Помазёнков Евгений Валерьевич


учитель информатики
МБОУ «СОШ №1» г. Жиздры


http://school1.pw/

Электронная почта:

zhizdra40424@mail.ru

 
Сайт ВИО
 
Первая страница  Обратная связь. Отправить письмо в редакцию
 
 
Форум ВИО
 
Описание опыта реализации проекта «Робототехника»

Описание опыта реализации проекта «Робототехника»

Реализацию ФГОС на второй ступени обучения наша школа начала в 2012 году. Одной из основных целей нового стандарта являетсяинтеграция основного и дополнительного образования, а также преемственность основных образовательных программ начального общего, основного общего, среднего (полного) общего образования. В связи с этим, методический совет школы выделил проблему формирования универсальных учебных действий, связанных с современными информационными и коммуникационными технологиями. В начальной школе ИКТ изучается модульным курсом в разделе математики и технологии, а также в рамках внеурочной деятельности. В старшей школе успешно реализуется физико-математический профиль, в учебном плане которого предусмотрено изучение информатики на профильном уровне. В основной школе информатика и ИКТ изучаются в 8-9 классе. Младшие классы основного общего образования в рамках школьной программы оказались лишены эффективной возможности развиваться в направлении ИКТ и технического творчества. Для урегулирования данной проблемы администрацией школы было принято решение внедрить в 5-7 классы обучение конструированию и программированию на основе развивающих конструкторов Лего.

Проанализировав опыт других образовательных учреждений, а также возможности конструкторских наборов LEGOMindstorms, решили ввести предмет «робототехника» в рамках внеурочной деятельности. Это позволяет не только обучить детей начальным основам программирования и помочь овладению конструкторскими навыками, но и эффективному достижениюличностных и метапредметных результатов, которые помогают учащимся разностороннеразвиваться, активно участвовать в других интересных проектах.

Некоторые методисты и учителя заявляют об успешном применении LEGOMindstorms на обычных уроках информатики. Проанализировав такого рода деятельность, изучив собственные программы и учебные комплексы, был сделан вывод о низкой эффективности подобного применения конструкторских наборов. Курс информатики имеет собственное содержание и средства обучения, которые уже давно апробированы и успешно применяются на практике. При попытке встроить в него обучение на основе конструкторов есть большая вероятность навредить и информатике, и робототехнике. Например, можно попытаться изучать основы программирования на примере программного обеспечения LabVIEW, которое создано для LEGOMindstorms. Но эта программа создана специально для программирования роботов. Следовательно, прежде чем приступать к созданию программ, необходимо изучить основы робототехники и конкретной модели робота. В данной ситуации очевидно преимущество традиционных учебных языков, например, Бейсик или Паскаль.С помощью этих компиляторов можно начинать программирование, например, решая простые математические и физические задачи. Кроме того, для практической деятельности с моделями роботов необходимо довольно много времени, которое не предусмотрено образовательной программой. Единственно верное решение – введение в учебный план школы за счёт вариативной части отдельного предмета «Робототехника», либо организация внеурочной деятельности.

В нашей школе в 2012-2013 и в 2013-2014 учебном году робототехника велась в 5-6 классах как курс по выбору в рамках внеурочной деятельности. Всего в детском техническом объединении занимались 16 учащихся. Основная цель проекта – развивать творческие и коммуникативные способности, логическое мышление, технические навыки учащихся на основе организации процесса сборки и программирования моделей роботов.

Для достижения данной цели были поставлены задачи:

  1. Изучить принципы построения и основы аппаратного обеспечения современных роботов.
  2. Познакомиться с основами языка программирования LabVIEW конструкторов LEGO
  3. Создать несколько стандартных моделей роботов из конструкторов LEGO Mindstorms NXT 2.0 и LEGO MindstormsEV3.
  4. Проанализировать образцы созданных роботов, формируяполное техническое представление о конструируемом объекте.
  5. Развивать у детей умение работать сообща, коллективно решать реальные задачи, составленные на основе проблемы или идеи.
  6. Виртуально моделировать создание новых моделей роботов.

Поставленные задачи были успешно решены. Учащиеся изучили основы теоретических знаний и с удовольствием применили их на практике. Юными конструкторами были изучены и собраны роботы: транспортная платформа, робот-охранник, роборатор, сортировщик шариков, гуманоид Альфарекс, Гиробой, Щенок-робот и другие.

При организации занятий особое внимание было уделено развитию коммуникативных навыков. Работа в группах для учащихся 5-6 классов не является новой. Однако пришлось преодолеть некоторые трудности. Большая часть из них связана с принятием решений не учителем, а лидером группы. На этой почве иногда возникали конфликты, которые помогали школьникам учиться подстраиваться друг под друга для достижения общей цели. Уже во второй четверти дети успешнее стали договариваться, совместно планировать, подбирать необходимые детали, работать дружно, сообща.

После нескольких лет работы над проектом «Робототехника» в нашей школе сложилась определённая модель организации учебного процесса в данном направлении. В пятом классе обучение строится на основе конструктора LEGO Mindstorms NXT 2.0. Это оборудование прошло апробацию в нашей школе в 2012 году и в прошлом учебном году уже успешно применялось для организации занятий. На этом этапе учащиеся знакомятся с основами устройства современных роботов, собирают простейшие модели и учатся управлять ими посредством программирования. В шестом классе в 2013 году проходил апробацию новый комплект LEGO MindstormsEV3. Данное учебное оборудование было получено школой в прошедшем учебном году в рамках региональной программы Калужской области. Конструкторский набор программируемой робототехники MindstormsEV3 имеет ряд существенных преимуществ в сравнении со своим старшим братом Mindstorms NXT 2.0: новые интересные модели роботов, перезаряжаемые аккумуляторы вместо батареек, удобный разборный ящик для хранения и организации эффективной сборки моделей. В 2014-2015 учебном году для 6-7 классов комплект LEGO MindstormsEV3 будет основой для глубокого изучения отдельных модулей роботов и универсальных технических элементов, способов программирования.

Для повышенияэффективностирезультатовпроекта по робототехнике в новом2014-2015 учебном году намечены следующие задачи:

  • реализовывать все задачи проекта, которые были поставлены в прошлом учебном году;
  • продолжать освоение новых технологий конструирования роботов;
  • повысить эффективность занятий, направленных на логическое программирование;
  • усовершенствовать проектную форму работы для создания собственных моделей.

Высокий уровень развития показали учащиеся в умении самостоятельно и творчески реализовывать свои замыслы. Так же хороших результатов дети достигли в освоении обобщенных способов конструирования, таких как комбинирование деталей для создания целостной модели,  корректировочное изменение пространственного расположения деталей на основе анализа проблем и возможных слабых мест модели. В ходе работы с конструкторами учащиеся не только формируют и совершенствуют технические навыки, но и заметно развивают творческие способности и логическое мышление. Работа в данном направлении уже приносит конкретные результаты и первые победы.

В ноябре 2014 года под руководством министерства образования и науки Калужской области был проведён областной фестиваль-конкурс по робототехнике и Lego-конструированию «Роботы 21 века». Свои команды для участия направили 24 образовательных учреждения области. Конкурсная программа состояла из презентаций авторских проектов юными робототехниками. На суд компетентного жюри были представлены различные модели роботов, созданные на основе собственных оригинальных идей учащихся.  Учащиеся нашей школы презентовали несколько своих разработок, среди которых были робот-боец Тори робот-инженер Крот. По итогам конкурса наша команда заняла почётное второе место.
В заключение хотелось бы отметить один немаловажный эффект реализации данного проекта. Модели роботов из конструктора можно создавать по инструкции, а затем переделывать, добавляя что-то своё и улучшая программы,  оттачивая модель для реализации конкретной задачи. Это дает детям ощущение свободы действий, чувство удовлетворённости от реализации собственных идей. Что, в свою очередь, является определяющим критерием формирования мотивации к учению, благотворно влияет на весь воспитательно-образовательный процесс.

Подробнее познакомиться с курсом робототехники можно, изучив дополнительные материалы на методическом сайте школы http://school1.pw/robototehnika/.