Робототехника и LEGO-конструирование
Г.
Г. СкороходоваБиблиографическое описание статьи для цитирования:
Скороходова
Г.
Г. Робототехника и LEGO-конструирование // Научно-методический электронный журнал «Концепт». –
2014. – Т. 12. – С.
196–200. – URL:
http://e-koncept.ru/2014/54147.htm.
Аннотация. Статья посвящена вопросам организации и формирования у школьников тяги к изобретательской, исследовательской деятельности, к техническому творчеству. Применение конструкторов LEGO во внеурочной деятельности в школе предназначено для того, чтобы положить начало формированию у учащихся целостного представления о мире техники, устройстве конструкций, механизмов и машин, их месте в окружающем мире.
Ключевые слова:
конструктор lego, робототехника и роботоконструирование, научно-техническое творчество, программирование.
Текст статьи
Скороходова Галина Георгиевна,учитель физики,МБОУ «СОШ №3»,г. Шумерля Чувашской Республикиsgg6690@mail.ru
Робототехникаи LEGOконструирование
Аннотация.Статья посвящена вопросам организации и формирования у школьниковтягик изобретательской, исследовательской деятельности, к техническому творчеству. Применение конструкторов LEGO во внеурочной деятельности в школепредназначено для того, чтобы положить начало формированию у учащихсяцелостного представления о мире техники, устройстве конструкций, механизмов и машин, их месте в окружающем мире.Ключевые слова:конструктор LEGO, робототехника и роботоконструирование, научнотехническое творчество, программирование.
Новый виток в развитии высоких технологий в космической отрасли,в электронике, средствах связи, атомной энергетике, медицине,где уже активно используются роботыавтоматы, компьютерная диагностика, роботыманипуляторы, робототехника хирургии, управляемые роботы длянаноисследований и пр.,требуетподготовки подрастающего поколения, владеющего технологической культурой, готового к преобразовательной деятельности и имеющего необходимые для этого научные знания. Актуально и необходимо формирование у детей нового круга способностей и потребностей. Важная задача сегодня сформировать у человека тягу к изобретательской и рационализаторской, исследовательской деятельности, к техническому творчеству. В свою очередь, научнотехническое творчество и изобретательская деятельность это и школа формирования высоких нравственных качеств человека(Основы робототехники).Идея создания курса:разработать и апробировать систему занятий по роботоконструированию в 7классеобщеобразовательной школы. Проверить эффективность технологий легоконструирования для развития алгоритмического мышления и конструкторских навыков.
Роботоконструирование это не только создание роботов, но и программирование.Способности развиваются в деятельности. «Ученик умственно воспитывается лишь тогда, … когда по отношению к знаниям он занимает не пассивную, а деятельную позицию. Только при этом условии учение, познание доставляет ему глубокие чувства радости, удовлетворенности, взволнованности, эмоциональной приподнятости» (В.А. Сухомлинский)[1]. Векторы учебного курса: индивидуальный успех учащихся, деятельностный подход, компетентностный подход. Индивидуальные результаты будут показателями коллективного качества обучения.Курс позволит выявить одарённых детей иобеспечить соответствующие условия для их технического развития, предоставит дополнительные возможности для создания ситуации успеха всем детям. И, кроме того, создаст условия для интересной жизни учащихся во внеурочное время.Имея сформированное представление и интерес к технике и робототехнике, ученики смогут найти достойное применение своим знаниям и талантам на последующих ступенях обучения. Такжеизучение основ робототехники вызовет заинтересованность и понимание со стороны родителей. Для развития данного направленияпланируетсяпривлекать представителей инженерного корпуса,которым интересна школа, в том числе родителей учащихся.Курс «Робототехника» предназначен для того, чтобы положить начало формированию у учащихсяцелостного представления о мире техники, устройстве конструкций, механизмов и машин, их месте в окружающем мире. Настоящий курс предлагает использование образовательных конструкторов LEGO как инструмента для обучения
школьников конструированию, моделированию и компьютерному управлению. Важнейшей особенностью занятий является то, что в их основе лежит предметнопрактическая деятельность, которая является основой формирования познавательных способностейшкольников. Ученик находится не в виртуальном пространстве, а может ощущать физический смысл процессов, которым обучается(Основы робототехники).Применение конструкторов LEGO во внеурочной деятельности в школе позволит существенно усилить познавательную мотивацию учащихся, организовать их творческую и исследовательскую работу. А также позволит школьникам в форме познавательной деятельности и игры узнать многие важные идеи и развивать необходимые в дальнейшей жизни навыки.Данный курс разработан для того, чтобы поддержать структурированный процесс обучения, состоящий из четырех фаз: Соединяйте, Стройте, Рассматривайте и Продолжайте. Фаза Соединения: дети могут или связать новые события с их существующим «банком знаний» или предложенная задача, настолько неотразима, что это вдохновляет их изучить это лучше и узнать больше об этом.Фаза Конструкции: дети планируют, строят, составляют компьютерную программу, т.е. производят действия, направленные на решение проблемы.Фаза Рассмотрения (анализа): учащиеся анализируют свои действия, результаты и то, что они чувствуют. Они обсуждают идеи, свой проект, а преподаватель стимулирует этот процесс, задавая вопросы.Фаза Продолжения:основывается на естественном стремлении знать больше[2].Приходится признать, что традиционные методы обучения часто ограничивают естественную детскую способность учиться, т.к. предполагают достижение заранее известного данного решения, двигаясь к нему определенными типовыми путями.
Программа предлагает детям проблемы, дает в руки инструменты, позволяющие им найти своё собственное решение. Благодаря этому учащиеся испытывают удовольствие подлинного достижения, становиться творчески мыслящими, обучаютсяработе в команде.Особенностьюпредлагаемой системы оценкипо учебному курсу будетее естественная встроенность в образовательный процесс. В оценочную деятельность вовлеченыне только педагоги, но и сами учащиеся.Формирование навыков рефлексии, самоанализа, самоконтроля, самои взаимооценки даст возможность учащимся не только освоить эффективные средства управления своей учебной деятельностью, но и будет способствовать развитию самосознания, готовности открыто выражать и отстаивать свою позицию, развитию готовности к самостоятельным поступкам и действиям, принятию ответственности зарезультаты. Система оценки включает:• использование накопительной системы оценивания (портфолио), характеризующей динамику индивидуальныхдостижений;• использование таких методов оценки, как проекты, практические работы, творческие работы, самоанализ и самооценка, наблюдения, участие в выставках, соревнованиях[3].
Ценностные ориентирыопределяютведущие целевые установки и основные ожидаемые результаты изучения данного учебного курса. С их помощью мы можем дать ответ на вопрос: «Ради чего необходимо изучать данный учебный курс в 7классе общеобразовательной школы?». В условиях стремительного научнотехнического прогресса, на фоне отсутствия престижа профессии инженера курс поможет привить школьникам интерес к технике, к получению в будущем технической специальности. Ученики овладеют навыками учебного сотрудничества как основы коммуникативной компетентности, первоначальными навыками грамотного чтения информационных текстов как основы информационной компетентности, приобретут социальный опыт через игру и практическую деятельность. Курс будет способствовать формированию сквозных образовательных результатов: инициативности, самостоятельности, ответственности.Результаты освоения учебного курса «Робототехника» отражают возможность индивидуализированного образовательного маршрута учащегося.Таблица1
ЛичностныерезультатыУ ученика будут сформированыУченик получит возможность для формированияУчебнопознавательный интерес к конструкторской деятельностиВыраженной устойчивой учебнопознавательной мотивации к изучению техникиПонимание значимости технического творчества всовременном миреУспешного опыта творческой технической деятельностиПервоначальный конструкторский опытКонструкторского типа мышленияМетапредметные результаты1.Регулятивные универсальные учебные действияУченик научитсяУченик получит возможностьнаучитьсяпринимать и сохранять учебную задачув сотрудничестве с учителем ставить новые учебные задачиучитывать выделенные учителем ориентиры действия в новом учебном материале в сотрудничестве с учителем
проявлять познавательную инициативу в учебном сотрудничестве;планировать свое действие в соответствии с поставленной задачей и условиями ее реализации, в том числе во внутреннем плане;вносить необходимые коррективы в действие после его завершения на основе его оценки и учета характера сделанных ошибок;самостоятельно адекватно оценивать правильность выполнения действия и вносить необходимые коррективы в исполнение как по ходу его реализации, так и в конце действия2.Познавательные универсальные учебныедействия.осуществлять поиск необходимой информации для выполнениязаданийосуществлять расширенный поиск информации с использованием ресурсов библиотек и сети Интернетиспользовать знаковосимволические средства, в том числе модели и схемы для решения задач
создавать и преобразовывать модели и схемы для решения задачстроить речевое высказывание в устнойформе
осознанно и произвольно строить речевое высказывание в устной формеосуществлять синтез как составление целого из частей
осуществлять синтез как составление целого из частей, самостоятельно достраивая и восполняя недостающие компоненты3.Коммуникативные универсальные учебные действия.допускать возможность существования у людей различных точек зрения, в том числе не совпадающих с его собственной, и ориентироваться на позицию партнера в общении и взаимодействииучитывать разные мнения и интересы и обосновывать собственную позицию
формулировать собственное мнение и позицию
аргументировать свою позицию и координировать ее с позициями партнеров в сотрудничестве при выработке общего решения в совместной деятельностидоговариваться и приходить к общему решению в совместной деятельности, в том числе в ситуации столкновения интересовпродуктивно разрешать конфликты на основе учета интересов и позиций всех его участниковконтролировать действия партнера
осуществлять взаимный контроль и оказывать в сотрудничестве необходимую взаимопомощьиспользовать речь для регуляции своего действияадекватно использовать речь для планирования и регуляции своей деятельности
Ссылки на источники1.Е.П. Попов, Г.В. Письменный. Основы робототехники. Введение в специальность. М.: Высш. шк., 2005. 224 с.2.http:\\www.robot.bmstu.ru3.http://www.prorobot.ru/lego/robototehnika_v_shkole_68_klass.php
Робототехникаи LEGOконструирование
Аннотация.Статья посвящена вопросам организации и формирования у школьниковтягик изобретательской, исследовательской деятельности, к техническому творчеству. Применение конструкторов LEGO во внеурочной деятельности в школепредназначено для того, чтобы положить начало формированию у учащихсяцелостного представления о мире техники, устройстве конструкций, механизмов и машин, их месте в окружающем мире.Ключевые слова:конструктор LEGO, робототехника и роботоконструирование, научнотехническое творчество, программирование.
Новый виток в развитии высоких технологий в космической отрасли,в электронике, средствах связи, атомной энергетике, медицине,где уже активно используются роботыавтоматы, компьютерная диагностика, роботыманипуляторы, робототехника хирургии, управляемые роботы длянаноисследований и пр.,требуетподготовки подрастающего поколения, владеющего технологической культурой, готового к преобразовательной деятельности и имеющего необходимые для этого научные знания. Актуально и необходимо формирование у детей нового круга способностей и потребностей. Важная задача сегодня сформировать у человека тягу к изобретательской и рационализаторской, исследовательской деятельности, к техническому творчеству. В свою очередь, научнотехническое творчество и изобретательская деятельность это и школа формирования высоких нравственных качеств человека(Основы робототехники).Идея создания курса:разработать и апробировать систему занятий по роботоконструированию в 7классеобщеобразовательной школы. Проверить эффективность технологий легоконструирования для развития алгоритмического мышления и конструкторских навыков.
Роботоконструирование это не только создание роботов, но и программирование.Способности развиваются в деятельности. «Ученик умственно воспитывается лишь тогда, … когда по отношению к знаниям он занимает не пассивную, а деятельную позицию. Только при этом условии учение, познание доставляет ему глубокие чувства радости, удовлетворенности, взволнованности, эмоциональной приподнятости» (В.А. Сухомлинский)[1]. Векторы учебного курса: индивидуальный успех учащихся, деятельностный подход, компетентностный подход. Индивидуальные результаты будут показателями коллективного качества обучения.Курс позволит выявить одарённых детей иобеспечить соответствующие условия для их технического развития, предоставит дополнительные возможности для создания ситуации успеха всем детям. И, кроме того, создаст условия для интересной жизни учащихся во внеурочное время.Имея сформированное представление и интерес к технике и робототехнике, ученики смогут найти достойное применение своим знаниям и талантам на последующих ступенях обучения. Такжеизучение основ робототехники вызовет заинтересованность и понимание со стороны родителей. Для развития данного направленияпланируетсяпривлекать представителей инженерного корпуса,которым интересна школа, в том числе родителей учащихся.Курс «Робототехника» предназначен для того, чтобы положить начало формированию у учащихсяцелостного представления о мире техники, устройстве конструкций, механизмов и машин, их месте в окружающем мире. Настоящий курс предлагает использование образовательных конструкторов LEGO как инструмента для обучения
школьников конструированию, моделированию и компьютерному управлению. Важнейшей особенностью занятий является то, что в их основе лежит предметнопрактическая деятельность, которая является основой формирования познавательных способностейшкольников. Ученик находится не в виртуальном пространстве, а может ощущать физический смысл процессов, которым обучается(Основы робототехники).Применение конструкторов LEGO во внеурочной деятельности в школе позволит существенно усилить познавательную мотивацию учащихся, организовать их творческую и исследовательскую работу. А также позволит школьникам в форме познавательной деятельности и игры узнать многие важные идеи и развивать необходимые в дальнейшей жизни навыки.Данный курс разработан для того, чтобы поддержать структурированный процесс обучения, состоящий из четырех фаз: Соединяйте, Стройте, Рассматривайте и Продолжайте. Фаза Соединения: дети могут или связать новые события с их существующим «банком знаний» или предложенная задача, настолько неотразима, что это вдохновляет их изучить это лучше и узнать больше об этом.Фаза Конструкции: дети планируют, строят, составляют компьютерную программу, т.е. производят действия, направленные на решение проблемы.Фаза Рассмотрения (анализа): учащиеся анализируют свои действия, результаты и то, что они чувствуют. Они обсуждают идеи, свой проект, а преподаватель стимулирует этот процесс, задавая вопросы.Фаза Продолжения:основывается на естественном стремлении знать больше[2].Приходится признать, что традиционные методы обучения часто ограничивают естественную детскую способность учиться, т.к. предполагают достижение заранее известного данного решения, двигаясь к нему определенными типовыми путями.
Программа предлагает детям проблемы, дает в руки инструменты, позволяющие им найти своё собственное решение. Благодаря этому учащиеся испытывают удовольствие подлинного достижения, становиться творчески мыслящими, обучаютсяработе в команде.Особенностьюпредлагаемой системы оценкипо учебному курсу будетее естественная встроенность в образовательный процесс. В оценочную деятельность вовлеченыне только педагоги, но и сами учащиеся.Формирование навыков рефлексии, самоанализа, самоконтроля, самои взаимооценки даст возможность учащимся не только освоить эффективные средства управления своей учебной деятельностью, но и будет способствовать развитию самосознания, готовности открыто выражать и отстаивать свою позицию, развитию готовности к самостоятельным поступкам и действиям, принятию ответственности зарезультаты. Система оценки включает:• использование накопительной системы оценивания (портфолио), характеризующей динамику индивидуальныхдостижений;• использование таких методов оценки, как проекты, практические работы, творческие работы, самоанализ и самооценка, наблюдения, участие в выставках, соревнованиях[3].
Ценностные ориентирыопределяютведущие целевые установки и основные ожидаемые результаты изучения данного учебного курса. С их помощью мы можем дать ответ на вопрос: «Ради чего необходимо изучать данный учебный курс в 7классе общеобразовательной школы?». В условиях стремительного научнотехнического прогресса, на фоне отсутствия престижа профессии инженера курс поможет привить школьникам интерес к технике, к получению в будущем технической специальности. Ученики овладеют навыками учебного сотрудничества как основы коммуникативной компетентности, первоначальными навыками грамотного чтения информационных текстов как основы информационной компетентности, приобретут социальный опыт через игру и практическую деятельность. Курс будет способствовать формированию сквозных образовательных результатов: инициативности, самостоятельности, ответственности.Результаты освоения учебного курса «Робототехника» отражают возможность индивидуализированного образовательного маршрута учащегося.Таблица1
ЛичностныерезультатыУ ученика будут сформированыУченик получит возможность для формированияУчебнопознавательный интерес к конструкторской деятельностиВыраженной устойчивой учебнопознавательной мотивации к изучению техникиПонимание значимости технического творчества всовременном миреУспешного опыта творческой технической деятельностиПервоначальный конструкторский опытКонструкторского типа мышленияМетапредметные результаты1.Регулятивные универсальные учебные действияУченик научитсяУченик получит возможностьнаучитьсяпринимать и сохранять учебную задачув сотрудничестве с учителем ставить новые учебные задачиучитывать выделенные учителем ориентиры действия в новом учебном материале в сотрудничестве с учителем
проявлять познавательную инициативу в учебном сотрудничестве;планировать свое действие в соответствии с поставленной задачей и условиями ее реализации, в том числе во внутреннем плане;вносить необходимые коррективы в действие после его завершения на основе его оценки и учета характера сделанных ошибок;самостоятельно адекватно оценивать правильность выполнения действия и вносить необходимые коррективы в исполнение как по ходу его реализации, так и в конце действия2.Познавательные универсальные учебныедействия.осуществлять поиск необходимой информации для выполнениязаданийосуществлять расширенный поиск информации с использованием ресурсов библиотек и сети Интернетиспользовать знаковосимволические средства, в том числе модели и схемы для решения задач
создавать и преобразовывать модели и схемы для решения задачстроить речевое высказывание в устнойформе
осознанно и произвольно строить речевое высказывание в устной формеосуществлять синтез как составление целого из частей
осуществлять синтез как составление целого из частей, самостоятельно достраивая и восполняя недостающие компоненты3.Коммуникативные универсальные учебные действия.допускать возможность существования у людей различных точек зрения, в том числе не совпадающих с его собственной, и ориентироваться на позицию партнера в общении и взаимодействииучитывать разные мнения и интересы и обосновывать собственную позицию
формулировать собственное мнение и позицию
аргументировать свою позицию и координировать ее с позициями партнеров в сотрудничестве при выработке общего решения в совместной деятельностидоговариваться и приходить к общему решению в совместной деятельности, в том числе в ситуации столкновения интересовпродуктивно разрешать конфликты на основе учета интересов и позиций всех его участниковконтролировать действия партнера
осуществлять взаимный контроль и оказывать в сотрудничестве необходимую взаимопомощьиспользовать речь для регуляции своего действияадекватно использовать речь для планирования и регуляции своей деятельности
Ссылки на источники1.Е.П. Попов, Г.В. Письменный. Основы робототехники. Введение в специальность. М.: Высш. шк., 2005. 224 с.2.http:\\www.robot.bmstu.ru3.http://www.prorobot.ru/lego/robototehnika_v_shkole_68_klass.php
