Проект "Робототехника в математике"

Михалёва Людмила Сергеевна, учитель информатики, муниципальное общеобразовательное учреждение «Школа №5 г. Черемхово» Междисциплинарный робототехнический проект  «Робототехника в математике»   Хороший инженер должен состоять из четырёх частей:  на 25% — быть теоретиком;  на 25% — художником,  на 25% — экспериментатором и  на 25% он должен быть изобретателем  П.Л.Капица  Актуальность и значимость темы Образовательная робототехника – сравнительно новая технология обучения, позволяющая вовлечь в процесс инженерного творчества детей, начиная с младшего школьного возраста. Образовательная робототехника позволяет обнаруживать и развивать навыки учащихся в таких   направлениях,   как   мехатроника,   искусственный   интеллект,   программирование   и других.  Робототехника   ­   новое   направление   в   развитии   современного   общества. Окружающий   мир   наполнился   различными   электронными   устройствами   и   продолжает стремительно   развиваться.   Использование   образовательных   конструкторов   Лего показывает   на   практике   применение   и   закрепление   полученных   знаний.   Я   работаю учителем математики. И меня заинтересовал вопрос: «Можно ли применять робототехнику на уроках математики»? Это позволило мне создать этот проект. Паспорт проекта Часть  Визитная карточка: 1 Базовое содержание Тема: Направленность База реализации Тип проекта: по методу  Содержание проекта Робототехника в математике Междисциплинарный МОУ Школа № 5 г. Черемхово Практико­ориентированный  по цели по времени реализации Социально­педагогический Долгосрочный (по Слободчикову  В.И.) Краткое описание  В рамках проекта будет  проекта 2 Обоснование  Постановка проблемы,  сконструирован робот для уроков  математики (для изучения  отдельны тем) Актуальность включения  проекта на решение которой  направлен проект,  робототехники в математику: ­интерес; актуальность  проектирования ­возможность изучить темы  школьного курса математики 3 Объект и предмет  проектирования Объект проектирования Содержание образования по  информатике и математики робот для изучения тем по  математики Как   обеспечить   эффективное внедрение     робототехники   в Предмет  проектирования Проблемный вопрос 4 Цель и задачи  проектирования Цель Задачи 5 Целесообразность Эффекты области   математики, информатики и   и   практическое   применение   учениками   знаний этого курса?  Внедрение робототехники в  математику ­ изучить основы робототехники и программирования. ­     рассмотреть   возможные   пути внедрения   робототехники   в математику. ­ обобщить и распространить опыт внедрения   и   использования робототехники в математике Насыщение пространства школьного новыми     технологиями; содержания       изменение учебно­ воспитательного создание     процесса; внутришкольной 6 Новизна проекта Инновационные  преимущества коммуникационной среды, попадая в   которую   учащийся   и   учитель были   бы   более   успешны,   более компетентны, более современны. Традиционно   преподавание   в школе   строится  как  преподавание отдельных   учебных   предметов.   У каждого   из   них   есть   своя внутренняя   логика.     Учебники пишутся   разными   авторами.   Для учителей,   и   тем   более,   для учеников, незамеченными остаются глубокие   внутренние   связи   между предметами.   Эти   связи   очень разнообразны,   они   базируются   на единстве   средств   и   способов действий,   на   единстве   тем,   задач, понятий,   используемых   в   разных предметах.  Однако они становятся явными   и   необходимыми   в достижения ситуациях   практического   результата,   в ситуациях   жизненных,   выходящих за рамки чистого учения. Создание   условий   для   развития УУД     может   быть   обеспечено только   содержательной интеграцией   разных   предметных областей  основного   образования, установлением   необходимого баланса   теоретической   и практической   составляющих содержания   образования.   При этом особую роль начинают играть 7 Принципы  современные   образовательные     как средство технологии организации учебной работы. человеческих – приоритетов, то есть ориентация на принцип     человека   как   на   участника процесса; –   принцип   диагностического целеполагания,   позволяющий   в процессе проектирования организовывать   образовательный   процесс   как   предсказуемое, достоверное   и   целенаправленное взаимодействие образования;  принцип – предполагающий     субъектов   поэтапности, последовательность действий;  –   принцип   продуктивности, предполагающий   значимого результата;  – означающий принцип       получение системности, рассмотрение 8 9 Целевые группы Оценка риска Субъекты  образовательных  отношений  Внутренние риски 10 Ожидаемые  Для учителя результаты образовательного   процесса   как целостной системы.  Обучающиеся, педагоги Ограниченные ресурсы (временные, материальные) Робот для изучения тем по  математике как одного из  инструментов достижения новых  образовательных результатов Для учащихся Развитие универсальных учебных  действий  Развитие технической и  технологической подготовки  учащихся Начальная стадия профориентации Найден оптимальный вариант пути внедрения   робототехники   в математику  Сайты, ЦОР Кабинет информатики,  БИЦ,  конструкторы    Учителя  ­ предметники (1,  высшей квалификационных  категорий, имеется курсовая  подготовка по робототехнике) 1 год (август 2015г. – июнь 2016г.) Для администрации Медиа ресурсы Материально –  технические Кадровые 11 Ресурсы 12 Жизненный цикл  проекта 13 Деятельность в  Подготовительный этап Анализ программ по предметам,  рамках проекта выбор оптимального варианта  внедрения робототехники в  математику Разработка робота для изучения  математики Анализ эффективности проекта.  Основной этап Заключительный этап 14 Возможности  Обобщение и  Разработка технологических карт  развития распространение опыта урока, методических рекомендаций Содержание этапов реализации проекта Задачи этапа Ожидаемый результат Ответственн ые 1. Подготовительный (август, сентябрь 20__г.) 1. Организационные: Механизм внедрения  Учитель, Анализ рабочих  программ по информатике и  робототехники  в  математике 5, 6 класса для выявления «точек  соприкосновения» робототехникой. математику заместитель  директора  2. Мотивационные: Выявить и проанализировать отношение к  робототехнике всех участников  образовательного процесса.  Оптимальный вариант  внедрения  робототехники в  математику Формирование единого  смыслового  пространства   участников проекта.  3. Содержательные: Изучить литературу по робототехнике;  Обобщить передовой педагогический опыт  Банк заданий по  робототехнике,  которые можно  учителей по модульной интеграции предметов; Подобрать задания к занятиям, формы  работы  использовать на уроках  математики и  Заместитель  директора,  педагог –  психолог,   учитель Заместитель  директора,  учитель с учащимися  4.Информационные:  Обеспечить информационную поддержку всех  участников образовательного процесса.  2. Практический (сентябрь  – май 20__ г.) 1. Разработка робота для уроков математики информатики Информационная   Зам.  готовность участников  проекта.  директора по  УВР Сконструированный  Учителя –  2. Применение модели робота для уроков  математики робот Выявление  мест  корректировки  программы,  содержания, форм  работы с учащимися 3. Контрольно­оценочный   (май – июнь 20__ г.) Осуществить анализ эффективности  применения данного робота (соотнести  Определение  практической  предметники,  зам.  директора по  УВР Учитель, зам.  директора по  УВР   Заместитель  директора,  прогнозируемые результаты с реально  значимости робота учитель достигнутыми). Анализ удовлетворённости обучающихся  качеством организации занятий Анкетирование  учащихся Заместитель  директора по  УВР Приложение №1 Анализ рабочих программ по информатике и математике и определение возможностей использования робототехники при изучении  информатики и математики 5, 6 класс Тематика урока Информатика Математика Робототехника Элементы  алгоритмизации (10 ч). Что такое алгоритм Исполнители вокруг нас Формы записи  алгоритмов   Конструирование Длина окружности, формула  Создание простейших моделей из  конструктора ЛЕГО. Алгоритм движения ЛЕГО­робота. ЛЕГО­робот, как пример  исполнителя. Знакомство со средой программирования Lego  Mindstorms. Запись алгоритма движения ЛЕГО­ пути Прямая, параллельные прямые.  робота. Номер урока 1 2 3 4, 5 Линейные алгоритмы Простейшие геометрические  фигуры: треугольник, квадрат,  Написание линейного алгоритма  движения ЛЕГО­робота.  прямоугольник. Свойства  фигур. Демонстрация. 6, 7 Алгоритмы с  ветвлениями 8,9 10 Циклические  алгоритмы Контрольная работа по  теме «Алгоритмизация» Написание алгоритма ветвления  движения ЛЕГО­робота.  Демонстрация. Написание циклического алгоритма движения ЛЕГО­робота.  Демонстрация. Определение спектра возможных образовательных технологий организации учебного процесса с использованием лего­конструкторов  1. Личностно­ориентированное обучение 2. Технология проектного обучения 3. Игровые технологии Освещение   возможных   форм   и   приемов   организации   учебных   занятий   с использованием лего­конструкторов   Демонстрации;   Опыты;   Исследовательская проектная деятельность;  Практические работы   Индивидуальные, групповые формы работы Определение   и   раскрытие   образовательного   результата   от   применения   лего­ конструкторов      развитие интересов и способностей учащихся на основе передачи им знаний и опыта познавательной и творческой деятельности;  понимание учащимися смысла основных научных понятий математики, взаимосвязи между ними.  знакомство учащихся с методом научного познания;  приобретение учащимися знаний о математических величинах;  формирование  у учащихся умений наблюдать и выполнять опыты, лабораторные работы и экспериментальные исследования с использованием Лего­конструкторов;   владение   учащимися   такими   общенаучными   понятиями,   как   эмпирически установленный   факт,   проблема,   гипотеза,   теоретический   вывод,   результат экспериментальной проверки. Предметные результаты внедрения Лего­конструирования в обучение математики:  Понимание устройства схемы, алгоритма.  Умение заполнить схему, используя свои знания по информатике и математике.  Умение составить схему, алгоритм по тексту,   представляющему собой набор данных. («Запаковать» данные в схему, алгоритм).   Умение понять,  расшифровать заполненную схему, алгоритм. («Распаковать» таблицу).   Понимание связи схемы, алгоритма; умение соотносить одну модель с другой.  Умение составить алгоритм, схему  по результатам своих наблюдений или измерений.  Умение классифицировать заданный набор свойств.  Научатся   с   помощью   рассуждений   или   преобразований   условия   решать   логические задачи.  Познакомятся   с   некоторыми   логическими   операциями   и   приобретут   опыт   их применения на практике. Метапредметные   результаты   внедрения   Лего­конструирования   в   обучение математики: • овладение навыками самостоятельного приобретения новых знаний, организации учебной деятельности, постановки целей, планирования, самоконтроля и оценки результатов своей деятельности, умениями предвидеть возможные результаты своих действий;  •   понимание   различий   между   исходными   фактами   и   гипотезами   для   их   объяснения, теоретическими моделями и реальными объектами, овладение универсальными учебными действиями на примерах гипотез для объяснения известных фактов и экспериментальной проверки выдвигаемых гипотез, разработки теоретических моделей процессов или явлений; •   приобретение   опыта   самостоятельного   поиска,   анализа   и   отбора   информации   с использованием новых информационных технологий для решения познавательных задач;  •   освоение   приемов   действий   в   нестандартных   ситуациях,   овладение   эвристическими методами решения проблем;  • формирование умений работать в группе Личностные результаты обучения с использованием Лего­технологий: •   сформированность   познавательных   интересов,   интеллектуальных   и   творческих способностей учащихся; • самостоятельность в приобретении новых знаний и практических умений;  •   мотивация   образовательной   деятельности   школьников   на   основе   личностно ориентированного подхода; •   формирование   ценностных   отношений   друг   к   другу,   учителю,   авторам   открытий   и изобретений, результатам обучения.