РОБОТЕХНИЧЕСКИЕ ПРОЕКТЫ ПО ИНФОРМАТИКЕ ВОСНОВНОЙ ШКОЛЕ



РОБОТЕХНИЧЕСКИЕ ПРОЕКТЫ ПО ИНФОРМАТИКЕ ВОСНОВНОЙ ШКОЛЕ

Содержание

Введение 3

Глава 1. Проектная деятельность как современная образовательная

технология 7

Теоретические основы проектной деятельности 7

Основные понятия. Типология проектов 11

Изменение культуры деятельности. Интеграция проектной и операционной деятельности   17

Глава 2. Робототехнические проекты по информатике в 5-6 классах 22

Актуальность использования робототехники в школе 22

Обзор робототехнических платформ и учебно-методическоеобеспечение к ним31

Тематическое планирование курса робототехники 42

Методические особенности развития навыков программирования

в 5-6 классах 47

Рабочие карточки учащихся на занятиях по робототехнике 56

Апробация внеурочного курса 59

Заключение 62

Список литературы 63

Введение

Актуальность:Мир, в котором мы живем, меняется очень быстро. Вовсех областях деятельности человека стремительно создаетсявысокотехнологичная профессиональная среда, называемая техносферой.Наряду с отличительным признаком информационного общества, наличиеминформационных продуктов и услуг в достаточном объеме, можно говорить и одругом ресурсе – человеческом, обеспечивающим развитие общества.Образованные и умные люди, обладающие современными компетенцияминужны любой компании и на производстве.

Поэтому важнейшей государственной задачей является формированиеинженерно-технической элиты современного общества, которая обладаетлидерскими качествами, прогрессивным высокотехнологичным мышлением и вбудущем сформирует основной кадровый корпус российских предприятий.

На новые задачи ориентируется и система образования. Формированиекомпетенций невозможно без творческой и практической составляющихобразовательной деятельности. Важно сформировать личность, способнуюсамостоятельно ставить цели и находить пути их реализации, контролировать иоценивать свои достижения, работать с разными источниками информации,оценивать их и на этой основе формулировать собственное мнение, суждение,оценку, способную разработать и презентовать собственный реальный проект,направленный на улучшение качества жизни.

В новых условиях стали ценными конкретные идеи, которые реализуютсяв легко проверяемый результат, небольшим количеством людей за разумноевремя и ограниченные ресурсы. Такой подход в самых разных областяхпрофессиональной деятельности назвалипроектным.Не случайно проектныйподход стал использоваться в больших и малых компаниях, государственныхструктурах, производственных отраслях и научной сфере. Проектный подходгарантируетуникальный результат за определенное время с просчитаннымиресурсами    и    технологичными    этапами    работы    ограниченного     круга

исполнителей.[Н.Н. Самылкина,Проекты,как системныйкомпонентэффективного образования, М., Лаборатория зниний, 2017]

Во всем мире проектный подход в любой профессиональнойдеятельности является популярным и эффективным инструментом дляполучения конкретного результата. Учиться основам проектной деятельностинадо в школе. Для этого нужно приблизить понимание "проекта" в школе ижизни.

Системно-деятельностная концептуальная основа Федеральныхгосударственных образовательных стандартов общего образования (ФГОС ОО)предполагает активное использование разнообразных педагогическихтехнологий, среди которых многие предпочитают метод проектов. Появилисьсовременные инструменты проектной деятельности, в частности –робототехника, влияющая на содержательный компонент многихестественнонаучных предметов.

Таким образом, сложились следующие противоречия:

Объект исследования: внеурочная деятельность обучающихся восновной школе.

Предмет исследования:использование образовательной робототехникидля проектной внеурочной деятельности.

Гипотеза: Овладение необходимыми компетенциями в областипроектной деятельности средствами образовательной робототехники возможно,если:

Цель:предложить методику и учебно-методическое обеспечение дляэффективного ведения проектной деятельности в основной школе средствамиобразовательной робототехники.

В соответствии с выдвинутой гипотезой и целью исследования, былипоставлены следующиезадачи:

  1. Выявить истоки и современное состояние исследуемой проблемы наоснове анализа философской, психолого-педагогической и методическойлитературы;
  2. Определить место робототехники в проектной деятельностишкольников на ступени основного общего образования;
  3. Разработать методику проектной деятельности с использованиемробототехнических конструкторов в соответствии сSTE(A)M-подходом;

Методы исследованияподбирались в соответствии с задачами. Натеоретическом уровне были использованы:

Теоретико-методологическую основуисследования составили работы,посвященные:

теориипроектногоподходаналичиевобучении(Д.Дьюи,Е.С.Полат,А.С. Сиденко,А.А.Хромов,С.Хайнес).

Практическаязначимостьисследованиязаключаетсяприложитьвтом,что разработаныучебно-методическиематериалыпоприменениюсредствуправляихобразовательнойробототехникивосновнойшколеврамкахпроектнойрисунокдеятельности.

База исследований:

В2016годунабазеГимназии№1552г.Москвы.Вапробациипринялисформулируемучастие:23учащихсязавершится5классов.Изних12девочеки11мальчиков.Возраст участников:от10до12лет.

Структураработы:даннаяработаlсостоитизвведения,двухглав,

заключенияр,абота

апробации предлагаемого учебно-методическогообеспечения,

спискалитературыдоступным,насчитывающего38источников.Общийобъемработыmindstormsсоставляет67страницы.

Глава1.Проектнаядеятельностькаксовременнаяуказаниемобразовательная технологияобеспечивающие

Теоретические основы проектной деятельностисвоему.

Концептуальнуюосновупроектнойдеятельностисоставляютидеиезетаяпрагматистскойпедагогикинадо  педагогическоготечения,известныекак

«прогрессивизм»(илиже«нпегативно

«экспериментализмявляющиеся».

рогрессивное  воспитание»), «инструментализм»,

МетодпроектоввозниквовторойполовинеXIXвекавСША.Воснову проектногометодабылиположеныпрагматическиеидеимираамериканского философаипедагогарешатьД.Дьюи(18591952).Онотмечал,чтообучениедолжно осуществлятьсянаактивнойоснове,вдетяхнеобходимостимулироватьзличнуюзаинтересованностьвприобретаемыхзнаниях,которыедолжнысобравпригодитьсявреальнойосуществлятьжизни.

Проектнаядеятельностьбазовыйкакобучениевпроцессе«делания»возникво второйполовине19в.всельскохозяйственныхшколахвключаетСШАиявилсяпо существуальтернативойостанавливалсяабстрактному,оторванномуотжизнишкольному обучению,посколькуосуществлялегосвязьсжизнью.

ВедущиеидеивашемуД.Дьюиможнокороткопредставитьвследующемвиде:

расширяющегося личного опыта ребенка;

ПоследователемшколыД.ДьюисталинтуитивноамериканскийпедагогУ.Х. Килпатрик,онразработаливнедрилуровневпроцессобученияметодикупроектной

деятельностиучащихсяe.ducation

У.Х.Килпатрикутверждала,кадемии

что   метод  проектной

деятельности предоставляет обучающимся абсолютную свободу в выборепроблемы, в решении и воплощении ее, что формирует активную позициюучащихся.

Методпроектовкаксистемаобучениеполучилраспространениево многихпроектыстранах.Например,вВеликобританииделитсяпроектныйметодиспользовался вначальныхшколахвсочетаниисдругимиметодамизапускобучения:дети выполнялиосновеконкретныезадания,связанныесучебнымматериалом.

ВРоссиипозволяетидеиД.Дьюинаиболееполнобылирешатьреализованыв педагогическойпрактикеА.С.Макаренко.Далкконеоднозначнымбыло отношениеотечественнойпедагогикикпроектнойдеятельности.Вначале проектнаядеятельностьбылапризнанавесьмаперспективнойсоциальные,ив1929-30гг. разработаныкомплексно-проектныепрограммы,вэданныхпрограммах систематическоеусвоениезнанийпрограммноеподруководствомучителяподменялось работойповыполнениюзаданий-проектов,напримертакихкак«Поможем ликвидироватьнеграмотностьцель».Современныеисследователидвижениеотечественной педагогикиотмечают,чтовущербдругимобученияметодамбылочрезмерное увлечениев20-егодыпроектирование.Действительноэтопоследствиябыли таковы,чторезкоупалокачествабольшинствообученияпопричинамотсутствия квалифицированныхпедагогическихотличиекадров,способныхработатьспроектами, недостаточнойразработанностьюметодикипроектнойдеятельностиидр.В связисэтимипричинамичерезпятьлетпроектнаядеятельностьбылаастеобъявлена«легкомысленнымпроцессепрожектерством»,универсализацияданного методапризнана«вредной»,аиспользованиевобучениизапрещено ПостановлениемЦКВКП(б)«Оначальнойисреднейшколе»в1931г.

ПереосмыслениеидейД.Дьюииегопоследователей,атакже возрождениеинтересаспособнакпроектнойдеятельностивРоссиипроизошлов80-е годыXXвека.С  современной  позиций  педагогики  проектная  деятельность обеспечивает:

Дидактическуюценностьпроектаможнорассматриватьсточкизренияетая

учителяисточкиосновезренияучащегося.

Сточкисхожзренияучителя(преподавателя)проектэтоинтегративное

дидактическоесредстворазвитияс,рабатывание

обучения  и  воспитания,  которое позволит

выработать и развить специфические умения, навыки и компетенции, в числекоторых:

С точки зренияучащегосяоцениватьпроект – это возможность:

попробовать свои силы, приложить свои знания;

С  точки  зренияучителя(преподавателя)  проект  –  это  интегративное

дидактическоесредствообучения,воспитанияиразвитияи,деи

которое позволяет

выработатьсветовогоиразвитьспецифическиенавыки,умения,компетнцию,вчисле которых:

Сформулируем основные требования к использованиюпроектнойдеятельности:

Самостоятельная(индивидуальная,парная,групповаясссть)деятельность участниковфиллиповпроекта.

  1. Наличиезначимойрисуноквисследовательскомтворческомпланепроблемы.
  2. Значимость(теоретическая,позновательная, практическая)предполагаемых результатов.

3 Использование исследовательских методов.

  1. Структурированиесодержательнойчастипроектапотребуетсясуказанием поэтапныхрезультатов.
  2. Использование исследовательскихпроектыметодов.

Основные понятия. Типология проектов.

Словопроектпереводеслатинского«брошенныйвперед»)в толковомсловарерусскогословаряС.И.Ожегова,Н.Ю.Швединойуменийопределяетсякакзамысел,план;разработанныйплансортироватькакого-либо сооружения,механизма,устройства.Этотолкованиеполучилосвоедальнейшее развитиеввидеопределенияпроцессепроектакакпрототипа,прообразакакого-либо объекта,видадеятельности.

Образовательный   проект  рассматривается  как  ―  совместная   учебно-

познавательная,игроваяилитвоерческаядеятельностьучащихсям,отивировать

имеющая

общуюцель,согласованныеспособыроботовдеятельности,методы.Цельнаправленная надостижениеобщегорезультатадеятельностикнижную.

Проектможетрассматриватьсякакреалистическийзамыселожелаемом будущем,содержащийвсебеконкретныйспособпрактическогоосуществления ирациональноеобоснование.Обобщенноепонятиепроектаможетбытьдатчиковсформулированоследующимоднакообразом.Проектэтоограниченнаявовремени деятельность,представленнаяввидемероприятий,направленнаяна достижениеопределеннойсоответствуетцелиирешениесоциальнозначимойпроблемы, предполагающаяполучениеожидаемыхрезультатов,путемрешениясвязанных сцельюзадач,управляемаянаосновепостоянногомониторингадеятельностии

еерезультатовсучетомвозможныхакадемиирисковиобеспеченнаянеобходимымиbioloid

ресурсами.

“Проектирование” – это процесс создания проекта, его фиксация в какой- либо  внешне  выраженной  форме.  Терминпомощьюпроектирования  имеет  техническое звучание,   но   в   настоящее   время   он   также   используетсясборудля   обозначения интеллектуальной  деятельностисредапо  созданию  проектов  самых  разнообразных типов.   Назовем   основные   этапыкольногопроектирования,  которые   подробно  будут рассмотрены в разделе:

Впроцессеобученияприменяетсяпроектнаядеятельностькаксистема обученияпроект,прикоторойучащиесяприобретаютзнаниявпроцессевыполнения постоянноусложняющихсяпрактическихзаданийпроектов,атаже планированияданныхeducationпроектов.Проектнуюдеятельностьрисунок,рассматриваякак дидактическуюкатегориюследуетиметьввидукакспособдостижениянужномдидактическойцеличерездетальнуюразработкупроблемы,как(технологию), котораядолжназавершитьсяреальнымпрактическимрезультатом, оформленнымкакимлибоспособом.Проектнаядеятельность–это совокупностьисследовательских,творческихтакойпоисковых,проблемныхметодов, посвоейсути.

Многообразиепроектовклассифицируемпоследующимтипологическим признакамнаходить:

может  быть  исследовательская,  поисковаяу,чителя

творческая,  ролевая,  прикладная

(практико-ориентированная),ознакомительно-ориентировочнаякругипр.;

ü

заведения,классар,азличных

мира);

учебной  группы,  города.  Региона, страны, разных стран

Исследуем специфику видов проектов по доминирующей деятельностиучастников.

Исследовательскиепроекты.Получениенаучногознаниябудет являтьсяЦельюданныхпрактическоепроектов,обладающегопризнакамимоделейновизныи практическийи/илитеоретическойзначимости.Данныепроектыполностью подчиненылогикеисследованияиимеютточнуюидетальнуюструктуру, приближеннуюилиполностьюсовпадающуюсподлиннымнаучным исследованием.Исследовательскиепроектывключает:

определение объекта и предмета

исследования; постановку цели и связанных с нею задач;

Творческиепроекты.Цельюпроектовданноготипаявляетсяполучение творческогопродуктасочинения,газеты,альманаха,видеоролика, экспедицииarduinoпраздникаит.д.то,чтоонинетребуютдетальнопроработанной структурысовместнойдеятельностиучащихсяипедагогов,онатолько намечаетсяиразвиваетсявсоответствиисконечнымрезультатомявляетсястетстетОтличительнойособенностьютворческихпроектовявляется.Творческие проектытребуютпродуманностиформыиструктурыконечногорезультата: планасочиненияилистатьи,сценарияпраздника,дизайнаlabviewирубликгазетыи др.

Ролевыеиигровыепроекты.Особеннстьданныхпроектовобусловленарассмотрение

ихназванием:участникичасовпроектаиграютрольгруппелитературныхгероев,

историческихиливыдуманныхперсонажей,арезультатпроекталишьоченьнамечается,окончательновсестановитсяпонятнолишьвконцепроекта.Чем завершитсясудебноезаседание?Будетлиразрешенконфликт?Чемзакончатсяgmbhпереговорыибудетлизаключендоговор?

Ознакомительно-ориентировочные(информационные)проекты.Цельюданныхпроектовявляетсянужномсборинформацииокаком-либообъекте, явлениисцельюееанализа,обобщенияипредставленияширокойаудиториив видепубликациивСМИ,ИнтернетидрестьЦельюданныхпроектыпроектов.Эти проектыкоторой,какиисследовательскиетребуютпродуманнойучащихсяструктуры, содержащей:

данных, данные опросных методов исследования);

Практико-ориентированные(прикладные)проекты.получение результата,ориентированногонасоциальныеинтересысамихфедерациейучастников,есть цельданногопроекта.Так,наосновеполученныхисследованийвобластиягеографии,истории,экологии,физики,химииидр.могутбытьразработаны документытакиекак:программалибодействий,направленнаянапреодоление выявленныхпроблем;справочныйматериал;проектзаконаметодические

рекомендации;проектвиртуальногомузея,зимнегосадал;юбой

проект  закона и т.д.

Этипроектытребуютдетальнопродуманнойструктурысопределениемэсе

поэтапных действий и  указанием  результатов; определения  функций  каждого

участника,корректированиеикоординацияихдеятельности;учетвозможных рисков;оценкавозможныхспособоввнедрениярезультатовпроектарассмотрениеипр.

Попредметно-содержательнойобластип,онять

межпредметныеи монопроекты проекты.

можновыделить

Монопроекты.Данныепроектыразрабатываютсяврамкаходного предметасвыбором,чащевсего,наиболеесложныхтемиразделов,хотяне исключаетсяиспользованиеинформациииздругихобластейзнаниясроки деятельности.Руководителямиэтихпроектов,какправиловыступаютучителя- предметники.Примерамидетитакихпроектовмогутбытьестественно-научные, литературно-творческие,экологические,языковые(лингвистические), географические,исторические,культуроведческие,географические музыкальныеидругиепроекты.Такиепроектымогутразрабатыватьсяврамкахсоревнованиеклассно-урочнойсистемы.

Межпредметныепроекты,вотличиеотмонопроектов,выполняютсяво внеурочноевремя,подруководствомнесколькихцельюспециалистоввразличных областяхинструментомзнания.Данныепроектытребуюточеньквалифицированнойкоетуальепомощи состороныосуществлятьспециалистов,атакжеслаженнойработыпопадаетмногихтворческихгрупп. Межпредметныепроектымогутбытькакнебольшимиробототехника,затрагивающимидва-

трипредметас,оревнования

так и направленными на решение достаточно сложных  проблем,

требующихподготовкесодержательнойинтеграциитакжемногихобластейзнания:«Интересыи потребностисовременныхподростков»;«Культураобщениячеловеквшколе»идр.

Классификацияпроектовпроектовпохарактерукоординацииподразумевает проектыдвухтипов:

  1. Проекты  с  открытойспособен,  явной  координациейдетей.  Деятельность  в  таких проектахучителюорганизуется,   направляется   и   контролируется   лицом   из   числа участниковscratchduino– координатором.
  2. Проектысоскрытой,неявнойкоординациейэто,какправило телекоммуникационныепроекты,вкоторыхкоординаторявнонеобнаруживает функциикоординацииорганизациииконтроля,авыступаетполноправнымучастником проекта,«подсказывающим»,или«помогающим»врешенииопределенномпроблем.

Проектыотчетымогутразличатьсяипохарактеруконтактовмежду участниками.Онимогутбытьвнутрикласснымиумение,внутришкольными, региональнымиотличие,межрегиональными,международными.Межрегиональныеи международныепроекты,какправило,являютсятелекоммуникационными, посколькутребуютиспользованиянаходяимсяинформационныхтехнологий.

Поколичествуучастниковможновыделитьиндивидуальныепроекты (разработчикосновыпроектаявляетсяегоединственнымучастников)игрупповые(два иболееучастников).

По продолжительности выполнения проекты бывают:

Изменение культуры деятельности. Интеграция проектной иоперационной деятельности.

«Одним из путей повышения мотивации и эффективности учебнойдеятельности в основной школе является включение учащихся висследовательскую и проектную деятельность»

Задачейрисуноксовременнойшколыявляетсяльенетолькообеспечениевысокого

уровняобразованияучащихсян,ебольшой

но  и  всестороннее  развитие  их   мышления,

умений самостоятельно получать знания. Проектная деятельность в этом планедает учителю и ученикам самые широкие возможности. "Специфическойособенностью проектной деятельности является ее активизирующее влияние наразвитие творческой направленности личности и обеспечение творческогохарактера освоения действительности".

М.П.Воюшинаподчеркивалао,бластей

что приорганизации проектной

деятельностиучащийсяпопадаетвситуациювыбора,т.к.самостоятельно решаетприниматьилинеприниматьчуучастиевпроекте,какоймеждупроектвыбрать, скемработатьвгруппеит.д.А«поставитьшкольниказапусквситуациювыборадвижениечрезвычайноважнодляеголичностногоразвития,посколькутам,гдеесть осознанныйвыбор,формируетсяответственность,рождаетсякнижнуюинтерес».

Еслирассматриватьпроектную деятельность какпедагогическую технологию,  то она предполагает взаимодействие  проблемных,

исследовательских,поисковых,творческихзадачс.ервисные

В процессепроектной

деятельностипроисходитприобретениеученикомсобственногознанияг,еографические

а не

переданныхучителемабстрактныхрисунокнаучныхфактов.Учащийсяоказываетсяв такойситуации,гдеонинетолькополучаюттеоретическиезнания,нои должныклассовобъяснятькакимобразомониполучилиданныйрезультат.Вданной ситуацииактивноразвиваетсятворческаяактивность,познавательныенавыки, уменияконструироватьсамостоятельнополученныезнания.

Проектнуюдеятельностьучащихсяможнорассматриватькакособого родамногоуровневуюзадачу,требующуюдляеерешениязметапредметных

умений.Темсамымс,пособность

проектная деятельность  воплощает в себе  приоритетные

тенденцииоперационнойсовременногообразованиядатчиккинтеграциипредметныхдисциплинсобственное.

Проектная  деятельность  в  школе  осуществляется  в  двух  направленияхсостава: применение  методаинструментомучебного  проектанаурокахтранспортныеи  в  процессе  социальнозначимойвнеурочнойдеятельности.

Впоследнеевремясуквпогонезанаградамизаднемвмногочисленныхконкурсах школьныхмашиностроенияпроектовмногиеучителяшколзабываютобосновныхспларовазадачах проектнойрисунокдеятельностииуровнеподготовкиследитеучащихся.Скаждымгодомтемы исамиработыстановятсявсесложнееисложнее,превращаясьвнастоящие научныеисследованиясиспользованиемсовременныхприборов. Практическимосуществлениемработыденежныевтакихслучаяхобычнозанимаются студенты,аспирантыинаучныесотрудники.Учащиесяделаетшколвтакойсовременногоситуации лишьвыступаютсчужимирезультатамиисследований.

Вдействительностиосновнымдействующимпризваннымзвеномвпроектнойроссийскаядеятельностидолжныбытьсамишкольники,следовательно,самитемыи задачисветофорыдолжныбытьдлянихпосильны.Поэтомупроектымоделейдолжныбытьне научными,аноситьучебно-познавательныйиисследовательскийзадачихарактер.При этомобсуждениеврамкахреализациипроектнойпоискдеятельностиможноотметить,что происходитформированиеиразвитиепрактическивсехробототехничевидовуниверсальных учебныхдействий,прописанныхвФГОСе.

Рассмотримболееподробно,какиежедействияформируетиразвивает проектнаялибодеятельность.Любойпроектначинаетсясопределениятемыи выявленияконкретнойarduinoпроблемыврамкахвыбраннойлюбойтемы.Этидвадействия позволяютактивноформироватьиразвиватьхарактерурегулятивную(целеполагание; планирование;прогнозирование)ипознавательную(выдвижениеи формулированиегипотезы,определениенаправленийиспособовпоиска информации;критическаяоценкаинформациитворческая;систематизацияи классификацияинформации).

Дальнейшая работа над проектом предполагает переработку ииспользование полученной  информации  с целью достижения  поставленной   в

проекте цели. При этом продолжается формирование познавательных умений,среди которых можно выделить:

Врамкахрегулятивнойгруппымыразвиваемумениятеуется:

Решениепознавательно-практическихзадачтакжепозволяетсделатьтвостребованнымизнания,уменияинавыки,полученныевпроцессевсего обучения.Практическоеихприменениеспособствуетосмыслениюпроцесса обучениячасовучащимисяиформируетдействиясмыслообразования, самоопределенияи,внекоторыхразвитиеслучаях,нравственно-логического оценивания.

Небольшой размер группы учащихся, работающих надрешением

познавательно-практическойзадачиб,олее

позволяет  более   полно,   чем   в рамках

основныхуроковформироватькоммуникативныеумения.Совместная деятельность,какосновнойвиддеятельностивпроцессерешенияпроектныхобучениязадач,способствуетпреобразованиюпозицииличностикаквотношениик усвоенномусодержанию,такивотношенииксобственнымвзаимодействиям, чтовыражаетсявизмененииценностныхустановок,смысловыхориентиров, целейученияисамихспособоввзаимодействияиотношениймежду

участникамипроцессаобучения.Впроцессесовместнойколлективнойпроектдеятельностисучителемиособенносодноклассникамиудетейпреодолевается эгоцентрическаяпозиция,формируютсязаданномиразвиваютсяспособностиспользуетсястроить

своидействиясучётомдействийпартнёра,пониматьотносительностьи субъективностьподготовкеотдельногочастногомнения.Коммуникативнаядеятельностьирав рамкахспециальноорганизованногоучебногосотрудничестваучениковс взрослымиисверстникамиультразвуковойсопровождаетсяяркимиэмоциональнымисвоипереживаниями,ведёткусложнениюэмоциональныхоценокзасчётпоявления интеллектуальныхспаренныеэмоций(заинтересованность,сосредоточенность,раздумье) иврезультатеспособствуетформированиюэмпатическогоотношениятогдадругк другу.

Обсуждениеработывгруппеисучителем,оформлениепроектакак литературногопроизведения,защитаработаеговширокойаудиториипризнакамипозволяет наиболееполноформироватьтакиекоммуникативныеумениякак:

Итогамипроектнойдеятельностиследуетсчитатьнестолькопредметные результаты,скольколичностноеразвитиешкольников,формированиеи развитиеумениясотрудничатьвколлективеиработатьсамостоятельно, уяснениеспецификитворческойисследовательскойипроектнойработыобеспечивающие.

Выводы по первой главе.

Впервойглаверассматриваютсяистокипроектнойдеятельностив зарубежнойиотечественнойсебепедагогическоймысли.Отмеченвозрождающийся интерескиспользованиюпроектнойдеятельностирешениявпроцессеобученияс учетомизменений,охватившихвсюсистемуроссийскогообразования. Использованиеновойнаучно-методическойосновыиразвитых информационныхмеждународныересурсовпозволиловключитьпроектнуюдеятельностьвкруг наиболеевостребованныхпроессеобразовательныхтехнологий.Вданнойглаве отмечается,чтоданныйвиддеятельностивоспринимаетсякакпутьмоделированиеповышения мотивацииначальнойучащихся.Такжепроектнаядеятельностьобеспечиваетвысокий уровеньпознавательногоинтереса,интеграциютеоретическогознанияс практическимопытомиспособствуетразвитиютворческойактивности. Выделенонескольковидовнаучно-проектнойдеятельностикстууучащихсяи приводитсяихкраткаяследующимхарактеристика.

Глава 2. Робототехнические проекты по информатике 5-6 классов.

Актуальность робототехники в образовании 21 века

«Ужевшколедетидолжныполучить возможностьраскрытьсвои способноститолковом,подготовитьсякжизни

ввысокотехнологичномчасовконкурентноммире» Д.А.Медведев.

Мир,вкотороммыживем,меняетсяпроектированиепростостремительно.Гигантские жилыекомплексы,супермаркеты,"умные"машины,роботизированные производстваимножествоинтеллектуальныхсервисовсталиобычнымив нашейжизни.Автоматыипромышленныероботызаменяютчеловекав сложныхтехническихрешенияпроизводствах.

Современныймирсоставляютсистемыискусственныхтехнических предметовисооружений,которыеизготавливаютсяииспользуютсячеловеком, ипреобладаютвегоокружениидолжна.Появилсяновыйтермин,которыйобозначает данноесостояние-техносферафедерацией.Человекдолженнаучитьсядаеториентироватьсяв составляющихтехносферы.Этопредопределяеткачествоегожизнии деятельности.Плюсковсему,робототехническиерешениястановятсявсеболее востребованнымиираспространенными,аобластиихпримененияколесногорасширяются.

Что такое «робот»? Робот – это независимое техническое устройство,выполняющее какие-либо операции с объектами реального мира безнепосредственного управления человеком.

Рассмотрим различные семейства роботов.

  1. Промышленные(рисунок1)этороботы,выполняющиерутиннуюили тяжёлуюработузалюдейнапроизводстве.Сегоднятруднопредставить автомобильныйнужномзаводилипищевуюфабрику   без   автоматизированных   и робототехнических устройств.

Рисунок 1. Роботы на фабрике напитков.

  1. Военные(рисунок2)роботыметод,выполняющиебоевыезадачиразведки, разминирования,ликвидациипротивника,доставкигрузовсовестну.

Рисунок 2. Мобильный робототехнический комплекс (МРК) Ижевского

радиозавода.

  1. Бытовые(рисунок3)роботы,доступныекаждомуипродающиесяв ближайшеммагазинеэлектроникиоднако:робот-пылесос,мойщикокон,капсульная кофемашинаидр.

Рисунокпотребуется3. Робот-мойщик.

  1. Медицинские(рисунок 4)– роботы, используемые при проведениихирургических операций, реабилитации, диагностики заболеваний.

Рисунок 4. Робот-хирург в работе.

  1. Транспортные(рисунок 5)– роботы, обеспечивающие перемещениечеловека и/или грузов в автоматическом режиме.

Рисунок 5. Роботы-погрузчики на складе.

  1. Сервисные(рисунок6)роботы,призванныепомогатьчеловеку. Обычноонимобильны,оснащенытехнологиейобратнойсвязи,распознавания речи,чтоделаетихпохожиминачеловекаучет.

Рисунок 6. Робот «Леночка» в московском аэропорту Внуково.

  1. Экзоскелеты(рисунок 7)– важная отрасль роботостроения, призванная расширитьфорируетвозможности человеческого тела и восполнить утраченные.

Рисунок 7. Экзоскелет восполняет утраченные функции нижних конечностей.Это далеко не полный  список классификации роботов, но уже и он даёт понять  –  роботынапримерв  нашей  повседневной  жизни  есть,  а  их  роль  и  присутствие

будет увеличиваться с течением времени.

Робототехника – новые горизонты.

Отсамихроботовперейдёмпроекткрешениюзадачихсоздания,тоестьк робототехнике.Стоитотметить,большинстволюдейдаженеподразумевает, чтовихсобственнойквартиреилидомеестьроботы(илиавтоматы1), которымидеятельностьонипользуютсяизоднявдень,выбираяlabvieприготовлениекапучинов кофемашинеили"разморозку"вмикроволновойпечиосновные.

Точнотакимжеобразом,мыприходимвмагазины,гдеможемувидеть модныегаджеты,которыепродаютсякоплектзанемалыеденьги.

Оказывается,имеяподрукойотношениимикроконтроллер(рисунок8)(цена которого,кстатиговоряпоиск,зачастуюдостаточномала),инструментыинемного фантазии,-дажеребёнокспособенсобратьабсолютнолюбойгаджет,какойему толькозахочется!

1Автомат – робот, действующий пожёсткозаданной программе и имеющий возможность задания параметров работы, но без возможности изменения самой программы.

Рисунок 8. Микроконтроллер семействаAVR2.

Например,секретныйзамокнадвери,открывающийсяiпоопределённому стуку;ошейникосновнаядлясобакииликошкисвстроеннымGPS,передающий местонахождениелюбимогопитомцапрямонасмартфон;илисобственный квадрокоптер3,оснащённыйкамерой,позволяющийзапечатлетьсамые красивыеракурсывсамыхиграютживописныхместахпланеты.

Знанияробототехникиоткрываютпередлюдьминовыегоризонтына путипедагогикипрогресса.Этизнанияпозволятшагнутьвперёднетолькочисто

«технологически»,ноивтакомдоминирующейсоциальноважномдействиявопросе,какобразование.

Тогдавозникаетвопрос,акакжеобучитьсятакойтехнологиисозданияучгс

роботов?Счегоикогдаможноначатьавтор?

Образовательная робототехника.

Сегоднянеобходимозаинтересоватьиувлечьследитедетейобразовательнойпереговорыробототехникой,атакжераскрытьперспективыпроектнойдеятельностис применениемробототехники,втомчислесоревновательной.

Внастоящеевремяобществунеобходимактличность,способная самостоятельноставитьучебныецели,проектироватьпутипроектаихреализации, контролироватьиоцениватьсвоидостижения,работатьсразными источникамиинформации,оцениватьихинаэтойидущихосновеформулировать собственноемнение,суждение,оценку.Современный    человек    долженкт

2AVR - семейство восьмибитных микроконтроллеров фирмыAtmel.

3Квадрокоптер – летательный аппарат, оснащённый четырьмя несущими винтами, контролируемый с помощью пульта дистанционного управления.

ориентироваться в окружающем мире как сознательный субъект, адекватновоспринимающий появление нового в постоянно изменяющемся мире, готовыйнепрерывно учиться.

Это качественно новая отрасль робототехники, позволяющая приступитьк роботостроению «с нуля» и получить первые результаты очень быстро, чтоявляется первостепенно важным для ребёнка.

Действительно, робототехнику в школе можно разделить на три вида:

Самойразвитойвнашейсделатьстранесегодняостаётсяспортивная робототехникаполучила.Онарешаетолимпиадныезадачи.Например,классическая свободнаякатегориявсероссийскогоэтапаWRO4включаетвсебятроеборье:

Помимо того, что робот должен решить поставленную задачу, емунеобходимо завершить все операции за кратчайшее время.

Спортивнаяробототехникаполучилаширокоеразвитиеиз-запонятного форматаолимпиадыинеобходимостидемонстрациисвоихтворческаядостиженийтех учеников,которыеувлеклисьробототехникойвшкольныхвнеурочномкружкахилидомахпроблемнойтехническоготворчества.

Однако, всем известно, что дети, участвующие в олимпиаде – это далеко не  все  дети.   А   речьставитьидёт   всё   же  о   том,  чтобы   все   обучающиесяпромышленныемогли заниматься робототехникой и применять её в своей повседневнойготовойжизни.

Значит,можносделатьвыводимея,чтоспортивнаяробототехникане панацея,способнаярешитьнасущныевопросыобразования.

4WRO (от англ.WorldRobotOlympiad) – Международная олимпиада роботов

Творческаяробототехника–   это   любые   технологические   решения любой   отрасли:   от   модели   автоматического   токарного   станкапроектированиедо   робота, играющего      на      шестиструннойестьгитаре.      Следовательно,      творческая робототехника   –   это   качественно   новый   уровень   деятельностинекоторыхребёнка, предполагающий наличие базовых и продвинутых знаний в этой области.

Такимобразом,мывыходимкобразовательнойробототехнике, отличительнойизучениеособенностьюкоторойявляется:

действий.

Азначит,онаспособнанезависимоебытьинтересной вс е мученикамимотивировать ихкизучениюуженеробототехникирадисамойробототехникиили соревнованийробофишки,асистемноразвиватьвсенаправленияучебнойдеятельностив школеизаеёстенами,становясьуниверсальнымподручныминструментомсв исследованияхипроектах.

Основнаяшкола(5-9классыr)obo

являетсяважнойechnicступеньювовладении

проектнымподходом.Именновэтомвозрастеформируютсяосновныенавыки работытеманадпроектом.Обучающиесятолькоучатсявидетьпроблемную ситуациюианализироватьеё,ставитьпризнакаицели,описыватьопрееленеактуальностьтемыи находитьпутирешения,планироватьработуиоцениватьеёкачество.Проекты, которыеследуетреализовыватьвосновнойшколе,имеютпреждевсего обучающеезначение,ониименнодляобученияформируетсяпроектнойдеятельности.Покапоявляютсяещесамостоятельнаядеятельностьдетейвсоотвествиисэтапамипроектапутейдозируетсяучителемисходяизвозможностейобучающихсяосновные.

Например,современноеувлечениеробототехникойпроявляетсяувсехзаданиепо-разному.Одниобучающимсядетилюбятконструировать,сампроцессборкикаждой новоймоделиприноситудовлетворениеребенку.Унегопоявляютсяновые идеи,усложняютсясобираемыеконструкции.Другиедети,сначалаподдавшись

общемуинтересусобираютизконструкторамодели,нобыстротеряютинтерес кстатическимдаетобъектам.Ихувлекаетвозможностьзаставитьсобранную конструкциюдвигатьсяпосвоемуусмотрению.Такиедетидоступныеувлекаются впоследствиипрограммированием.Ноестьитретьякатегориядетей,которые

стремятьсясделатьто,чтоникогдасоциальныениктонесделал.ачаь

Именно  возможность

полученияобработкууникальногоконечногорезультатазапускаетпроцесси конструированияипрограммированияидальнейшееизучениевозможностей другихплатформ.Увлечениеробототехникойсоднойсторонынадо использоватькакинструментинтеллектуальногоразвитияобучающихсямогут,с другойсторонырезультатыконструирования(всевозможныемодели)-этоинструментпроектнойинтересадеятельности.

Простуюсборкуипрограммированиелюбойробототехнической конструкциипоготовымсхемамиинструкциям не льзясчитатьпроектом исходяизхарактеристикпроектногоподхода.Идеяготовоймодели несамостоятельная,деятельностьтожепоинструкции,результатизмеримый,но неуникальный,скореестандартный.Нодлятого,чтобысвробототехникасталаrинструментомпроектнойдеятельностиврукахдетей,этотинструментнадо освоить.Имнадонаучитьсяпользоваться(какножомивилкой,банкоматом илиавтомобилем).

Поэтимпричинамавторсчитаетактулаьноицелесообразнопервую ступеньробототехникипроходитьв56классах.Вкоторойобучающиеся познакомятсясосновамиробототехникисобственногоинаучатсяпроектрировать, программмироватьиконструироватьроботов.

Обзорробототехническихплатформимодическихсвоииучебных пособий.

Несмотрянаширокуюраспространенностьробототехникившколах,всё растущеговниманиякнейобразовательныхучреждений,единаяметодикаdynamixelsпреподавания,какая-либоцентрализованнаяметодическаяподдержкаиобщий вектордвижениявобразовательномпроцессеотсутствуют.

Образовательная робототехника в российском образовании осваиваетсяучащимися с помощью наборов:

Рисунок 9. Набор LEGO Education WeDo

Рисунок 10. Набор LEGO Education Mindstorms NXT

Рисунок 11. Набор LEGO EducationгMindstorms EV3(базовый набор)

Рисунок 12. Набор LEGO Education Mindstorms EV3(ресурсный набор)

АкцентируемсвоевниманиенаLEGOEducationMindstormsEV3.Трудно найтиребенкаэтоговозраста,которыйхотьразвжизнинедержалбывруках конструкторLEGO.Итаккакобучающиесяужезнакомысэлементнойбазой, тоизадачатолькоконструированиясразуупрощаетсявсоответствиисглавным принципомLEGO:«Всёдругдругуподходит».

Довольномощноепрограммноеобеспечениесвизуальнымязыком программированияEV3-G5набазеLabView6иготовыеинтуитивнопонятные пособиязачастуюпосборкеобеспечиваютмаксимальноудобныеусловиядля совершенияпервыхшаговвробототехнике.

Приэтом,такойробототехническийблокудобновстраиваетсяв пропедевтическийкурсинформатикиипозволяетподготовитьобучающихсяне толькоккурсупрограммированиявболеестаршихклассах,ноиобеспечить освоениеосновпроектаестественно-математическогоцикланаукпроекты.

5EV3-G – графический язык, используемый для программирования роботов семействаEV3 компанииLEGOEducation.

6LabView – графическая среда разработки приложений компанииNationalInstruments, использующая

графический язык «G» как основу.

  1. ScratchDuino. Р об опл ат ф орм а :

Рисунок 12.ScratchDuino.Робоплатформа.

ВпроцессеработысоScrtachDuino(рисунок12)ученикиназовемзнакомятсяс азамиболеепродвинутогоробоконструированияипрограммированияцельюроботов наплатформеArduinoспомощьютекстовогообъектно-ориентированного языкапрограммирования.

ВотличиеотрассмотренногонабораLegoMindstormsEducationEV3, акцентздесьставитсяненаконструкторскуюиэлементнуюбазу,анасоздание болеесложныхалгоритмическихобеспечениеконструкцийиформирование программистскойкультуры.

Крометого,открытаяархитектурааппаратногоипрограммного обеспечениясобственногопозволитуженаэтомэтапеуглубитьсявболеесложныевопросы робоконструированияипрограммированиядляребят,идущихкоторойсопережением образовательнойпрограммы.

  1. Arduino;

Рисунок 13. Программируемая платаArduinoUNO.

СемействопрограммируемыхплатArduino(рисунок13)включаетвсебя несколькоразличныхмоделейтакихтечение,какUNO,Mega,Leonardoидругие.Их отличаеттиписпользуемогопроцессора,объёмоперативнойпамятиипрочие параметры.

ВедущимдистрибьюторомпродукцииArduinoвРоссиипроектыявляется компанияАмперка7,предоставляющаяширокийвыборнетолькосамих программируемыхплат,ноиготовыхпедагогическомнаборов,вчислекоторыхимеется образовательныйнабор«Амперка»(рисунок14),позволяющийнаиболее комфортнопознакомитьдетейсданнойплатформой.

Рисунокдвижения14.Образовательныйнабор«Амперка»набазеплатыArduinoUNO.

7Сайт компании Амперка -http://amperka.ru/

ДляпрограммированияArduinoиArduino-совместимыхплат используетсяпрограммноеобеспечениеArduinoIDEсвободно распространяемаясистемапрограммированиясоткрытымисходнымкодом. СамязыкпрограммированияявляетсямодифицированнымязыкомпроектC++.

ВсёэтоделаетплатформуArduinoуниверсальныминструментом,с которымсистемастановитсявозможнымсозданиепрактическилюбогоустройства, котороетолькоможносебевообразить.

  1. FischerTechnic ;

Рисунокроботов15.ОбразовательныйнаборTXTПервооткрыватель

НаборыдляконструированияFischerTechnik(рисунок15)выпускает немецкаяфирмаиллиповfischertechnikGmbH.

Надоотметить,чтохотявРоссиимаркаFischerTechnikнеизвестнатак широко,какLego,вЕвропеэтонетолькоширокораспространеннаямарка детскихпластмассовыхконструкторов,ноиведущийпоставщикучебныхсебеконструкторовимоделейдляшколитехническихучилищ.Впоследнеевремя линейкаконструкторовFischerTechnikрасшириласьдонесколькихдесятков моделейреенииразногоуровня,длядетейначинаяот5лет.

ROBOTXУчебнаямоделейлаборатория-набордляконструированиямобильных роботовиавтоматическихустройств.Состоитизболее310компонентов,из которыхможнособрать11различныхмоделейроботовзадач,например,робота- футболиста,стиральнуюмашину,робота-погрузчикаидругихсг.

КакиLego,FischerTechnikоднозначнымможетбытьудобен,еслиувасужеестьтакие конструкторы,ивыбудетеиспользоватьдлястроительствамоделейтстарые детали.

Средапроектпрограммирования:ROBOPro.

ПроектArduinoпозволитвойтивмирробототехникисминимальнымисветофорызатратами.Единственное«но»программыдляиспользуемыхвArduino микропроцессоровпишутсянаассемблереилисиспользованиемспециальныхтеряеттрансляторовсдругихязыковактчск.Это  уровень  учащихся   старших  классов  и студентов вузапробленой.

  1. Bioloid Comprehensive Kit

Рисунок 16. Образовательный наборBioloidComprehensiveKit

RobotisBioloid(рисунок 16)— набор для созданияразработаныробота, производимый корейскойполовинефирмойRobotis . Набор предназначен для образовательных целей, а также для тех, кто  увлекаетсямашиностроенияробототехникой.  НаборBioloidкегельрингвключает в себя небольшие  сервоприводы ,  называемыеDynamixels   и  представляющие  собой самостоятельные  модули,  с  помощью  которых  могут  быть  собраны  роботы различнойявноконструкции,   например   колёсные  илишагающие  роботы.   НаборBioloid  схож  с   наборамиLEGOEducationMindstorms.  Набор  используетсясформулируем

вВоенно-морской       академии       СШАкакучебноеоборудованиев курсемашиностроения.ТакженаборBioloidчастоиспользуютучастникипланированиямеждународныхсоревнованийсвязиRoboCup.

ВкомплектBioloidнаборвходятсервоприводыDynamixels,наборсенсоров, программноеобеспечение,включающеевсебясреду3Dмоделированияи средупрограммированиянаС-подобномязыке.Количествоприводов достаточно,чтобыизготовитьмеханизмсвосемнадцатьюстепенямиадекватнымсвободы.

Проанализировав   робототехнические   платформы   разныхрамкахстран,   автор считает,    что  начинать  изучение  робототехники    в  основной  школе  логично именно  с  робототехническим  комплексомLEGOEducationMindstormsEV3. Помимо     всего     прочего,     наборыLEGO     сегодня     являютсяэкзоскелетнаиболее распространённымиетодическиев российских школах  и  домахсвоитехнического  творчества,  а сама  платформа  –  самой  широко  используемой  не  только  в  образовании,  она остаётся единственнымпедагогикидопустимым стандартом соревнований и олимпиад всех уровнейобработку.

Сегоднямыимеемсмысловыхнекоторыеавторскиеметодикиипособия,которые неизбежноустаревают,таккакониопираютсянакакие-токонкретные комплектыуровеньробототехники.Когдавыходитновыйнаборилипоявляютсяновые решения,методикаlegoилипособиестановятсялибочастичноподходящими,либо совсемнеподходящими.Посвоейструктуреисодержаниюонитакжене являютсяабсолютноудачнымиинереализуютполностьюидею образовательноговектораиустановкимежпредметныхметапредметныесвязейвявномвиде.(книгинаоснованиивыбраннойплатформы)

Вотнекоторыеизсамыхпопулярныхизданийр:уководством

  1. «Первыйшагвробототехнику»,Д.Г.Копосов,БИНОМ. Лабораторияподпроблемзнаний,Москва,2014.Включаетвсебяпрактикумзаднемдля5-6классов ирабочуютетрадькнему.Практикумпредставляетсобойнекийсборник теоретическихзнанийвнедрилвобластиробототехники,заданийипроектов. ОсновываетсяоннанабореLEGOEducationMindstormsNXT,которыйна сегодняшниймоментужеявляетсяscratchduinoустаревшим.Практикум  не  может  быть

полностьюадаптированподновыйнаборLEGOEducationMindstormsEV3и егопрограммноеобеспечение.Проектыизаданияпредставляютсобойкраткую постановкупроблемытемыинекоторыесодержатфрагментпрограммы, реализующейфункционированиеробота.Образовательныйкомпонентснова реализуетсякосвенно,асамизаданияипроектыориентированынаобласть

«Прикладнаяробототехника»,тоестьнасозданиетакихпомощьюфункциональных

моделейб,анкоато

которыепоказывают возможноеприменениеробототехнических

решенийвразныхобластяхжизнедеятельностисделатьчеловека.Черезтакиезаданияи проектыалгоритмпроисходитизучениеосновныхалгоритмическихконструкций, аппаратныхполовинеипрограммныхрешенийвыбранные,функционированиедатчиковробота. Такимобразом,данноеизданиеподошлобыдляпредметаобнаруживает«Робототехника», однакотакойпредметотсутствует.

  1. «Робототехникадлядетейиродителей»,С.А.Филиппов,Наука, Санкт-Петербург,2013.ДанноеизданиехотьиосновываетсяставитсянанабореLEGO EducationMindstromsNXT,однакоявляетсядовольноуниверсальныминфракрасныйилюбые рассматриваемыевнемзадачикнижнаямогутбытьлегкоперенесеныинадругие наборы.Внемрассматриваютсяосновныеконструкциикомпонентовроботатеряетс ихфизическимобъяснениемиобоснованием;триязыкапрограммирования (NXT-G,Robolab,RobotC);алгоритмыуправленияизадачидляроботаlego.Таким образом,данноепособиечастичноохватываетобластьалгоритмизациии программированияиматематикивнеявномтвватьвидеифизикивявном.Навыходе получаетсяхорошееобразовательноепособиепопредмету«Физика»,которыйпонятьинтегрируетсясробототехникой.

  1. «сКвязь

урс “Робототехника”: внеурочная деятельность», Д.А.  Каширин,

Н.Д.Федорова,М.В.Ключникова,Курган:ИРОСТ,2013.Включаетвсебя учебноепособие,рабочуютетрадьиметодическиерекомендациииЭОР. ОсновываетсянаLEGOMindstormsNXTидовольножесткокнемупривязан. СампосебеУМКимеетцельюорганизоватьобразовательнуюдеятельностьпо робототехникев5-6классахикакпособиеименнопотакойорганизацииотличиедовольноудачен.Однакосложноувидетьпрямыесвязискакими-либо

учебнымипредметамиисказатьтога,чтотакоепособиеможетпретендоватьна нишувосновномобразованиикакключевое.

  1. «Робототехникавшколе»Н.Н.Самылкина,В.В.Тарапата, издательство:Лаборатория   знаний,2017г.Данноеметодическоепособие отвечаетнасамыеактуальныедляучителявопросы:счегоначать?гдевзять необходимыеучебныематериалы?какиграяучитьмногиминтересными современнымвещам?какводномпроектеизучитьтемупоматематике,пару темпофизикеиприэтомсильновсехпостроенаобогнатьвпрограммированиииспользовать?

КнижнаясерияРобофишкипомощью(рассмотримнанабореLEGOMINDSTORMS EducationEV3).Сериядлясамостоятельнойведущимиливнеурочнойпроектнойработынаборыучащихся5-9классов.Соднойстроныизданиесодержитполностьюпоэтапно реализованныйпроект.Такаядеятельностьнапоминаетпрактическуюработу, ноконечныйрезультатпроектаможетбытьразным.

онструируем   роботов   на   LEGO®   MINDSTORMS® Education

EV3. Который час?», Валуев А.А., книжная серия : Робофишки, 2017. Сериякниг «РОБОФИШКИ» поможет создавать роботов, учиться и играть вместе сними.  С  помощью  деталей конструктораLEGO®MINDSTORMS®Education

EV3можнособратьроботаправило,способногоизмерятьвремяр,обофишки

и даже встроить в него

кукушку,оповещающуюонаступленииклассовкаждогоновогочаса. Длятехническоготворчествавшколеидома,атакженазанятияхв робототехническихкружкахчасто.

технологии,занятияхробототехническихкружков,привыполнениипроектови подготовкекучастиювсоревнованияхиолимпиадахтт.

Авторсчитает,чтобыуспешновнедритьробототехникувосновную школуисформироватьинженерно-техническогомышлениявинтегративнойчтобыпроектнойдеятельности,опирающиесяназнанияпоматематике,физикеи информатике.Логичноначинатьизучениеробототехникисробототехническим комплексомLEGOEducationMindstormsEV3.Методическоеиучебное пособиепомнениюавторалучшеиспользовать«Робототехникавшколе»Н.Н. Самылкина,В.В.Тарапатаикнижнуюсерию  книг:  Робофишки  для  набора LEGO Education Mindstorms EV3.

Тематическое планирование курса

ВГБОУГимназии№1552,гдеавторпреподает,авторомразработани утвержденвнеурочныйкурс«Образовательнаяробототехникаесть»,данный процесснепрерывнореализуетсяв5-6классах.Рассматриваются конструированиеиначальноетехническоемоделирование,послеэтого усложняетсясегоднякакуровеньмоделирования,такиуровеньпрограммирования роботов,предполагающийболеесложныеязыкипрограммирования.Вкачестве базовогооборудованияиспользуетсяанализLEGOконструкторыMindstormsEV3.

Назанятияхучащиесянапримеребазовыхмоделейпоявляютсярассматриваютдва направления-конструированиеипрограммирование.Врамкахкружковой деятельности,учащиесяимпровизируютисоставляютсобственныемодели роботов.Этоболеетворческийпроцесс,вкоторомучащиесямогутпроявить своизнанияинавыкииосуществитьзадумкирисунок.

Занятиястроятсявформеурока-исследования.Учащиесясамостоятельно решают,чтоонибудутконструировать,составляютпрограммыспособности,выделяют этапыпредстоящейработы.Всеэтосопровождаетсяколлективнымиdynamixelsобсуждениями,чтопомогаетимбыстреедостигатьпоставленныхпроектныхцелей. Учительвыступаетвкачествекуратораисследованиямонопроект.

КакотмечалЛ.С.Выготский,способностипроявляютсявдеятельностии внейжеформируются.Значит,сегодняучебныйпроцессдолженбыть "деятельностнымкритическая",детидолжныполучатьнеготовыезнания,адобыватьихв процессесвоейдеятельности.Приэтомнавыкиважнанепростоактивностьдетей,а такойобразовательныйпроцесс,входекоторогоунихформируются требуемыеобщеучебныеуменияиспособностимогут:-умениеставитьцель;- делатьвыбор;-приниматьрешения;-идоводитьихдоисполненияили другимисловами,какразиформируетсяумениеучиться,способностьк самоизменениюисаморазвитию.

Вашему вниманиюпредставленотематическое планированиекурса

«Образовательная  робототехника»в ГБОУ Гимназии  №1552  в 5-6  классах.

Срокреализациисебе2года.Почасовоепланированиекурсапредставленовтаблице 1и2.

Таблица 1.

Содержание учебного курса. 1 год обучения. 68 часов. 1 раз в неделю по 2

часа.

№ п/п

Тема

Всего часов

Теория

Практика

Тема  1.  Понятие  робототехника.  Знакомство  с  наборомттLEGOMINDSTORMSEV3  .Изучение среды программирования.  - 6 часа

11

Что  такое  робототехника.  НаборLEGO-MINDSTORMS.      Способы      крепления деталейсвязанно. Высокая башня.

2

1

1

12

Изучение среды управления и программированияр.азвитьПервая модельтакимробота

«Пятиминутка»

2

1

1

13

Создание программ для робота

«нПеделюятиминутка»

2

2

Тема 2. Понятие алгоритма. Создание программвнеурочнаядля роботов с датчиками и моторамиидеи

– 26 часа

21

Программирование движения робота

2

1

1

22

Знакомство с вычислительнымиlegoвозможностями роботапомощью

2

1

1

33

Датчик касания

2

1

1

2.4

Датчикповыситьсвета

2

1

1

2.5

Датчик цвета

2

1

1

2.6

Ультразвуковой датчик

2

1

1

2.7

Инфракрасный датчик

2

1

1

2.8

Инфракрасный датчик

2

1

1

2.9

Гироскопический датчиктранспортные

2

1

1

2.10

Кегельринг

2

1

1

2.11

Соревнование роботов

2

2

2.12

Сумо

2

1

1

2.13

Соревнование роботов

2

2

Тема 3. Проекты из серии книг «иРтогамиобофишкидомах» -  12 часов

3.1

Проект «rЧoboеловек – всему мера?»

2

1

1

3.2

Проект « В поисках сокровище»тодические

2

1

1

3.3

Проект «Тайный код СэмюэлазадачеМорзе»

2

1

1

3.4

Проект «уПслонениосторонним вход воспрещён»

2

1

1

3.5

Проект « Секрет ткацкого станка»

2

1

1

3.6

Проект «иВзучениеолшебнаяструктурнымипалочка»

2

1

1

Тема 4. Управление движущимся колесным роботомe.ducation- 24 часов

4.1

Выполнение разворота в три приема

2

1

1

4.2

Движение робота задним ходом

2

1

1

4.3

Освещение пути.

2

1

1

4.4

Светофорыделаети автоматизированные рельсовые системы.

2

1

1

4.5

Звуковой сигналгбоузаднего хода.

2

1

1

4.6

Запуск двигателя автомобиля без ключа

2

1

1

4.7

Круиз-контроль.

2

1

1

4.8

Мобильные роботы.

2

1

1

4.9

Проектирование собственного мобильного автономного робота.

2

1

1

4.10

Конструирование и программирование собственного мобильного автономного колесного робота

2

1

1

4.11

Анализ, доработка и представление собственного мобильного автономного колесного робота

2

1

1

4.12

Соревнование роботов.

2

2

Всего:

68

30

38

Таблицасв2.

Содержание учебного курса. 2 год обучения. 68 часов. 1 раз в неделю по 2

часа.

№ п/п

Тема

Всего часов

Теориясреда

Практика

Тема 1. Проекты из серии книг «вРнеурочногообофишкиситуации» -  4 часов

1.1

Проект «Который час?»

2

1

1

1.2

Проект «Крутое пике»

2

2

Тема   2.   Применение   программыROBOTC   для   создания   текстовых   программс,оревнованиеаналогичных программамEV3 - 22 часов

2.1

Выполнение разворота в три приема

2

1

1

2.2

Движение робота задним ходом

2

1

1

2.3

Освещение пути.

2

1

1

2.4

Светофоры и автоматизированные рельсовые системы.

2

1

1

2.5

Звуковой сигнал заднего хода.

2

1

1

2.6

Запуск двигателячасовавтомобиля без ключа

2

1

1

2.7

Круиз-контроль.

2

1

1

2.8

Мобильные роботы.

2

1

1

2.9

Проектирование собственного мобильного автономного робота.

2

2

2.10

Конструирование и программирование собственного мобильного автономного колесного робота

2

2

2.11

Анализ,     доработка     и     представление собственного    мобильного    автономного колесного роботаосвещение

2

2

Тема 3. Основные виды соревнований и элементы заданийс— 42 часов

3.1

Соревнование Сумо.

2

1

1

3.2

Соревнование Сумо.

2

2

3.3

Соревнование Сумо.

2

2

3.4

Кегельринг

2

1

1

3.5

Кегельринг

2

2

3.6

Объезд препятствий

2

1

1

3.7

Алгоритм движениякоторымипо линии  «Зигзаг»

2

1

1

3.8

Алгоритмвнедрилдвижения по линии « Зигзаг»

2

2

3.9

Алгоритм «Волна»

2

1

1

3.10

Алгоритмeducationавтоматической калибровкипроектдатчика цвета

2

1

1

3.11

Движение по линии на основе пропорционального управления

2

1

1

3.12

Поиск    и    подсчет    перекрестков    при пропорциональномфайлыуправлении движением по линиирисунок

2

1

1

3.13

Проезд инверсии

2

1

1

3.14

Движение робота вдоль стены

2

1

1

3.15

Движение роботаслововдоль стены

2

2

3.16

Поисксоревнованияцели в лабиринте

2

1

1

3.17

Поиск цели в лабиринте

2

1

1

3.18

Поискставитьцели в лабиринте

2

2

3.19

Соревнования роботов.

2

2

3.20

Соревнованияделитсяроботов.

2

2

3.21

Соревнования роботов.

2

2

Всего:

68

30

38

Согласнопрограмме«Образовательнойробототехники»,однимизпутей формированияУУДвосновнойшколеявляются:включениеобучающихсяв учебно-исследовательскуюипроектнуюдеятельность,внеурочнаяформа обучениятема,атакжесамостоятельнойработыучащегося.

Методическиеособенностиразвитиянавыковтпрограммированияв5-6классах

Вовнеурочномтакоекурсе«Образовательнаяробототехника»Гимназии

№1552   робототехнические   модели   программируютсянегативнов   5   классе   помощью графического  языка  программированияLabVIEW,  а  в  6  классе  с  помощью языканаборпрограммированияRobotC, основанный на С .

Графический  язык  программированияLabVIEW( рисунок  17)позволяет программировать  созданные учениками  робототехнические  модели, в котором программаобъявленасостоит  из  перемещаемых  пользователем  программных  блоков  – процедур    и    функций.    Помимо    этого,    программное    обеспечение    для образовательной   платформыEV3   обладает   целым   рядом   дополнительныхпотребностифункций,   призваннымlegoобеспечить   использованиеEV3   в   широкоммоделейспектре предметных    областей.    Среда    программированияLabVIEW         является бесплатной.     Более     подробная     информацияалгоритмпредставлена     на     сайте:https://education.lego.com/ru-ru/product/mindstorms-ev3/software

Рисунок 17. Среда программированияLabVIEW.

RobotC – среда программирования( рисунокпознавательные18),основанная на языке Си. Является  результатом  сотрудничестваCarnegieMellon    иLego.  Создана  для

развитияматематическихинфракрасный,информационныхитехнологических компетентностейуобучающихсявсфереобразовательнойробототехники. СредапрограммированияRobotCявляетсяплатной.Полнофункциональную10- дневнуюдемоверсиюпрограммногообеспеченияактчскдляинтересующей платформырсуокможнонайтинастраницезагрузки.Поистечениюэтогосрока необходимоприобрестигбоулицензию.Средапрограммированиясодержитвсе необходимыеруководства,примерыифайлысправки.Пользовательский интерфейсRobotCпредставленнаанглийскомязыке,русификатораспособностинет. ОфициальныйсайтRobotC:http://www.robotc.net

Рисунок 18. Среда программированияRobotC.

Напримеренекоторыхзанятийизтемыпроцессе4«Управлениедвижущимся колеснымроботом»(1годобучения5класс)итемы2«Применение программыRobotCдлясозданияобучениятекстовыхпрограмм,аналогичных программамEV3»(2годобучения6класс),которыепредставленыв тематическомпланировании,рассмотримнесколькопрограммдляробота, котораянаписананаLabVIEWиRobotC.

Занятие1.Выполнениеразворотавтриприемап.олучили

Основныепонятия:вход,выход,алгоритм,ожидание,ультразвуковой датчикфгосе,отладкапрограммы.

Задание1:программадляразворотавтриприема,задавразныезначениярисунок

для каждого мотора, что заставит робота двигаться в нужном направлении.

Задание2:спомощьюблокаожиданиясветофорыусовершенствоватьпрограмму такимобразом,чтобыколесныйроботостанавливалсявзаданнойточкевответ насигналультразвуковогодатчика.

Задание   3:  с   помощью   звукового  блока   изменить   программу таким

образомд,ает

чтобыонинициировалпоследователемпредупреждающийсигнал,когдаробот

оказывается на определенном расстоянии от препятствия.

Занятие 2. Движение робота задним ходом.

Основныепонятия:вход,выход,алгоритм,ожидание,датчиккасания, блокреализовыватьдвиженияирулевогоуправления.

Задание1:программаобеспечиваетдвижениероботавперед,при срабатываниедатчикаплатформкасанияроботдвигаетсязаднимходомсвключением предупреждающегосветовогосигналачерезфункциюотображения  состояния интеллектуального блока EV3.

Задание2:расширяемпрограммуспомощьювторогодатчикакасания, которыйпослужитдлязапускахарактерупрограммы.

Задание3:придвиженииколесногороботапереднимзавершитьилизаднимходомконструируемнаэкранедолжныотображатьсякоторстрелки,показывающиенаправления движения.

Перечислим основные метапредметные результаты, на формированиекоторых   целенаправленно   работает   учебно-методическая   программа  курса

«Образовательнаяробототехника», и укажемиспользуемыедляэтогопедагогические средства и приемы:

и познавательной игрушки, знакомой с раннего детства каждому ребенку;