Теоретические основы образовательной робототехники

Faculty of Physics and Mathematics

Voronezh state pedagogical university

Russia, Voronezh

Gorbunova E. D. of student of the 5th course,

Faculty of Physics and Mathematics

Voronezh state pedagogical university

Russia, Voronezh

THEORETICAL FOUNDATIONS OF EDUCATIONAL ROBOTICS

Annotation:

The article discusses the content of the course "Robotics" in the lessons "technology." Article tells you what knowledge and skills students acquire thanks to the course "Robotics. " And the programs used depending on the age of the students are also described.

Важнейшими элементами образовательной деятельности в рамках предметной области «Технология» являются:

• -    освоение рукотворного мира в форме его воссоздания, понимания его функционирования и возникающих проблем; в первую очередь через создание и использование учебных моделей (реальных и виртуальных), которое стимулирует интерес и облегчает освоение других предметов;

• -    изготовление объектов, знакомящее с профессиональными компетенциями и практиками; ежегодное практическое знакомство с 3-4 видами профессиональной деятельности из разных сфер и более углубленно

• -    с одним видом деятельности через интеграцию с практиками, реализованными в движении Юниорскиллс;

• -    приобретение практических умений и опыта, необходимых для разумной организации собственной жизни;

• -    формирование универсальных учебных действий: освоение проектной деятельности как способа преобразования реальности в соответствии с поставленной целью по схеме цикла дизайн-процесса и жизненного цикла продукта;

• -    формирование ключевых компетентностей:  информационной,

коммуникативной, навыков командной работы и сотрудничества;

• -    знакомство с гуманитарными и материальными технологиями в реальной экономике территории проживания обучающихся, с миром профессий и организацией рынков труда.

Учебный предмет «Технология» обеспечивает оперативное введение в образовательную деятельность содержания, адекватно отражающего смену жизненных реалий и формирование пространства профессиональной ориентации и самоопределения личности, в том числе:

• -    компьютерное черчение, промышленный дизайн;

• - 3D-моделирование, прототипирование, технологии цифрового производства в области обработки материалов, аддитивные технологии;

• -    нанотехнологии;

• -    робототехника и системы автоматического управления; технологии электротехники, электроники и электроэнергетики; строительство;

• -    транспорт;

• -    агро- и биотехнологии;

• -    обработка пищевых продуктов;

Все вышеперечисленные направления должны быть разработаны с учетом общемировых стандартов (на основе стандартов Ворлдскиллс) и специфики и потребностей региона.

В основной школе базовые элементы ИКТ и их применение во всех учебных предметах могут также осваиваться в предметной области «Технология».

В настоящее время не все учебные заведения основного общего образования могут предоставить учебную программу по некоторым разделам реформированного предмета «Технология». В основном это касается таких разделов, как робототехника и моделирование. Причины могут быть совершенно различные: отсутствие компетентных в данных областях кадров, отсутствие материально-технического оснащения отдельных школ, отсутствие рабочих программ по предметам.

В связи с этим, учителям, ранее не сталкивавшимся с разделом робототехника, приходится дополнительно проходить курсы повышения квалификации или самостоятельно изучать всю необходимую информацию, чтобы грамотно и профессионально подготовить обучающихся к данному виду соревнований.

Разработка внеурочных курсов по робототехнике позволяет найти среди общего числа обучающихся, тех детей, которым данный раздел интересен и с научной, и с творческой точки зрения. При подготовке курса, следует учитывать возраст обучающихся.

Для младших школьников подойдут занятия с уже готовыми программируемыми контроллерами, например:   LegoMindstormsEV3,

LegoWEEDO. Курс позволит изучить возможности контроллеров и создать множество различных роботов, ярчайшим примером которых является движущаяся тележка. Данный конструктор можно запрограммировать на движение, основанное на показателях датчиков (датчик препятствий, сенсорный датчик), или же на движение по заданному (в компьютерной программе или на самом контроллере) алгоритму.

Робототехника прекрасна тем, что ребёнок всегда может увидеть и потрогать результат своего труда. Если робот собран правильно и программа верна, прямо на глазах у обучающегося его творение с успехом объедет все препятствия или опишет своей траекторией движения геометрическую фигуру. Также занятия по робототехнике в младших классах помогают обучающимся развивать следующие качества и умения:

• -    усидчивость;

• -    критичность мышления;

• -    поэтапность действий;

• -    владение языком Lego;

• -    творческий подход к решению задач;

• -    умение просчитывать алгоритм действий.

Для работы со средним звеном школьников следует выбрать программу более сложного уровня. Лучше всего для этого подойдёт программируемая плата Arduino. Выбор именно этой платы обусловлен тем, что она получила широкое распространение во многих странах, что позволяет обмениваться опытом её использования со специалистами всего мира.

Более сложная плата открывает для обучающихся огромный круг совершенно новых возможностей. С помощью Arduino дети могут самостоятельно создавать системы умного дома, управляемые машинки, способные по алгоритму или сенсорам обходить препятствия и перемещаться из точки А в точку Б, создавать домашние метеостанции, часы, секундомеры и многое другое.

Как и при работе с Lego, при работе с Arduinoобучающиеся развивают:

• -    усидчивость;

• -    критичность мышления;

• -    поэтапность действий;

• -    владение языком Lego;

• -    творческий подход к решению задач;

• -    умение просчитывать алгоритм действий, а также:

• -    углубляют свои знания в области кодирования;

• -    учатся работать как с простейшими элементами электрических схем (транзисторы, диоды, резисторы, фоторезисторы, моторы), так и с более сложными датчиками для Arduino

• 4.    Макаров, И. М. Робототехника. История и перспективы / И. М. Макаров, Ю. И. Топчеев. – М.: Наука, 2015. – 352 c.

• 5.    Корягин, А. В. Образовательная робототехника Lego WeDo. Сборник методических рекомендаций и практикумов / А.В. Корягин. - М.: ДМК Пресс, 2016. - 254 c.

• 6.    Юревич, Е. И. Основы робототехники / Е.И. Юревич. –   М.: