Образовательная робототехника – уникальный инструмент обучения, который помогает сформировать привлекательную для детей учебную среду с практическими значимыми и занимательными мероприятиями, подкрепляющими интерес учащихся к изучаемым предметам.
Обучение при помощи образовательной робототехники позволяет учащимся задуматься о технологиях. В процессе моделирования, конструирования, программирования и документирования автономных роботов, ученики не только учатся тому, как работают технологии, но и значимым и увлекательным способом применяют знания и умения, полученные в школе. Образовательная робототехника богата возможностями в интеграции не только в областях науки, технологии, инженерии и математики (STEM), но и во многих других областях, в том числе и грамотности, общественных науках, танцах, музыке и искусстве, позволяя ученикам находить способы работать совместно, чтобы развить их навыки сотрудничества и самовыражения, навыки решения проблем, критического и инновационного мышления.
Образовательная робототехника — это инструмент обучения, улучшающий ученический опыт через практическое изучение. И самое важное, образовательная робототехника предоставляет веселую и интересную среду обучения из-за ее практического характера и интеграции технологий. Привлекательная среда обучения мотивирует обучаться независимо от навыков и знаний, необходимых для выполнения поставленных целей для завершения заинтересовавшего их проекта.
Школьники, изучающие робототехнику, в первую очередь познают себя, свои возможности, собственные интересы; кроме того, отрабатывают умения работать в команде, что является элементом смешанного обучения. Робототехника может рассматриваться как ценность, способная к превращению утилитарных умений в общекультурную компетентность, связанную с проектной способностью участника образования любой сферы.
Выбор важной и интересной для детей темы для проектирования является большой мотивацией к обучению. Например, дети на уроке узнали о цветах. Они создали небольшой сад и их задача – защитить его от вредителей. Учителем предлагается решить эту проблему, используя робототехнические наборы.
Каждому ребенку назначается его роль в проекте на основе его знаний и стиля обучения: разработчик, проектировщик, программист, фотограф, и т.д. Дети исследуют процесс проектирования при помощи следующих шагов, для решения проблемы: постановка проблемы, мозговой штурм для решения проблемы, выбор рабочей идеи, проектирование решения, создание решения, используя робототехнические наборы, программирование модели, документация процесса, и демонстрация получившегося проекта.
В процессе работы над проектом ученики узнают о физике, разработке и технологиях, развивают навыки работы в команде и коммуникативные способности посредством совместной работы над проблемой и экспериментирования с различными идеями.
Дети учатся работать совместно, и начинают быстро понимать важность каждого члена команды. Например, разработчик ничего не может создать без проектировщика, так как он не знает особенностей проектирования, а программист не может работать без разработчика, так как без готовой модели ему будет нечего программировать.
Дети не знакомые с конструкторами тоже должны создать проект на основе простых механизмов. Им предоставляется простор действий для того, чтобы помочь им учиться, играя с деталями конструктора. Также можно принести им недоработанные или сделанные некорректно модели и дать им возможность исправить их. Цель состоит в том, чтобы не давать детям пример для копирования, но предоставить им некоторое руководство о том, как сделать модель, что позволит им включиться в работу с остальной группой. Это действительно хорошо работает, и дети начинали методом проб и ошибок исправляют модель и учатся программировать ее. Они могут использовать различные стратегии для достижения конечного результата.
Учащиеся развивают технологическую беглость при использовании компьютеров, цифровых фотоаппаратов и прочих устройств, которые они могут использовать при разработке. Они учатся программировать и узнают базовые технические понятия, которые требуются для корректного моделирования. Развивая технологическую беглость, они самовыражаются различными способами посредством моделирования, записи, фотографировании и обсуждения их проекта. И самое главное они развивают самооценку и уверенность в себе как ученики.
Вышеописанное демонстрирует, что образовательная робототехника — это мощный инструмент, который может быть использован для обучения.
1. Дети формируют свои знания благодаря процессу моделирования значимых для них проектов и воплощению их собственных идей, используя самостоятельно разработанные алгоритмы;
2. Дети учатся благодаря одновременной работе в виртуальном (программирование) и реальном мире (создание модели);
3. Дети сталкиваются с когнитивными конфликтами через сравнение условий и результатов в процессе программирования и тестирования модели;
4. Дети учатся благодаря отражению и воспроизведению их собственных знаний, обсуждению их наблюдений;
5. Дети учатся благодаря беседам, основанным на совместной работе, обсуждениям, аргументациям
Робототехника – универсальный инструмент для образования. Она хорошо подходит как для дополнительного образования, так и для внеурочной деятельности. Также она является неплохим вариантом для преподавания ее как предмета школьной программы, так как она полностью соответствует требованиям ФГОС. Обучаться робототехнике можно начиная с любого возраста.
Причем использование робототехнического оборудования – это обучение, игра и творчество одновременно, что гарантирует увлеченность и заинтересованность, а также развитие ребенка в процессе обучения.
Образовательная робототехника дает возможность на ранних шагах выявить технические наклонности учащихся и развивать их в этом направлении. В настоящее время существует большое количество различных робототехнических наборов, удовлетворяющих любым требованиям. Каждый из наборов имеет свои особенности. Это и количество, и тип деталей в наборе, и различные среды программирования, имитирующие или поддерживающие известные языки.
Преемственность – один из важнейших принципов общего образования в соответствии с ФГОС. В рамках формирования образовательной среды в средней школе 114 именно образовательная робототехника является началом развития предпосылок внедрения смешанного обучения в учебный процесс естественно-научный и математический цикл, раннего предпрофильного направления на уровне начального и среднего образования.
В этом этапе рассматривается персонализация образовательного процесса, также составления первых индивидуальных траекторий развития учащихся уже 5-6 классов.
В начальной школе образовательная робототехника внедряется как урочное (технология и окружающий мир), так и внеурочная деятельность (кружок).
Результатом является развитие у младшего школьника опыта общения с природой, умения наблюдать и исследовать явления окружающего мира с помощью простых инструментов сбора и обработки данных, а также некоторые критерии оценивания своей работы.
В 5-6 классах на уроках информационной технологии с помощью робототехники изучаются физические, химические процессы.
Результатом является приобретение опыта применения физических, химических, биологических методов исследования объектов и явлений природы; конструкторско-технологические знания.
Для организации деятельности школьников в сфере образовательной робототехники сегодня на рынке предлагается ряд конструкторов, которые позволяют школьнику достаточно быстро собрать конструкцию, подключить датчики и электродвигатели, составить программу и запустить модель
робота. Наиболее популярным конструктором для организации занятий по робототехнике в большинстве учебных заведений является конструктор LEGO MINDSTORMS (Дания).
Эти конструкторы выпускаются с 1998 года и
широко распространены не только в России, но во многих странах мира. Высокое качество деталей конструктора LEGO сочетается с достаточной прочностью, безопасностью, простотой сборки, не требующей специальных инструментов. Системы программирования конструкторов адаптированы для соответствующего возраста детей. Имеется методическая и дидактическая поддержка различных наборов в виде пошаговых инструкций, рекомендаций для педагога, разработок занятий, учебных курсов. Существует ряд фирм (HiTechnic, Mindsensors, Vernier), выпускающих оборудование, совместимое с конструкторами LEGO, что позволяет значительно расширить возможности базового конструктора. Так, например, сотрудничество компании Vernier Software and Tehnology и корпорации LEGO привело к появлению адаптера и программного обеспечения, позволяющего использовать датчики Vernier с компьютеризированным устройством NXT, управляющего конструктором MINDSTORMS.
Во второй версии программного обеспечения MINDSTORMS была добавлена функция регистрации и графического представления данных.
Таким образом, появилась возможность использовать базовый комплект LEGO MINDSTORMS в качестве инструмента для проведения учебных экспериментов.
Для способностей детей компания LEGO создала систему автоматизированного проектирования LEGO Digital Designer, в которой в виртуальном режиме на компьютере можно создать конструкцию из любого набора LEGO, а затем сформировать пошаговую инструкцию по сборке реальной модели робота.
Для использования новых технологий в учебном процессе компания LEGO производит ряд специализированных наборов по физике и технологии. Известны следующие тематические наборы:
«Технология и физика»,
«Возобновляемые источники энергии»,
«Энергия, работа, мощность»,
«Индустрия развлечений»,
«Пневматика».
Comments