Педагогические условия эффективной реализации робототехники в образовательную деятельность учащихся

ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1 ОСОБЕННОСТИ ПРЕПОДАВАНИЯ РОБОТОТЕХНИКИ В ОБРАЗОВАТЕЛЬНОМ ПРОСТРАНСТВЕ 6
1.1 Возможности и особенности эффективной реализации преподавания робототехники в образовательной организации 6
1.2 Методы обучения, используемые в процессе преподавания робототехники 9
1.3 Анализ методической литературы эффективных программ обучения робототехнике в образовательном учреждении 15

ГЛАВА 2 АПРОБАЦИЯ И РАЗРАБОТКА КУРСА ПО ОСНОВАМ ЭФФЕКТИВНОГО ПРЕПОДАВАНИЯ РОБОТОТЕХНИКИ В ОБРАЗОВАТЕЛЬНОМ ПРОСТРАНСТВЕ 22
2.1 Общие характеристики и анализ базы исследования МБОУ «СОШ № 2 с.Шалажи» 22
2.2 Экспериментальная работа и структура курса по основам эффективного преподавания робототехники в школе 25

ГЛАВА 3 РЕКОМЕНДАЦИИ И УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПО ЭФФЕКТИВНОЙ РЕАЛИЗАЦИИ РОБОТОТЕХНИКИ В ОБРАЗОВАТЕЛЬНОМ ПРОЦЕССЕ 35
3.1 Рекомендации эффективной реализации робототехники в образовательном процессе на примере конструирования роботов Lego 35
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 50
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 53

Весь текст будет доступен после покупки

Современный мир невозможно представить без использования механических и робототехнических устройств. Динамичный переход к автоматизации обуславливает внедрение различных компьютерных технологий в каждую сферу человеческой жизни: роботпылесосы, всевозможные игрушки на радиоуправлении, система «умный дом» и т.д.
В свою очередь, развитие подобных технологий требует подготовки большого числа специалистов в области робототехники. Что, безусловно, ставит новые задачи перед современной системой образования. Подходить к решению этого вопроса нужно комплексно. Соответственно, кроме подготовки кадров, необходимо не забывать о методическом сопровождении данного направления.
Робототехника является областью техники, связанной с разработкой и применением роботов и компьютерных систем управления ими. В основе робототехники находятся следующие науки: механика, математика, физика, информатика, электроника, технология.
Образовательная робототехника – новое направление обучения, которое является междисциплинарным и интегрирует в себе знания различных отраслей. Также данное направление является уникальным инструментом, так как безусловно повышает мотивацию обучающихся к учебной деятельности и позволяется повысить успеваемость по многим школьным предметам.
В современном образовании робототехника распространена в основном в области дополнительного образования, соответственно достаточного методического подкрепления не имеет. Следовательно, можно сделать вывод, что необходимо разрабатывать грамотные методические пособия, материалы и программы.
Робототехника осваивается на разных кружках, элективных курсах, с помощью образовательных конструкторов: Lego WeDo, Arduino, Lego MindstorЁ8ms NXT, Bioloid, Roborobo и т.д. Конструктор Lego Minstroms NXT является более распространенным, поскольку может использоваться для школьников различных возрастов (от 7 до 18 лет).
Актуальность выбранной темы состоит в том, что педагоги, начиная обучать детей имеют небольшую методическую базу, на которую могли опираться в процессе обучения. Так как данная область дополнительного образования недостаточно проработана в теоретическом аспекте. Необходимо отметить и то, что присутствуют проблемы с подготовкой педагогов, способных обучать школьников робототехнике. В современном образовании присутствует существенный дефицит специалистов в данной области. Наряду с этим, не многочисленны федеральные и региональные программы по подготовке преподавателей робототехники.
На сегодняшний день в Российской Федерации отсутствуют специальности «Педагог по робототехнике» и так же нет такой программы подготовки в бакалавриате. Многие педагогические ВУЗы ввели программу магистерской подготовки по направлению: «Робототехника, мехатроника и электроника в образовании». Но не каждый учитель готов поступать в магистратуру, так как это требует большого количества времени, сил и не следует забывать, что количество мест ограничено, в том числе бюджетных.
Объект исследования: робототехника как направление в дополнительном образовании.
Предмет исследования: особенности преподавания робототехники в образовательном пространстве.

Весь текст будет доступен после покупки

ГЛАВА 1 ОСОБЕННОСТИ ПРЕПОДАВАНИЯ РОБОТОТЕХНИКИ В ОБРАЗОВАТЕЛЬНОМ ПРОСТРАНСТВЕ

1.1 Возможности и особенности эффективной реализации преподавания робототехники в образовательной организации

Робототехника является перспективным направлением информационных технологий. В различных современных отраслях используются знания робототехники, например, роботизированные системы используются в производстве автомобилей, станков, микроэлектронике и т.д. Несомненно, для развития данных направлений требуются высококвалифицированные специалисты, что ставит новые задачи перед отечественной системой образования. Решение данных задач требует комплексного подхода и совершенствование традиционного комплекса физико-математических дисциплин, используемого в настоящее время.
Наиболее подходящими предметами для обучения школьников робототехники являются информатика и технология. Именно в программе данных уроков можно реализовать обучение робототехники, используя, в рамках занятий специальные конструкторы и программное обеспечение. Конструктор, который позволяет охватить все возрастные группы обучающихся и является наиболее распространенным – это Lego design. Важным преимуществом является непрерывность и поэтапность обучения, потому что комплекты данного семейства могут использоваться от начальной школы и до старших классов.
В рамках школьной программы в обучении робототехники можно выделить три уровня: начальная школа, средняя школа и старшая школа.
Для обучения робототехнике в начальной школе можно использовать конструктор Lego WeDo, состоящий из стандартных деталей Lego, а также набора датчиков и приводов, подключаемых к USB. Этот конструктор включает в себя программное обеспечение, в котором присутствует простая и интуитивно понятная среда программирования. Комплект поставляется с набором задач, который состоит из 12 отдельных проектов с подробным описанием их реализации. Это позволяет ученику самостоятельно создавать и программировать существующие модели, а затем использовать их для выполнения практических заданий.
Конструктор Lego Mindstorms, можно использовать для обучения робототехнике в средней школе, который также состоит из стандартных деталей Lego (планки, оси, колеса, шестерни), датчиков, двигателей и программируемого блока NXT. Наличие отдельного программируемого устройства в сочетании с высокоуровневой средой программирования делает этот набор серьезным инструментом, позволяющим создавать роботов, которые решают относительно сложные задачи. Важным преимуществом Lego Mindstorms является простота и гибкость. Этот комплект позволяет выбрать необходимые детали практически для любой задачи или объединить несколько комплектов для решения сложных задач.
Для обучения робототехнике в старших классах можно использовать конструктор TETRIX, который является главным конструктором международных конкурсов FIRST Tech Challenge. Этот конструктор состоит из набора металлических деталей, датчиков, сервоприводов и программируемого блока NXT. Программирование роботов, собранных из этого набора, осуществляется на языке RobotC.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Образовательная и соревновательная робототехника в условиях реализации Федеральных государственных образовательных стандартов : Сборник материалов участников творческой лаборатории / Автор-составитель и научный редактор М.В. Кузьмина. – Киров : Кировское областное государственное образовательное автономное учреждение дополнительного профессионального образования «Институт развития образования Кировской области», 2020. – 83 с. – (Федеральные государственные образовательные стандарты). – EDN ZOIZYZ.
2. Попова, А. А. Активизация познавательной деятельности школьников: дисциплины естественнонаучного цикла (начальная ступень) : Техническое конструирование, информационная грамотность, робототехника / А. А. Попова, О. С. Власова, Е. В. Черная ; Челябинский государственный университет. – Челябинск : Челябинский государственный университет, 2022. – 111 с. – ISBN 978-5-7271-1823-8. – EDN QDIHSI.
3. Рахвалов, А. Ю. О практическом опыте применения традиционных методов обучения технологии на занятиях по робототехнике / А. Ю. Рахвалов // Образовательная робототехника: состояние, проблемы, перспективы : Сборник статей Международной научно-практической конференции, Новосибирск, 30–31 октября 2019 года / Под редакцией Р.В. Каменева, Е.Е. Ступиной. – Новосибирск: Новосибирский государственный педагогический университет, 2020. – С. 218-221. – EDN MXJMRZ.
4. Современные инновационные технологии в образовании (сито-2022) : материалы VI Всероссийской научно-методической конференции, Москва, 21 ноября 2022 года. – Москва: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный университет просвещения", 2023. – 140 с. – ISBN 978-5-7017-3401-0. – EDN KJNTYM.
5. Современное технологическое образование: проблемы и решения : МАТЕРИАЛЫ V МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ ИНТЕРНЕТ-КОНФЕРЕНЦИИ, Москва, 15 февраля 2022 года. – Москва: Общество с ограниченной ответственностью "ПРИНТИКА", 2022. – 130 с. – ISBN 978-5-6047079-4-4. – EDN LSNSHK.
6. Зорин, А. С. Методический LEGO education steam-проект «LEGO garbage sorter» / А. С. Зорин, Д. Ю. Кузьмина // STEAMS практики в образовании : Сборник лучших STEAMS практик в образовании. Том Часть 2. – Москва : Издательство "Перо", 2021. – С. 174-179. – EDN ELSFAR.
7. Самибаева, П. М. Сравнительный анализ технических особенностей робототехнических наборов LEGO wedo, LEGO Mindstorms EV3, LEGO Spike Prime и возможностей их использования в системе дополнительного образования / П. М. Самибаева // Про-ДОД. – 2024. – № 5(53). – С. 75-85. – EDN RQWFKX.
8. Карачарова, Л. Е. LEGO-конструирование в старшем дошкольном возрасте как средство развития технического творчества детей / Л. Е. Карачарова, А. А. Жуйборода // Молодой ученый. – 2021. – № 20(362). – С. 161-163. – EDN GTDKZV.

Весь текст будет доступен после покупки