Формы развития мотивации старших школьников к выбору инженерных профессий на уроках робототехники

Современный этап развития человечества характеризуется тенденцией создания информационного общества, в котором особую роль играют инженерные профессии. По данным аналитиков Headhunter, в России растет спрос на специалистов инженерных профессий, особенно в производственной сфере. Спрос провоцируют оптимизация различных процессов, появление инновационных разработок и технологий в производстве. Однако в вузах отмечают, что абитуриенты до сих пор не проявляют большого интереса к продвинутым направлениям: сказываются недостаток информации и некая инерция.

Выбор молодежью инженерных профессий актуальных направлений зависит, в том числе, от их информированности о таких направлениях, базовой подготовки в школах, целенаправленного развития инженерного мышления.

Для обучающихся старшей школы в связи с необходимость выбора будущей профессии наряду с предметными знаниями и умениями важным компонентом обучения также является получение базовых знаний об особенностях различных профессиональных направлений и специальностей, в частности инженерно-технических. У робототехники как учебной дисциплины, объединяющей в себе ряд школьных предметов научно-технического цикла, есть хороший потенциал в развитии мотивации школьников к выбору инженерных профессий.

Профориентационные мероприятия на уроках робототехники могут быть проведены в форме мастер-классов, информационного лабиринта, квеста и др.

Мастер-класс - это особая форма учебного занятия, которая основана на «практических» действиях показа и демонстрации творческого решения определенной познавательной и проблемной педагогической задачи. Обучение в небольшой группе позволяет обучающимся не только наблюдать процесс работы мастера, но и практически участвовать в групповом задании путем копирования моделей поведения или демонстрационных навыков.

Можно выделить некоторую последовательность действий проведения профориентационного мастер-класса по робототехнике: сообщение кратких теоретических сведений, постановка задачи, представление конструируемой модели робота, разбор состава и структуры робота, сборка робота, программирование робота, тестирование робота.

Этап 1. Сообщение кратких теоретических сведений

На данном этапе следует подготовить презентацию конструкции или технологии, которая будет представлена на мастер-классе. Целесообразно для привлечения внимания указать несколько интересных фактов, практическую значимость представляемого материала, а также роль изучаемых знаний и умений в профессиональной сфере.

Этап 2. Постановка задачи

Перед участниками мастер-класса следует поставить четкую задачу, которую они должны достигнуть в итоге прохождения мастер-класса. Например, изучить принципы реализации технического зрения, познакомиться с профессиями в сфере робототехники, изучить основные виды крепления и названия деталей и другое.

Этап 3. Представление конструируемой модели робота

Для того чтобы участники мастер-класса изначально понимали, что им необходимо достичь, целесообразно показать итоговый результат их работы: в форме иллюстрации, видео-демонстрации или демонстрации реальной модели робота.

Этап 4. Разбор состава и структуры робота

Важно обращать внимание на базовые механизмы, которые входят в состав основной конструкции робота, и их применение в различных механизмах (в том числе промышленных).

Этап 5. Сборка робота

На этапе сборки робота участники мастер-класса работают в основном самостоятельно. Ведущий выступает в качестве консультанта, также он может показать процесс сборки самых сложных (интересных) частей робота.

Этап 6. Программирование робота

Ведущий показывает пример реализации одной из функций управления поведения роботом, подробно описывает ее. Подобные функции управления участники мастер-класса реализуют самостоятельно в среде Arduino.

Этап 7. Тестирование робота

На этом этапе участникам мастер-класса необходимо исследовать действия исполнителя в выбранной обстановке, зафиксировать полученные результаты и соотнести их с действиями реального исполнителя, сделать соответствующие выводы. Это позволяет существенно расширить и углубить представление обучающихся об изучаемом понятии или явлении.

Возможные темы мастер-классов по робототехнике: «Простые механизмы», «Роботы-шагоходы», «Эффективное управление движением мобильного робота» и др.

Информационный лабиринт - это подробное групповое задание, требующее, чтобы обучающиеся изучили определенную ситуацию и выбрали оптимальное из множества альтернативных действий.

Предварительная подготовка к проведению информационного лабиринта весьма трудоемка: требуется разработка проблемных ситуаций и возможных путей (как эффективных, так и неэффективных или даже нежелательных) их решения. Методика проведения заключается в том, что обучающимся раздаются путевые листы, на которых представлены различные ситуации и вопросы, касающиеся технических вопросов робототехники. Задача обучающихся - принять верное решение согласно фактам данной конкретной ситуации. Каждый ответ ведет обучающегося к следующей ситуации и так далее, пока не будет достигнут конечный результат. Каждый обучающийся может выбрать собственный путь, цель которого — пройти через лабиринт к окончательному решению, сделав наименьшее количество шагов.

Информационные лабиринты по робототехнике можно проводить по таким темам: «Устройство колесного робота», «Программирование движения робота вдоль черной линии», «Классификация роботов» и др.

Квест - это специальным образом организованный вид исследовательской деятельности, для выполнения которой обучающиеся осуществляют поиск информации по указанным адресам.

Цель квест-урока заключается в организации активной поисковой деятельности со стороны обучающихся. Благодаря использованию проектной технологии, обучающиеся получают возможность самостоятельно выбирать и структурировать материал, анализировать полученную информацию, учиться самостоятельно принимать решения в выборе тем и ее представлении для обсуждения на уроке. В пространстве квеста обучающиеся изучают элементы практической работы.

Методика организации квеста состоит в том, что есть некая цель, дойти до которой можно, последовательно выполняя задания. Каждое задание - это ключ к следующей точке и следующему заданию. А задания могут быть самыми разными. Замечательно то, что квесты могут проводиться как в аудитории, так и на полигоне, то есть практически в любом окружении.

Квест построен на коммуникационном взаимодействии между игроками. Не общаясь с другими игроками, невозможно достичь индивидуальных целей, что стимулирует общение и служит хорошим способом сплотить играющих. Квесты помогают обучающимся отлично справляться с командообразованием, помогают наладить успешное взаимодействие в команде, прочувствовать и сформировать взаимовыручку, разделить обязанности, применить взаимозаменяемость, а при необходимости научиться без паники мобилизоваться и очень быстро решить нестандартные задачи.

Квесты несут в себе элемент соревновательности, они способствуют развитию аналитических способностей. Использование квестов расширяет рамки образовательного пространства - такова их развивающая роль.

Квесты можно использовать на различных предметах, на разных уровнях обучения в учебном процессе. Они могут охватывать отдельную проблему, учебный предмет, тему, могут быть и межпредметными.

Структура образовательного квеста может быть следующей: введение (прописывается сюжет, роли); задания (этапы, вопросы, ролевые задания); порядок выполнения (бонусы, штрафы); оценка (итоги).

На этапе введения перед обучающимися ставится задача и описывается сюжет деятельности. Например, «представьте, что вы отправляетесь по кадровым агентствам найти себе подходящую специальность в области робототехники». В таком случае заданиям могут быть: найти как можно больше профессий на определенную букву, решить кроссворд с популярными профессиями, выделить особенности профессий и другие. Порядок выполнения заданий может быть как линейным, так и нелинейным (что достаточно легко реализуется средствами современных информационных технологий). Итогом прохождения квеста может быть заполненный маршрутный лист, бортовой журнал, собранная по частям инструкция по сборке робота.

Проведение различных форм профориентационных мероприятий на уроках робототехники способствует информированию обучающихся об актуальных направлениях робототехники и связанных с ними инженерных профессиях, что оказывает положительное влияние на мотивацию старших школьников к выбору инженерных профессий.