35
Формирование навыков решения базовых задач робототехники.
Развивающие:
Формирование конструкторских навыков;
Формирование логического мышления;
Формирование пространственного воображения.
Воспитательные:
Формирование у обучающихся познавательного интереса к техническим
наукам;
Развитие коммуникативной компетенции: навыков общения в коллективе,
малой группе (в паре), участия в диалоге, обсуждении;
Развитие социально–трудовой компетенции: воспитание
самостоятельности, трудолюбия, умения завершать начатое;
Формирование и развитие информационной компетенции: умения
самостоятельно искать навыков работы с различными источниками
информации, извлекать и отбирать необходимую для решения учебных
задач информацию.
Методы обучения:
1. Познавательный (восприятие, осмысление и запоминание учащимися нового
материала с привлечением наблюдения готовых примеров, интерактивных
заданий, моделирования, изучения иллюстраций, восприятия, анализа и
обобщения демонстрируемых материалов);
2. Метод проектов (при усвоении и творческом применении навыков и умений
в процессе разработки собственных моделей);
3. Систематизирующий (беседа по теме, составление систематизирующих
таблиц, графиков, схем и т.д.);
4. Контрольный метод (при выявлении качества усвоения знаний, навыков и
умений и их коррекция в процессе выполнения практических заданий);
36
5. Групповая работа (используется при совместной сборке моделей, а также
при разработке проектов).
Формы организации учебных занятий:
Среди форм построения учебных занятий в данном курсе выделяются:
1. Практическое занятие;
2. Занятие–консультация;
3. Занятие–игра;
4. Соревнование;
5. Урок обобщения и систематизации знаний и умений.
К концу года учащиеся должны:
Знать:
Правила техники безопасности;
Основные детали конструктора Lego Education WeDo 2.0;
Конструктивные особенности различных моделей, сооружений и
механизмов;
Виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе.
Уметь:
Самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования
роботов (планирование предстоящих действий, самоконтроль, применять
полученные знания;
Создавать модели при помощи специальных элементов по разработанной
схеме, по собственному замыслу;
Работать с литературой, с журналами, с каталогами, в интернете (изучать
и обрабатывать информацию);
37
Формирование универсальных учебных действий может полноценно
происходить прежде всего в сфере дополнительного образования и
разнообразных форм внеурочной деятельности: познавательные
(исследовательские умения), регулятивные (умения планировать работу),
коммуникативные (умения сотрудничать, взаимодействовать и делать
презентацию готовых продуктов).
Занятия способствуют формированию целого ряда предметных
результатов ФГОС и Примерной общеобразовательной программе основного
общего образования (ПООП НОО), в том числе тех, которые в Примерной
программе обозначены как возможные: понимание и опыт использования
общих правил создания предметов рукотворного мира; умение планировать и
выполнять практическое задание с опорой на инструкционную карту;
понимание особенности выполнения проектной деятельности под
руководством учителя; способность выполнять действия моделирования и
преобразования модели, работать с простейшей технической документацией;
умение отбирать и выстраивать оптимальную технологическую
последовательность реализации собственного или предложенного учителем
замысла; умение анализировать устройство изделия; способность создавать
мысленный образ конструкции с целью решения определённой
конструкторской задачи; воплощать этот образ в материале и др.
Пошагово соединяя детали конструктора Lego Education Wedo 2.0 и
обучаясь строить из части целое – модель, учащиеся свои мысли и действия
выстраивают последовательно, друг за другом.
Возможность создавать любую собственную модель и
трансформировать ее благодаря особенностям конструктора Lego Education
Wedo 2.0 развивают творческое начало у учащихся, креативность и свободу
самовыражения и самореализации. Все это формирует метапредметные,
38
универсальные навыки и способность принимать решения самостоятельно.
Подобные навыки помогают в самореализации в любой предметной области.
Для удобства работы и поддержания интереса у учащихся детей
младшего школьного возраста пособие разделено на тематические главы, что
позволяет вести занятие, в повествовательной форме погружая учеников в игру.
Каждая глава содержит в себе несколько ключевых элементов:
Брифинг:
Указывается главные и вспомогательные задания главы. На этом этапе
учитель объясняет или дает понятия по главе, тем самым затрагивая важные
темы, и дает общее объяснение темы урока.
Основная часть:
В основной части присутствуют визуальные элементы и схемы, с
помощью которых учащийся ведут обсуждение и сравнение по возможному
выполнению задач. Основная часть содержит в себе элементы творческого
подхода, где результат у каждого ученика будет индивидуальный, что поможет
ему реализовать свои творческие фантазии и желания.
Дополнительные задачи:
В каждой главе присутствует несколько дополнительных заданий с
различными уровнями сложностями и типом решения. В основном задание
делятся на несколько типов
1. Лабиринт. Необходимо выйти из лабиринта или пройти трассу с записью
алгоритма движения в тетрадь или на компьютере. В некоторых заданиях
есть критерии прохождения или бонусные предметы. [Приложение 2]
2. Расшифровка кода. Словесный или цифровой код, который необходимо
расшифровать с помощью определенных подсказок. На данном этапе
задачу можно решать как коллективно, при помощи общего обсуждения
39
решения нахождения шифра, так и индивидуально в зависимости от
сложности кода и общих индивидуальных особенностей класса.
[Приложение 3]
3. Картинки – ребусы. Где указаны различные предметы и необходимо либо
выяснить, что общего у данных предметов либо где и как они
используются. На данном этапе проводится активное обсуждение
предметов, так же рассказывается краткая характеристика или
интересные факты. [Приложение 4]
4. Как это работает? Схема из различных механизмов, где у учащегося
просят выяснить в каком направлении или каким образом будет
действовать механизм при определенных условиях или в определенное
время. Развивает визуально техническое восприятие. Выполнение
данного задание возможно как с помощью физического выполнения,
создание аналогичного механизма и проведения эксперимента для
выявления движения. Так и с помощью простого вычисления в тетради
или на компьютере. [Приложение 5]
5. Создание механизма. Собрать из набора Lego Education Wedo 2.0
конкретный механизм по сборке и выполнить задание с помощью
написания алгоритма действия. На данном этапе возможны
индивидуальные улучшения механизма самим учеником. [Приложение 6]
6. Проектная деятельность. Где учащемуся предлагается на выбор создания
проекта и рассмотрение полного цикла работы над робототехническим
решением, от замысла и описания проекта до представления результатов
работы. [Приложение 7]
7. Испытание стенда. Необходимо рассмотреть рисунок и выяснить, какие
детали использовались в данной модели. Чаще всего такие задания
используется для повторения пройденного материала и лучшего
запоминания деталей. [Приложение 8]
40
8. Почини механизм. Необходимо собрать механизм глядя на пример с
картинки. Данный тип задание необходим для увеличения количества
открытых, проблемных заданий, где ученики предлагают своё
инженерное решение проблемы. [Приложение 9]
В конце каждого испытания в зависимости от выполненного задания
начисляются баллы в одной из трех категорий:
Баллы конструирования
Баллы наблюдения
Баллы программирования
Данные баллы являются своеобразной отметкой или показателем успехов и
достижений, при недостаточном количестве баллов нельзя выбрать некоторые
проекты, но преподаватель со своей стороны может добавить баллы за
дополнительные вопросы или задания, придуманные самостоятельно по ранее
изученному материалу.
После прохождения нескольких глав можно устроить выставку работ
учащихся, посмотреть на общие результаты или выполнить общий проект в
большой команде. Что позволит развить навыки работы в команде, умение
презентовать своё изобретение и защитить созданный проект, так же
задействовать всех учащихся и назначить на разные роли для ведения проекта.
В пособии затрагивается, различные важные темы и условно разделены
на несколько пунктов:
Механика и транспорт;
Экология;
Переработка мусора;
Альтернативные источники энергии;
Город будущего;
Космос;
Спорт.
41
Каждая из этих тем сопровождается дополнительными материалами,
интересными фактами, общими обсуждениями, мини-заданиями, возможность
проведения параллелей с другими школьными предметами. В зависимости от
пройденной темы для закрепления материалов или более глубоко изучения
можно задавать тематическое домашнее задание, в котором будут отражаться
особенности данной темы и важности ее изучения.
Большая часть заданий и сборок моделей является адоптивными для
возможности проведения занятий на более старой версии комплектов, такой как
Lego Education WeDo, так как этот комплект остается в некоторых школах и
детских кружках по робототехнике до сих пор актуальным. А при
использовании дополнительных материалов, деталей или наборов каждое
задание и сборку можно улучшить или усовершенствовать, дать возможность
самостоятельно придумать визуальное или техническое обновление
стандартной модели.
По сколько уровень умений и развитий у учеников младшего школьного
возраста может значительно отличаться друг от друга, то разработка заданий, в
которых подразумевается сборка модели из набора Lego Education WeDo 2.0
можно разделить на два уровня сложности. Первый уровень для учащихся,
которые не имели опыта сборок наборов Lego или не справляются с трудными
заданиями, подразумевает под собой сборку стандартной модели, которая
показана в пособии и занимает большую часть учебного времени, для них
возможности собрать указанную модель и запустить ее согласно стандартным
инструкциям будет большим успехом. Видя, что они справились с заданием
повысить уровень мотивации и общий интерес к занятиям, у данных учеников
не появится ощущение неудачи или провала. Второй уровень предназначен для
тех учащихся, которые уже имеют опыт в конструировании или у них
достаточно быстро, получается, собрать стандартную модель. По окончанию
сборки и достаточному времени до конца урока учащемуся дается
42
дополнительное задание на конструирование и техническое улучшение данной
модели. Это может быть как дополнительные движущиеся части, улучшение
алгоритма движения или добавление датчиков восприятия окружающего мира,
которые позволят модели выполнять новые функции. Так же можно дать
задание на визуальное улучшение модели, это можно сделать в виде
дополнительных материалов или деталей Lego, так и с помощью кистей,
красок, поделок из бумаги и т.д.
Разработанный курс позволил существенно повысить не только интерес
обучающихся, но и их образовательные результаты. В частности ученики
начальных классов успешно принимали участие в RoboFest и иных состязаниях
по спортивной и образовательной робототехнике в своей возрастной группе.
43
2.3 Результаты апробации дополнительной образовательной программы
«Роботехника» на базе ЦМИТ «Полицент» и ГБПОУ 1-й «МОК»
Эксперимент играет важную роль в педагогических исследованиях,
поскольку является реализацией специально организованной проверки разных
методов и приемов работы, служит для выявления педагогической
эффективности, а также проверки гипотезы научного исследования. Для
проведения эксперимента были выбраны две группы со смешанными
учениками 2-3 классов. Один класс был экспериментальной группой, другой
класс был контрольной группой, поскольку для проведения педагогического
эксперимента нужны две группы: экспериментальная и контрольная для того,
чтобы можно было проверить эффективность предложенной методики и
подтвердить гипотезу.
Для решения задач исследования и достижения цели исследования была
сформулирована следующая гипотеза: применение интерактивных заданий на
занятиях элективного курса по робототехнике будет способствовать
повышению познавательного интереса учащихся младшего школьного возраста
и, как следствие, повышению эффективности обучения основам робототехники.
Экспериментальной базой для проведения исследования выступал ГБПОУ
«1-й МОК» и ЦМИТ «ПОЛИЦЕНТ». В 1-ом МОКе проводились основные
исследования с экспериментальной и контрольной группой, а в «полицент» был
проведен сравнительный эксперемент для подтверждения того, что на данные
исследования не влияют второстепенные факторы, такие как: территориальное
нахождение, финансовые различия, педагогический состав, наличие
дополнительных и расширенных материалов.
44
Таблица 1.
Исходные данные всех групп
Площадка
Количество
участников
Средний
возраст
участников
Бюджетная
группа
Количество
участников
в конце
года
1-й МОК
Контрольная
группа
12
8
Да
8
1-й МОК
Экспериментальная
группа
12
8
Да
11
ЦМИТ ПОЛИЦЕНТ
сравнительная
группа
14
8
нет
12
Техническое оснащение у контрольной и экспериментальной групп было
одинаковое, так как занятия проходили в одной аудитории в разное время, и
включало в себя: 13 ноутбуков марки MacBook, 13 комплектов Lego Education
WeDo 2.0, интерактивная доска с возможностью подключения к
преподавательскому компьютеру, меловая доска, столы стулья под количество
учащихся. На уроке ученики сидели по отдельности каждый со своим
ноутбуком, набором и пособием, занятие проходило на протяжении одного часа
десяти минут с перерывом на отдых и проветривание класса. Занятия являются
полностью бесплатными, по окончанию занятия родители в класс не
приглашались, но ученики могли вести фото и видео съемку для запечатления
своих результатов. При необходимости или желания родителей проходили
встречи, на которых обсуждались результаты учащихся и дальнейший план