РАЗВИТИЕ ИНЖЕНЕРНО КОНСТРУКТОРСКОГО МЫШЛЕНИЯ УЧАЩИХСЯ
статья по информатике и икт на тему

 РАЗВИТИЕ ИНЖЕНЕРНО КОНСТРУКТОРСКОГО МЫШЛЕНИЯ УЧАЩИХСЯ

Павличенко М.А.

e-mail: mipavl@mail.ru

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №25 с углубленным изучением отдельных предметов

Одной из  проблем в России является её недостаточная обеспеченность техническими кадрами и специалистами  по IT технологиям, поэтому еще в школе   необходимо вести пропаганду профессий такого типа. С появлением у нас в школе робототехнических комплексов, для развития инженерно- конструкторского мышления учащихся мною был разработан проект обучения,  основной целью которого является  формирования специалистов, обладающих инженерным мышлением, способных решать задачи различного уровня с использованием  конструкторских решений так создания программ к созданным моделям.  

Учитывая высокие, исключительные темпы развития, как самой вычислительной техники, так и средств ее программного обеспечения, следует признать, что конкретных знаний и навыков, привязанных к определенным типам ЭВМ и программным средствам, впрок дать средней школе невозможно. В чистом виде программирование интересует небольшую категорию людей. Из опыта моей работы  могу сказать, что наибольший интерес у учащихся  можно вызвать, когда результат выполнения программы, сразу виден.  Поэтому  здесь то,  как нельзя, кстати, приходят роботы.  

На внеурочных занятиях по робототехнике я ставлю для себя главной задачей не только собрать  робота, но впервую очередь создать программу для него. Используя данную методику, можно проиллюстрировать работу всех основных операторов, загружая программы роботу, демонстрируя все виды алгоритмов можно с легкостью объяснять отличие линейного алгоритма от ветвления и цикла. Практически все ученики в классе заинтересовываются в решении поставленных задач. Затем самостоятельно строят уже более сложные. Использование робототехники  – это не влияние моды, а необходимость, диктуемая сегодняшним уровнем развития образования. Общая схема выполнения работы: учитель ставит задачу, тем самым очерчивая планируемые результаты обучения и исходные данные. Все остальное предстоит делать самим ученикам: намечать промежуточные задачи, искать пути их решения, действовать, сравнивать и сопоставлять полученное с требуемым, корректировать собственную деятельность. Проект может быть выполнен на одном уроке, либо дается заранее и выполняется определенный срок.

Отсюда вытекает принцип плана преподавания.

1. В работе в начальной школе использую наборы  LEGO WEDO. Ребенку проще увидеть и сделать, чем пытаться понять, что так происходит на самом деле. Используя данные наборы, можно проиллюстрировать работу всех основных операторов.  Из данных наборов можно собрать 12 конструкций, к которым дана подробная инструкция,  а дальше можно собирать свою собственную фантазию.
2. Для пятиклассников с этого года в работе использую наборы «Технология физика» и дополнительные наборы «Пневматика» и «Возобновляемые источники энергии». Образовательный конструктор «Технология и физика» предполагает  исследования в области изучения классической механики и основ магнетизма,  решения  экспериментальных задач  в проектной деятельности при изучении тем: равномерное и неравномерное движение, инерция, сила, простые механизмы, энергия и др. Это возможно благодаря тому, что из одного комплекта можно собрать различные установки и механизмы. На занятиях явно выявляются учащиеся с развитым конструкторским мышлением и умениями строить по инструкции, а также дети которые способны создать собственные модели и объяснить принцип их работы.
3. В  6 классе работаю с роботами  LEGO NXT  т.е конструированием с элементами программирования. Здесь предполагается изучение, как основ робототехники, так и  изучение языка программирования MINDSTORMS  NXT. Lego - робот помогает, наглядно реализовать сложные алгоритмы, рассмотреть вопросы, связанные с автоматизацией процесса. Робот рассматривается как  исполнитель  алгоритмов, однако в отличии от множества традиционных учебных исполнителей Lego-роботы действуют в реальном мире, что увеличивает мотивационную составляющую изучаемого материала, и вносит в него исследовательский характер.

Хороший отклик и заинтересованность своих учеников я нашла, когда стали решать целый ряд задач на основе экзаменов на знание ПДД, вариантов решения и проблем найти можно много. Также лично мне понравился такой тип уроков: ставлю перед детьми задачу, чаще всего показываю видеоролик, затем предлагаю решить данную проблему. Например, что необходимо сделать, чтобы объехать препятствие, не врезаться в стену и т.д. Применяя такой опыт в работе, можно наблюдать у учащихся некий элемент соревновательности, желание сделать лучше и красивее своего товарища.

 4. Наша школа сотрудничает с ВГАСУ поэтому одной из своих задач для старшеклассников считаю получение знаний о САПР т.е. начальных навыков создания электронных чертежей с использованием программы Компас. «Компас - 3D» — система трёхмерного твердотельного моделирования, универсальная система автоматизированного проектирования. С появлением в школе 3D принтера и 3D сканера в  «Компас-3D» есть возможность не только создать модель, но и сохранить  ее в формате stl и распечатать на принтере.

5. Мир 3D прочно вошел в нашу жизнь это и компьютерные игры, архитектура, дизайн т.д. 3D анимация может дать творческому человеку возможность выразить себя, свои мысли и идеи посредством создания полноценного 3D мультфильма или клипа. Одна из программ, которая может помочь учащимся создать свой проект Miki-Miki Danse. Это бесплатная программа, созданная для создания видео-роликов с участием вокалоидов. Ролики создаются путем настроек камеры, света, персонажей, аксессуаров, поз персонажей в каждом кадре.

Робототехника — идеальный элемент школьной программы. Это, во-первых, увлекательный образ будущего, популяризованный кино, литературой, играми. Использование робототехники и 3D моделирования  – это не влияние моды, а необходимость, диктуемая сегодняшним уровнем развития образования. Возможности использования робототехники в обучении школьников не исчерпываются только уроками, прежде всего это применение во внеучебной и внеурочной деятельности, а также для работы как со слабыми учащимися (заинтересованность в предмете), так и с одаренными детьми. Для которых можно разработать  индивидуальные траектории развития либо индивидуальный маршрут с использование Lego конструирования и моделирования. Одним из факторов, способствующих развитию интереса учеников к специальностям технической сферы, является формирование их осознанного профессионального выбора при организации занятий научно-техническим творчеством. 

Окончательным результатом может стать цикл научно-исследовательской и технической деятельности охватывающий учащихся с 1 по 11 класс. Итоговой защитой проделанной работы по созданию проекта и проведению научных экспериментов может стать презентация перед одноклассниками, презентация в школе или в своём городе, выступление на тематической или научной конференции. 

Литература:

1. Юревич, Е. И. Основы робототехники — 2-е изд., перераб. и доп. — СПб.: БХВ-Петербург, 2005. — 416 с.
2. Хуторской А.В. Ключевые компетенции и образовательные стандарты [Электронный ресурс]. ИНТЕРНЕТ-ЖУРНАЛ «ЭЙДОС» – www.eidos.ru.
3. Поташник М.М. Управление профессиональным ростом учителя в современной школе.– М., 2009
4. Материалы авторской мастерской Л.П. Босовой [Электронный ресурс]. -http://metodist.lbz.ru/avt_masterskaya_BosovaLL.html