Модель реализации курса робототехники для школьников
Модель реализации курса робототехники для школьников
Авторы: Советкина О.Н. и Алымова Н.В.
МБОУ Калачеевская СОШ № 1 им. С.А. Мостового Воронежской области
Аннотация: В данной статье описана модель реализации курса робототехники для школьников. Приведены примеры методов, используемых на занятиях. Статья посвящена кругу вопросов, связанных с использованием робототехники во внеурочной деятельности в условиях введения ФГОС для школьников. Данная статья может стать методической помощью специалистам и педагогам образовательных учреждений, ведущим практическую деятельность по реализации образовательных программ в области робототехники.
Образовательная робототехника – одно из нововведений дополнительного образования в России, но уже сейчас можно отметить значительную массовость курсов связанных с тематикой робототехники для учащихся разного возраста. Однако, большинство школьников осознанно приступают к изучении основ робототехники в 5-6 классах, поэтому актуальность данной модели очевидна.
Это качественно новая область робототехники, позволяющая приступить к роботостроению «с нуля» и получить первые результаты очень быстро, что является первостепенно важным для ребенка. В этом разделе мы ответим на вопрос «Что такое образовательная робототехника?». Действительно, робототехнику в школе можно разделить на три вида: Образовательная, Спортивная (соревновательная), Творческая.
Самой развитой в нашей стране сегодня остается спортивная робототехника. Она решает олимпиадные задачи. Например, классическая свободная категория всероссийского этапа WRO4 включает в себя троеборье: Лабиринт — прохождение автономным роботом произвольного лабиринта. Манипулятор — сборка робота-манипулятора, способного переставлять и сортировать объекты. Траектория — езда мобильного робота по заданной траектории. Помимо того, что робот должен решить поставленную задачу, ему необходимо завершить все операции за кратчайшее время. Спортивная робототехника получила широкое развитие из-за понятного формата олимпиады и необходимости демонстрации своих достижений теми учениками, которые увлеклись робототехникой в школьных кружках или домах технического творчества.
Однако всем известно, что дети, участвующие в олимпиаде, — это далеко не все дети. А речь идет все же о том, чтобы все обучающиеся могли заниматься робототехникой и применять ее в своей повседневной жизни. Значит, можно сделать вывод, что спортивная робототехника — не панацея, способная решить насущные вопросы образования.
Творческая робототехника — это любые технологические решения в любой отрасли: от модели автоматического токарного станка до робота, играющего на шестиструнной гитаре. Следовательно, творческая робототехника — это качественно новый уровень деятельности ребенка, предполагающий наличие базовых и продвинутых знаний в этой области.
Таким образом, мы приходим к образовательной робототехнике, отличительными особенностями которой являются:
- Связь с предметами естественнонаучного (информатика, математика, физика, биология, химия) и социально-гуманитарного циклов.
- Умение достигать конкретного результата и понимать смысл обучения.
- Прямая возможность развития универсальных учебных действий.
А значит, образовательная робототехника может быть интересной всем обучающимся. Поэтому позиционировать ее нужно в основной школе.
Курс робототехники является одним из самых сложных для учащихся, поэтому не все, кто желает его посещать могут достигнуть высоких результатов. Но, не смотря на различия в способностях, принимать необходимо на курсы всех желающих. Если же спрос превышает предложение, то можно организовать конкурсный отбор. Необходимо так же помнить, что в течение прохождения курса часть ребят отсеется. Это объясняется тем, что избирая курс, учащиеся сотрудничают с руководителем до тех пор, пока это общение вызывает у них интерес и приносит удовлетворение.
При формировании учебных групп удобнее руководствоваться не только возрастными категориями, но и уровнем подготовленности учащихся. Например, составить две группы из учащихся 7-9 классов, разделив их на подготовленных и начинающих. К подготовленным учащимся, можно отнести тех, кто разбирается в механической составляющей конструкции и умеет составлять алгоритм для указанного исполнителя с целью решения поставленной задачи.
Пример тестовых заданий для определения уровня подготовленности учащихся к прохождению курса робототехники может быть таким:
1. В каком возрасте проявился интерес к конструированию?
2. Если расстояние одинаковое, какое колесо сделает больше оборотов большое или маленькое?
3. Вера съела вдвое меньше Светы. Витя съел вдвое меньше, чем Вера. Сколько мороженого съел каждый, если всего они съели 21 порцию мороженого?
4. Мачеха послала Золушку на рынок. Дала ей девять монет: из них 8 настоящих, а одна фальшивая – она легче, чем настоящая. Как найти ее Золушке за два взвешивания?
5. Однажды на лестнице Гарри Потер нашел странный свиток. В нем было записано сто утверждений:
«В этом свитке ровно одно неверное утверждение»
«В этом свитке ровно два неверных утверждения»
«В этом свитке ровно три неверных утверждения»
…………………………………………………………
«В этом свитке ровно сто неверных утверждений»
Есть ли среди этих утверждений верные, и если да, то какие?
6. Двое часов начали и закончили бить одновременно. Первые бьют через каждые 2 с, вторые - через каждые 3 с. Всего было насчитано 13 ударов. Слившиеся удары воспринимаются как один. Сколько времени часы били?
7. Как описать правило перехода дороги с помощью слов: ЕСЛИ, ТО и ИНАЧЕ?
8. Какие вопросы вызвали затруднение?
Сформированные группы могут состоять из 8-12 человек, разбитых на пары или тройки. Это связано с особенностью видов деятельности на занятиях и ограничением материальных возможностей (количеством наборов конструкторов).
Одним из целесообразных методов, используемых на занятиях робототехники это метод проектов. Метод проектов – рациональное сочетание теоретических знаний, их практического применения в решении конкретных проблем окружающей действительности. Он позволяет определять цели и последовательность изучения курса индивидуально как для команды, так и для каждого отдельного учащегося.
В рамках метода проектов на занятиях робототехники целесообразно развивать следующие компетентности по Дж. Равену:
1. Тенденция к более ясному пониманию ценностей и установок по отношению к конкретной цели.
2. Уверенность в себе.
3. Адаптивность: отсутствие чувства беспомощности.
4. Внимание к проблемам, связанным с достижением поставленных целей.
5. Самостоятельность мышления, оригинальность.
6. Критическое мышление.
7. Готовность решать сложные вопросы.
8. Исследование окружающей среды для выявления ее возможностей и ресурсов (как материальных, так и человеческих).
9. Готовность полагаться на субъективные оценки и идти на умеренный риск.
10. Готовность использовать новые идеи и инновации для достижения цели.
11. Установка на взаимный выигрыш и широта перспектив.
12. Настойчивость.
13. Оптимальное использование ресурсов.
14. Отношение к правилам как указателям желательных способов поведения.
15. Способность принимать решения и нести ответственность за них.
16. Способность к совместной работе ради достижения цели.
17. Способность слушать других людей и принимать во внимание их мнения.
Технические требования для проведения занятий курса: компьютерный класс на 10-12 слушателей, компьютер учителя, не менее 4-х базовых наборов конструкторов LEGO Mindstorms NXT 2.0 или EV3, дополнительные датчики.
Пример учебного плана курса «Робототехника»
Цель: Изучение основ конструирования и программирования мобильных роботов.
Категория слушателей: учащиеся 6-11 классов средних образовательных учреждений.
Срок обучения: 128 часов на учебный год.
Форма обучения: очная.
Режим занятий: 4 часа в неделю.
|
№ п/п |
Наименование разделов и дисциплин |
Всего часов |
В том числе: |
|
|
Лекции |
Практические занятия |
|||
|
1. |
Введение в робототехнику |
2 |
2 |
|
|
2. |
Знакомство с конструктором LEGO Mindstorms NXT 2.0 |
2 |
2 |
|
|
3. |
Основы конструирования |
10 |
|
10 |
|
4. |
Датчики |
2 |
2 |
|
|
5. |
Автономное программирование |
14 |
2 |
12 |
|
6. |
Программирование в среде NXT-G |
20 |
2 |
18 |
|
7. |
Решение прикладных задач |
78 |
|
78 |
|
|
Итого |
128 |
10 |
118 |
Литература:
1. Равен Дж. Компетентность в современном обществе. – Москва: Когито-Центр, 2012. – 396 с.
2. Нетесова О.С. Методические особенности реализации элективного курса по робототехнике на базе комплекта LEGO Mindstorms NXT 2.0 // Информатика и образование -2018. - № 7. - С. 74-76.
