творческое объединение, познакомились с содержимым ЛЕГО, можно переходить непосредственно к образовательному ЛЕГО-конструированию.

После того, как все модели будут готовы, учащимся предлагается представить свой проект.

После усвоения учащимися базовых принципов соединения деталей ЛЕГО и навыков работы с простейшими инструкциями можно переходить на следующий уровень – основы программирования. Современная среда программирования настолько упрощена для восприятия, что совершенно не требует знаний в какой-либо технической дисциплине. Достаточно дать ребенку собранную модель (модель, которую собрала сама команда по инструкции) и предоставить некоторое время, как робот и/или машинка поедет. Особенный интерес возникает тогда, когда педагог проговаривает следующую фразу: «Я вам разрешаю делать что угодной с программой, но . . . чтобы робот и/или машинка поехал и/или поехала».

В начальной школе рассматривают конструирование и начальное техническое моделирование. Для этого используются конструкторы Лего в любой модификации и конструктор “EV3”, который даёт возможность построить модель по инструкции. Программируя через компьютер, ребенок может наделять интеллектом свои модели.

Одним из вариантов интеграции робототехники в учебный процесс общеобразовательного учреждения являются уроки информатики, на которых программируются роботы, собранные из образовательных робототехнических конструкторов. Уже первые уроки робототехники дадут ученику, и учителю, понимание разницы между виртуальным и реальным миром.

Занятия робототехникой помогут заинтересовать детей информатикой, техникой и наукой. "Конечно же, факультатив робототехники не приведет к тому, что все дети захотят стать программистами и роботостроителями, инженерами, исследователями. В первую очередь занятия рассчитаны на общенаучную подготовку школьников, развитие их мышления, логики, математических и алгоритмических способностей, исследовательских навыков. Кроме того, учащиеся, прошедшие обучение на факультативных занятиях по робототехнике, могут продолжить занятия с учителями естественнонаучных предметов, которые смогут использовать их знания оборудования и языка программирования для проведения научно-исследовательских работ с использованием самых современных средств сбора и обработки данных "

Помимо основных занятий по робототехнике, можно проводить различные внешкольные мероприятия, позволяющие привлечь интерес к данному направлению. Это могут быть круглые столы по робототехнике, мастер – классы по конструированию и программированию роботов, конкурсы где юные таланты могут посоревноваться и поделиться собственным опытом.

Учебная робототехника, как направление учебной деятельности, может быть основано на трех основных конструкторах производства компании Lego:

1. LEGO® Education WeDo.

Данный конструктор рассчитан на учащихся 2-4 классов, базовая коробка содержит 158 элементов.

В том числе:

1) Мультиплексор LEGO® USB Hub – обеспечивает связь конструктора с компьютером.

2) Мотор – с помощью специального языка программирования можно запрограммировать алгоритм работы данного мотора.

3) Датчик наклона - сообщает о направлении наклона; различает шесть положений: «Носом вверх», «Носом вниз», «На левый бок», «На правый бок», «Нет наклона» и «Любой наклон».

4) Датчик движения -обнаруживает объекты на расстоянии до 15 см.

Количество деталей можно увеличить, купив коробки с дополнительными деталями.

План разработки проекта:

Знакомство с проектом

Цель и задачи проекта

Сборка модели по инструкции

Программирование модели

Создание отчета (презентация, текст)

Образовательное ЛЕГО-конструирование имеет огромный потенциал. Его можно применить к любому предмету, изучаемому в школе. Оно раскрывает внутренний мир ребенка. Через него можно понять, какие предметы интересуют учащегося и какая составляющая более важна для него.

Новые образовательные технологии в учебном процессе

Идея сближения, интеграции разных предметов положена в основу применения ЛЕГО-конструкторов  в учебном процессе.

Литературное чтение

На начальном этапе обучению грамоте при знакомстве с буквами, для лучшего запоминания образа буквы необходимо задействовать как можно больше анализаторов (зрительный, тактильный, двигательный). С данной задачей справляется Лего-конструктор. Буква  выкладывается на планшете или столе  с помощью Лего-элементов.

 На этапах урока, связанных с развитием речи, можно использовать различные задания на построение героев изученных сказок. Работа над пересказом, рассказом, диалогом становится более эффективной. Пересказ рассказа не по сюжетной картинке, а по объемному образу декораций из конструктора помогает ребенку лучше осознать сюжет, что делает пересказ развернутым и логичным. При этом работа над связной речью ведется в порядке возрастающей сложности, с постепенным убыванием наглядности.

Математика

На уроках математики возможно решение задач с помощью ЛЕГО-деталей, а так же при изучении состава числа, таблицы умножения, графические и математические диктанты, демонстрация ответов при устном счёте, изучение геометрического материала, построение логических цепочек.

Помогает конструктор и при изучении элементов геометрии в начальной школе. Изучая геометрический материал на уроках математики, с помощью лего-деталей можно построить: простейшие геометрические фигуры, рассмотреть разные углы, равные фигуры, лучше понять свойство противоположных сторон прямоугольника, периметр геометрических фигур. Получается, что геометрическую фигуру можно не только  начертить, увидеть, но и взять в руки, что очень важно  обучающимся, у которых  сильнее развиты тактильные анализаторы и зрительная память.

Окружающий мир

Включение элементов робототехники в преподавание предмета «Окружающий мир» обусловлено требованиями, предъявляемыми к выпускнику начальной школы при изучении данной образовательной области: «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.

Использование  лего-конструирования на уроках окружающего мира в начальных классах  влияет  на  развитие у учащихся речи и познавательных процессов, а также эмоциональной сферы и творческих способностей. Применение конструкторов позволит создавать на уроках динамические схемы, отражающие те или иные явления, сделает демонстрацию опытов яркой, красочной и более наглядной.

Есть животные, модели которых могут быть собраны на основе имеющихся в базовых наборах ЛЕГО (например, павлин – на основе модели «Порхающая птица», гепард – на основе модели «Рычащий лев»), либо модели могут быть разработаны детьми самостоятельно.

Для имитации планет Солнечной системы подойдёт модель «Умная вертушка». Волчок  может приобретать различную скорость вращения, что очень удобно для демонстрации Солнечной системы.

 При знакомстве с различными видами транспорта и обсуждении его роли в жизни человека учитель может использовать такие модели, как «Непотопляемый парусник», «Спасение самолёта».

 «Оживление» созданных моделей с помощью моторов и
датчиков, используемых в моделях, способствует активизации деятельности
учащихся на уроках. 

Технология

Для того чтобы учащиеся смогли создавать действующие модели окружающего мира им потребуются умения, формируемые в предметной области «Технология» разделами «Конструирование и моделирование» и «Практика работы на компьютере».

Включение элементов робототехники  в уроки способствует развитию навыков начального технического конструирования,  дает возможность познакомить учащихся со способами изучения компьютерных технологий и программирования.

Дети проявляют свои творческие способности, фантазии, учатся взаимодействию со сверстниками, взаимопомощи, необходимости обмена информацией, умению принимать решение, развивают коммуникативные навыки. При этом  у ребенка не пропадает желание учиться, лучше усваивается материал.

        Изучение основ робототехники создает предпосылки для социализации личности учащихся и обеспечивает возможность ее непрерывного технического образования, а освоение с помощью конструкторов и других компьютерных технологий – это путь школьников к современным перспективным профессиям и успешной жизни в информационном обществе. Эти занятия рассчитаны на общенаучную подготовку школьников, развитие их мышления, логики, математических способностей, исследовательских навыков.