Методическая разработка "Лестница в завтрашний день"
методическая разработка (5 класс) на тему

Реализация программы: «Робототехника - лестница в завтрашний день»

Татьяна Петровна  Биковец, учитель математики

МКОУ «Станционно-Ребрихинская СОШ» bikt@yandex.ru

   В условиях информатизации общества и роботизации производства перед школой ставится важная задача по подготовке учащихся к новым условиям постиндустриального общества. Выпускники на выходе из стен школы должны обладать достаточным уровнем самостоятельного мышления, навыками работы в команде, планирования, организации и экспериментирования.  Именно такую возможность дает нам образовательная  робототехника.  

  Использование робототехники выходит за рамки изучаемых предметов в школе, что дает возможность для достижения успехов учащимися  в изучении математики, точных и естественных наук, инженерных технологических дисциплин, так как для робототехники нет границ: она представляет учителям и учащимся такие возможности учебного творчества, о которых они даже не подозревают.   В процессе работы учителя  становятся помощниками  учеников  в их самостоятельных исследованиях  учебных проектов.

 Несмотря на преимущества, к  сожалению, образовательная робототехника медленными темпами проникает в школы и одной из причин этого  является слабая методическая база большинства школ. Другой причиной является высокая стоимость образовательных роботов. И, наконец, препятствием к освоению робототехники является человеческий фактор - консервативность мышления, страх перед инновациями.  

В нашей школе кружок по робототехнике начал свою работу с сентября 2011 года после получения неожиданного подарка – учебного робота Lego Mindstorms NXТ 2.0.  Работая с ним, выяснилось, что кружок с одной стороны вызывает интерес самых разных возрастов, а с другой  стороны, знакомство с роботом выдвигает множество проблем, связанных с различными циклами учебных дисциплин школьной программы.  Таким образом,  острой необходимостью стала разработка комплексной программы связанной с образовательной  робототехникой.  С сентября 2012 года в школе реализуется программа «Лестница в завтрашний день».    Методическая разработка позволяет приобщить учащихся к робототехнике в режиме дополнительного образования, а так же создать информационную и практическую возможность для освоения детьми новой для них области знаний.   Использование программы по робототехнике  дает возможность создания единого образовательного пространства, объединяя все имеющие в школе ресурсы: информационные, методические, индивидуальные.     Программа реализуется  в рамках  проекта "Образовательная робототехника в Алтайском крае".

Представленная программа рассчитана на возраст детей от 7-16 лет и может быть   полезна   руководителям кружков по робототехнике, учителям информатики и  педагогам, организующим воспитательный процесс в школе,  и просто заинтересованным людям, которым не безразлично развитие робототехники.

Цель программы:         создание условий для ознакомления учащихся с основами робототехники и популяризации   инженерных специальностей.

Задачи:  1. Формирование информационной компетентности учащихся в области робототехники,  овладение школьниками методов  сбора и накопления информации, а также технологией ее осмысления, обработки и практического применения.

2. Активная пропаганда технического творчества в сфере высоких технологий,  выявление и поддержка талантливых школьников  в области технического творчества.
3.  Привлечение учащихся к   эффективному  изучению курса робототехники и практическому  применению учениками знаний этого курса в профессиональном выборе.
4. Развитие творческой активности учащихся.

В качестве базовой  платформы   используется конструктор Lego Mindstorms NXТ 2.0.  Что дает возможность работать  не только с конкретным образовательным роботом, но и определить круг проблем данной работы. Кроме того, сам конструктор позволяет моделировать различные варианты работы и расширять возможности его использования. В своей практике мы дополнительно используем  конструктор Лего-набор «Экоград» и  датчики  Vernier.

Отличие от других программ:

-  позволяет в условиях общеобразовательной школы через дополнительное образование расширить возможности использования образовательной  робототехники;

-  она ориентирована на развитие творческого потенциала   школьников разных возрастных групп  соразмерно личной индивидуальности;

-  охватывает максимальное количество учащихся;

- позволяет выявлять одарённых детей и проводить с ними систематическую индивидуальную работу.

Программа не сковывает творческие возможности педагога, а дает оперативный простор, основана на подходах, рассматриваемых в образовании: компетентностный,  системно-деятельностный, гуманистический.

При реализации программы используются базовые образовательные технологии: «Обучение в сотрудничестве», «Метод проектов», «Портфолио ученика», ИКТ, технология разноуровневого обучения.

Модель программы «Лестница в завтрашний день»

1. Начальный уровень: популяризация – должен привлечь интерес к робототехнике путем популяризации этого направления.

Основные формы деятельности:

• кружок «Основы робототехники»: ознакомление с азбукой программирования, моделями образовательных роботов и т.д.;
• выпуск газеты:  публикуется информационный материал о робототехнике, ведется  хроника событий (летопись) кружка, интересные факты;
• творческие конкурсы - рисунки роботов, стихи, частушки, эссе;
• видеоклипы  о деятельности кружка.

2. Средний уровень: интеграция в сообщество робототехники.

Основные формы работы: участие в совместных конкурсах, олимпиадах, встречах по робототехнике; обучение на дистанционных курсах по робототехнике; общение с аналогичными кружками в других школах; участие в тематических сменах по робототехнике (летний, зимний лагерь по робототехнике).

3. Профессиональный  уровень: самореализация – работа над индивидуальными проектами, связанными с робототехникой,  защита и продвижение проектов.

Содержание изучаемого курса. Процесс активного конструирования, исследования, изучения и общения развивает у учеников целый ряд учебных навыков, связанными с основными логическими  блоками школьной программы:  

• информатика и ИКТ: изучение основ   алгоритмизации и программирования, правила безопасной работы; изучение компьютерной среды, включающей  в себя графический язык программирования; как передавать программы NXT; как использовать созданные программы; основные алгоритмические конструкции, этапы решения задач с использованием ЭВМ. Такая работа помогает  учащимся получить возможность использовать передовые компьютерные  технологии  для самообразования.
• технология: поиск технического решения реальной проблемы, проектирование, конструирование (виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе; конструктивные особенности различных роботов), тестирование модели изделия, подбор соответствующих материалов и технологических процессов (приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов, и других объектов и т.д), навыки чтения двумерных схем для создания объемных изделий, навыки анализа результатов испытаний и доработки параметров изделия по результатам этого анализа, развитие навыков работы в творческом коллективе.
•      естественные науки: изучение понятий скорости, трения, принципов работы простых машин и механизмов, развитие навыков исследования и измерения, сбора данных и анализа результатов.
• математика: использование математики в научных, технологических целях при измерении расстояния, времени и массы; расчет скорости, веса и КПД; использование графических средств для представления прогнозируемых показателей и измерений; сведение данных в таблицы и интерпретация этих данных; способы определения соотношений.
• развитие речи: выполнение исследования тесно связано с развитием навыков письменного и устного описания работы и презентации полученных результатов, диалога, полилога, дискуссии.

В ходе  реализации программы   у школьников формируются ключевые навыки, необходимые для успешной социализации  в современных условиях: компьютерная грамотность, навыки логического мышления, умение решать проблемы, отсутствие страха перед ними, навыки общения, эффективная работа в командах, умение адаптироваться в любой группе.  Креативное  отношение к  учебной работе школьников и поможем  развить навыки, необходимые для успешной профессиональной  деятельности, построенной на знаниях.

 Два года наша школа работает по данной программе. Опыт показывает позитивные сдвиги, происшедшие за это время.

В нашей школе сложился своеобразный клуб юных робототехников, в котором существует ядро - постоянные, активные члены кружка по робототехнике. Ребята вовлечены в процесс создания моделей - роботов, проектирования и программирования робототехнических устройств, принимают  участие в олимпиадах и конкурсах по робототехнике  школьного, краевого, всероссийского уровня.  Они активно помогают новичкам осваивать  азы робототехники. Члены кружка выходят «на публику» как для учащихся школы, так и для родителей: организуют работу видеосалона и показательные выступления роботов. Ребята принимают активное участие в краевых    олимпиадах и конкурсах по робототехнике, занимают призовые места.

Работа над проблемой робототехники влияет на личностное становление. Наши ребята   при выборе будущей профессии все больше склоняются к техническим профессиям. В рамках самообразования они самостоятельно расширяют свой информационный багаж. Работа в команде формирует общественно-значимые черты учащихся - инициативность, ответственность, желание и умение изменить и изменяться. Расширился их кругозор, манера поведения.    На фоне совместной работы возникают прочные личные контакты. Участвуя в краевых семинарах, конференциях, лагерных сменах, ребята на общности интересов расширяют круг своих друзей.

Мы уверенны, что программа уже работает. В этой работе используются уже проверенные наработки, а также опыт других команд по робототехнике, идет поиск нового. И по мере продолжения  работы крепнет убеждение в неоспоримой пользе деятельности в условиях модернизации образования в России.

Образование в наше время становится не только значимым социальным институтом, важным лифтом социальной мобильности, но и распахнутой дверью в будущее человечества.

Библиографический список.

1. Образовательная робототехника [Электронный ресурс]/ Режим доступа: http://robot.uni-altai.ru, свободный.-Загл. с экрана.
2. Алтайская государственная педагогическая академия [Электронный ресурс]/ Режим доступа: http://moodle.uni-altai.ru/mod/forum/discuss.php?d=17, регистрация.- Загл. с экрана.
3. Копосов Д.Г. Первый шаг в робототехнику: практикум для 5-6 классов-М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012г.
4. Парфенова Г.Л. Путь к самому себе. Программа развития социальной компетентности личности одаренных старшеклассников: учебно-методическое пособие.- Барнаул: БГПУ,2006г
5. Тевс Д.П., Подковырова В.Н., Апольских Е.И., Афонина М.В. Использование современных информационных и коммуникативных технологий в учебном процессе: - методическое пособие/ -Барнаул:БГПУ,2006г.
6. Выпускная квалификационная работа: «Методические аспекты изучения темы «Основы робототехники» с использованием Lego Mindstorms NXТ» Автор: Пророкова А.А.руководитель Пузырная Е.В.
7. ЦОР Основы робототехники
8. Книги серии американской компании Vernier
9.  LEGO Technic Tora no Maki/2007 Version 1.00 Isogawa Studio, Inc.
10. Сообщество учителей   Intel Education Galaxy  [Электронный ресурс]/ Режим доступа: https://edugalaxy.intel.ru/, свободный. - Загл. с экрана.