Рекомендации по использованию робототехники на уроках

Методические рекомендации для учителей по использованию робототехники на уроках информатики и математики          Робототехника  —   прикладная   наука,   занимающаяся   разработкой автоматизированных технических систем. Робототехника опирается на такие дисциплины, как электроника, механика, программирование.  Робототехника   является   одним   из   важнейших   направлений   научно­ технического прогресса, в котором проблемы механики и новых технологий соприкасаются   с   проблемами   искусственного   интеллекта.   На   современном этапе   в   условиях   введения   ФГОС   возникает   необходимость   в  организации урочной   и   внеурочной   деятельности,   направленной   на   удовлетворение потребностей   ребенка,   требований   социума   в   тех   направлениях,   которые способствуют реализации основных задач научно­технического прогресса. К таким современным направлениям в школе можно отнести робототехнику и лего­конструирование. Проводятся соревнования по робототехнике, учащиеся участвуют в различных конкурсах, в основе которых ­использование новых научно­технических идей, обмен технической информацией и инженерными знаниями.           Целью использования Лего­конструирования в урочной деятельности ­ является   овладение   навыками   начального   технического   конструирования, развитие   мелкой   моторики,   изучение   понятий   конструкции   и   основных свойств   (жесткости,   прочности,   устойчивости),   навык   взаимодействия   в группе.   В   распоряжение   детей   предоставлены   конструкторы,   оснащенные микропроцессором   и   наборами   датчиков.   С   их   помощью   школьник   может запрограммировать   робота  ­   умную   машинку   на   выполнение   определенных функций. Новые   стандарты   обучения   обладают   отличительной   особенностью   ­ ориентацией на результаты образования, которые рассматриваются на основе системно  ­   деятельностного   подхода.  Такую   стратегию   обучения   помогает реализовать образовательная среда Лего.           Конструкторы   ПервоРобот   NXT   позволяют   учителю самосовершенствоваться, брать новые идеи, привлечь и удержать внимание учащихся,   организовать   учебную   деятельность,   применяя   различные предметы, и проводить интегрированные занятия. Дополнительные элементы, содержа­щиеся   в   каждом   наборе   конструкторов,   позволяют   учащимся создавать   модели   собственного   изоб­ретения,   конструировать   роботов, которые используются в жизни.  Данные конструкторы показывают учащимся взаимосвязь между различными областями   знаний,   на   уроках   информатики   решать   задачи   по   математике. Модели   конструктора   ПервоРобота   NXT   дают   представление   о   работе механических   конструкций,   о   силе,   движении   и   скорости,   помогают производить математические вычисления. Данные наборы помогают изучить разделы информатики: моделирование и программирование. В   рамках   школьного   урока   робототехнические   комплексы   Лего   могут применяться по следующим направлениям:  Демонстрация; Фронтальные лабораторные работы и опыты; Исследовательская проектная деятельность.                    Эффективность   обучения   основам   робототехники   зависит   и   от организации занятий, проводимых с применением следующих методов:  Объяснительно  ­   иллюстративный  ­   предъявление   информации   различными способами (объяснение, рассказ, беседа, инструктаж, демонстрация, работа с технологическими картами и др); Эвристический   ­   метод   творческой   деятельности   (создание   творческих моделей и т.д.); Проблемный ­  постановка  проблемы  и самостоятельный   поиск её решения обучающимися; Программированный ­ набор операций, которые необходимо выполнить в ходе выполнения   практических   работ   (форма:   компьютерный   практикум, проектная деятельность); Репродуктивный ­ воспроизводство знаний и способов деятельности (форма: собирание   моделей   и   конструкций   по   образцу,   беседа,   упражнения   по аналогу); Частично ­ поисковый ­ решение проблемных задач с помощью педагога; Поисковый – самостоятельное решение проблем; Метод проблемного изложения ­ постановка проблемы педагогом, решение ее самим педагогом, соучастие обучающихся при решении. Основной метод, который используется при изучении робототехники, ­ это метод проектов. Под методом проектов понимают технологию организации образовательных ситуаций, в которых учащийся ставит и решает собственные задачи,   и   технологию   сопровождения   самостоятельной   деятельности учащегося. Проектно­ориентированное обучение – это систематический учебный метод, вовлекающий учащихся в процесс приобретения знаний и умений с помощью широкой   исследовательской   деятельности,   базирующейся   на   комплексных, реальных вопросах и тщательно проработанных заданиях. Основные этапы разработки Лего­проекта: Обозначение темы проекта.  Цель и задачи представляемого проекта. Гипотеза. Разработка механизма на основе конструктора Лего­модели NXT (RCX).  Составление   программы   для   работы   механизма   в   среде   Lego   Mindstorms (RoboLab).  Тестирование модели, устранение дефектов и неисправностей. При разработке и отладке проектов учащиеся делятся опытом друг с другом, что   очень   эффективно   влияет   на   развитие   познавательных,   творческих навыков,   а   также   самостоятельность   школьников.   Таким   образом,   можно убедиться в том, что Лего, являясь дополнительным средством при изучении курса информатики, позволяет учащимся принимать решение самостоятельно, применимо к данной ситуации, учитывая окружающие особенности и наличие вспомогательных материалов. И, что немаловажно, – умение согласовывать свои действия с окружающими, т.е.  работать в команде.  Можно провести следующие практические работы: 1. Выполнение заданий с деталями конструктора 2. Конструирование из деталей конструктора 3. Объединение деталей конструктора по общему признаку: цвету, форме,  размеру, названию 4. Найди лишнюю деталь конструктора среди представленных 5. Сопоставление изображения реального объекта и модели из деталей  конструктора 6. По модели робота из конструктора определить детали, из которых он  сделан 7. Составление алгоритмов в виде блок­схемы для робота 8. Запись простейшего алгоритма 9. Сборка модели по инструкции 10. Составление алгоритма к модели 11. Составление программ на языке программирования NXT 12. Составление программ на языке программирования Robolab 13. Подготовка роботов к соревнованиям 14. Создание действующей модели робота