Файл: Основные цели и задачи образовательной робототехники.docx
Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 483
Скачиваний: 26
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение«Сергокалинская СОШ №2 им. Героя России Магомеда Нурбагандова»Реферат на тему «Основные цели и задачи образовательной робототехники» Выполнила:учитель начальных классов Пахрудинова Зарема Руслановна. 2022г. Содержание 1.Введение1.1 Актуальность проблемы1.2 Цель1.3. Задачи2. Основная часть2.1 . История создания роботов2.2. Современные проблемы обучения робототехнике2.3. Возможности робототехники2.4.Компоненты образовательной робототехники3.Заключение4.Список литературы5.Приложения 1.ВведениеСовременную жизнь очень сложно представить без использования информационных технологий. Интенсивный переход к информатизации общества обуславливает все более глубокое внедрение информационных технологий в различные области человеческой деятельности.Задача инновационного развития экономики требует опережающего развития образовательной среды, в том числе развития детского технического творчества. Одной из наиболее инновационных областей в сфере детского технического творчества является образовательная робототехника, которая объединяет классические подходы к изучению основ техники и современные направления: информационное моделирование, программирование, информационно-коммуникационные технологии.Сегодня роботостроение — это целая индустрия, включающая большое количество рынков и направлений в науке и исследованиях. Она отвечает за проектирование, производство и применение программируемых механических устройств — роботов, способных действовать без помощи человека. Робототехника отражает все грани научно-технического творчества в настоящее время и является уникальной образовательной технологией, направленной на поиск, подготовку и поддержку нового поколения молодых исследователей с практическим опытом командной работы на стыке перспективных областей знаний.
В российских образовательных программах робототехника приобретает все большее значение. Учащиеся российских школ вовлечены в проектирование и программирование робототехнических устройств, с применением LEGO-роботов, промышленных роботов, специальных роботов для МЧС России.1.1. Актуальность Человечество остро нуждается в роботах, которые могут без помощи оператора тушить пожары, самостоятельно передвигаться по заранее неизвестной, реальной пересеченной местности, выполнять спасательные операции во время стихийных бедствий, аварий атомных электростанций, в борьбе с терроризмом. Появилась необходимость в мобильных роботах, предназначенных для удовлетворения каждодневных потребностей людей. И уже сейчас в современном производстве и промышленности востребованы специалисты обладающие знаниями в этой области. Поэтому, образовательная робототехника приобретает все большую значимость и актуальность в настоящее время.1.2. Цели1. Внедрение современных научно-практических технологий в образовательный процесс.2. Содействие развитию молодежного и детского научно-технического творчества.3. Популяризация научно-технического творчества и робототехники;1.3. Задачи1.Формирование компетенций в области технического производства с применением робототехнических систем;2.Создание кружка по робототехнике и научно-техническому творчеству.3.Внедрение робототехники в уроки образовательной программы. 2.Основная часть2.1 . История создания роботовВпервые манипуляторы были созданы в 1940–1950 гг. для атомных исследований, а затем и для атомной промышленности. Подобные устройства стали применяются в глубоководной технике, металлургии и ряде других отраслей промышленности.Первый промышленный робот Unimate был выпущен в конце 50-х годов фирмой Unimation (Д. Деволом совместно с Д. Энгельбергером). Этот робот содержал контур обратной связи по положению, в котором перемещения звеньев манипулятора измеряли установленные в них датчики.В середине 60-х годов стало очевидно, что гибкость программируемых роботов может быть повышена при использовании систем очувствления, основанных на применении датчиков среды.Первая система такого типа – тактильная – была разработана X. Эрнстом в рамках проекта «Mechanical Hand-1». Она позволяла роботу укладывать кирпичные блоки без помощи оператора.
Наконец, в начале 70-х годов по проекту «Stanford Arm» группа Р. Пола создала мультимодальную информационную систему «глаз – ухо – рука», содержащую тактильные, локационные и визуальные датчики.Сегодня развитие робототехники подходит к важному этапу – развитию искусственного интеллекта. «Интеллект», заключенный в роботе, принимает одну из двух форм: программно поддерживаемый интеллект (экспертная система) и интеллект в форме нейронной сети.Экспертные системы основаны на системе решающих правил. Это системы-решатели, системы-консультанты в определенной предметной области, заключающие в себе знания специалиста-эксперта 2.2. Современные проблемы обучения робототехнике Учет возрастных особенностей учащихся, психических процессов. Отсутствие методологической базы. Недостаточное материально-техническое обеспечение. Алгоритмизация: за и против. Недостаточность научно-методического сопровождения образовательного процесса; Сложности проектирования интегриванных, «матричных» образовательных программ; Разная степень развития информационной компетентности; Диагностика образовательных результатов образовательной программы.Образовательная робототехника - это направление, в котором осуществляется современный подход к внедрению элементов технического творчества в учебный процесс через объединение конструирования и программирования.2.3. Возможности робототехники Реализация курса робототехники позволяет создавать необходимые условия для высокого качества образования за счет использования в образовательном процессе новых педагогических подходов и применение новых информационных и коммуникационных технологий. При изучении робототехники и лего-конструирования прослеживается межпредметная и метапредметная связь (физика, технология, информатика, математика и др.). Курс образовательной робототехники обеспечивает раннюю профориентацию талантливой молодежи на инженерно-конструкторские специальности. Обучающиеся постоянно предлагают и реализовывают новые интересные идеи по конструированию, программированию роботов.
Представленные методики и технологии обучения являются эффективными, современными. Учащиеся с большим интересом и энтузиазмом посещают занятия, соревнуются между собой. Всегда с большим удовольствием соглашаются посещать и участвовать в различных турнирах по робототехнике2.4.Компоненты образовательной робототехники целевой, содержательный, деятельностный, воспитательный, развивающий.Целевой аспект: образовательная робототехника рассматривается как средство эффективного формирования у обучающихся всего комплекса универсальных учебных действий (познавательных, регулятивных, личностных, коммуникативных);Содержательный аспект: в ходе изучения образовательной робототехники у педагога появляется возможность эффективной реализации межпредметных связей по основным учебными предметами «Информатика», «Физика», «Математика»Деятельностный аспект связан с освоением в рамках курса образовательной робототехники видов деятельности, присущих предметам естественнонаучного цикла: систематическое наблюдение, выдвижение гипотезы, прогнозирование, сбор и интерпретация данных, анализ полученных результатов, формулировка выводов и др. Ведущим методом при обучении школьников образовательной робототехнике является метод проектов, ориентированный на самостоятельную деятельность учащихся – индивидуальную, парную, групповую, которую учащиеся выполняют в течение определенного отрезка времени. Воспитательный аспект: образовательная робототехника связана с профориентационной функцией курса (на занятиях представляются образцы инженерной деятельности), так и с культурологической (знания по робототехнике как «значимые формы социокультурного опыта человечества»).Развивающий аспект заключается в том, что синтез конструирования и программирования в одном курсе, позволяет решать задачи развития у обучающихся: психических познавательных процессов (восприятия, мышления и речи, памяти, воображения), развитие форм мышления (анализ, синтез, сравнение и др.),
развитие качеств личности (поведение и поступки, интеллектуальные, особенности, организационно-волевые качества, творческий потенциал и др.).3.ЗаключениеВ результате освоения образовательной робототехники у обучающихся формируются следующие действия (умения): Определять, различать и называть детали конструктора Конструировать по условиям, заданным преподавателем, по образцу, по схеме Умение излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений Определять и формулировать цель деятельности на занятии Умение работать в паре; умение рассказывать о модели, ее составных частей и принципе работы Умение работать над проектом в команде, распределять обязанности (конструирование и программирование) Развитие способностей к решению проблемных ситуаций Умение исследовать проблему, анализировать имеющиеся ресурсы, выдвигать идеи, планировать решения и реализовывать их. Расширение технических и математических словарей ученика. Развитие образовательного учреждения в контексте обучения робототехнике: Включение большего количества учащихся в робототехнику. Создание методической и дидактической базы, дистанционных курсов по робототехнике. Развитие направления образовательной робототехники на базе Arduino. Участие в муниципальных, региональных, всероссийских соревнованиях, чемпионатах по робототехнике. Участие в научно-практических конференциях («Поиск и творчество» и др.). Сетевое взаимодействие по направлению робототехника со ОУ-партнерами. Изучение передового опыта реализации образовательной робототехники.4.ЛитератураИнтернет-ресурсы1. http://www.radiosovet.ru/book/robototehnika/8106-konstruirovanie-mehanizmov-robotov.html2. Конюх В.Л. Основы робототехники. Издательство: Ростов н/Д: Феникс, 2008 – 288 с.http://www.radiosovet.ru/book/robototehnika/8040-osnovy-robototehniki.html3. http://www.wroboto.org4. http://www.prorobot.ru5. Филиппов С.А. «Робототехника для детей и родителей» - «Наука» 2011г.
В российских образовательных программах робототехника приобретает все большее значение. Учащиеся российских школ вовлечены в проектирование и программирование робототехнических устройств, с применением LEGO-роботов, промышленных роботов, специальных роботов для МЧС России.1.1. Актуальность Человечество остро нуждается в роботах, которые могут без помощи оператора тушить пожары, самостоятельно передвигаться по заранее неизвестной, реальной пересеченной местности, выполнять спасательные операции во время стихийных бедствий, аварий атомных электростанций, в борьбе с терроризмом. Появилась необходимость в мобильных роботах, предназначенных для удовлетворения каждодневных потребностей людей. И уже сейчас в современном производстве и промышленности востребованы специалисты обладающие знаниями в этой области. Поэтому, образовательная робототехника приобретает все большую значимость и актуальность в настоящее время.1.2. Цели1. Внедрение современных научно-практических технологий в образовательный процесс.2. Содействие развитию молодежного и детского научно-технического творчества.3. Популяризация научно-технического творчества и робототехники;1.3. Задачи1.Формирование компетенций в области технического производства с применением робототехнических систем;2.Создание кружка по робототехнике и научно-техническому творчеству.3.Внедрение робототехники в уроки образовательной программы. 2.Основная часть2.1 . История создания роботовВпервые манипуляторы были созданы в 1940–1950 гг. для атомных исследований, а затем и для атомной промышленности. Подобные устройства стали применяются в глубоководной технике, металлургии и ряде других отраслей промышленности.Первый промышленный робот Unimate был выпущен в конце 50-х годов фирмой Unimation (Д. Деволом совместно с Д. Энгельбергером). Этот робот содержал контур обратной связи по положению, в котором перемещения звеньев манипулятора измеряли установленные в них датчики.В середине 60-х годов стало очевидно, что гибкость программируемых роботов может быть повышена при использовании систем очувствления, основанных на применении датчиков среды.Первая система такого типа – тактильная – была разработана X. Эрнстом в рамках проекта «Mechanical Hand-1». Она позволяла роботу укладывать кирпичные блоки без помощи оператора.
Наконец, в начале 70-х годов по проекту «Stanford Arm» группа Р. Пола создала мультимодальную информационную систему «глаз – ухо – рука», содержащую тактильные, локационные и визуальные датчики.Сегодня развитие робототехники подходит к важному этапу – развитию искусственного интеллекта. «Интеллект», заключенный в роботе, принимает одну из двух форм: программно поддерживаемый интеллект (экспертная система) и интеллект в форме нейронной сети.Экспертные системы основаны на системе решающих правил. Это системы-решатели, системы-консультанты в определенной предметной области, заключающие в себе знания специалиста-эксперта 2.2. Современные проблемы обучения робототехнике Учет возрастных особенностей учащихся, психических процессов. Отсутствие методологической базы. Недостаточное материально-техническое обеспечение. Алгоритмизация: за и против. Недостаточность научно-методического сопровождения образовательного процесса; Сложности проектирования интегриванных, «матричных» образовательных программ; Разная степень развития информационной компетентности; Диагностика образовательных результатов образовательной программы.Образовательная робототехника - это направление, в котором осуществляется современный подход к внедрению элементов технического творчества в учебный процесс через объединение конструирования и программирования.2.3. Возможности робототехники Реализация курса робототехники позволяет создавать необходимые условия для высокого качества образования за счет использования в образовательном процессе новых педагогических подходов и применение новых информационных и коммуникационных технологий. При изучении робототехники и лего-конструирования прослеживается межпредметная и метапредметная связь (физика, технология, информатика, математика и др.). Курс образовательной робототехники обеспечивает раннюю профориентацию талантливой молодежи на инженерно-конструкторские специальности. Обучающиеся постоянно предлагают и реализовывают новые интересные идеи по конструированию, программированию роботов.
Представленные методики и технологии обучения являются эффективными, современными. Учащиеся с большим интересом и энтузиазмом посещают занятия, соревнуются между собой. Всегда с большим удовольствием соглашаются посещать и участвовать в различных турнирах по робототехнике2.4.Компоненты образовательной робототехники целевой, содержательный, деятельностный, воспитательный, развивающий.Целевой аспект: образовательная робототехника рассматривается как средство эффективного формирования у обучающихся всего комплекса универсальных учебных действий (познавательных, регулятивных, личностных, коммуникативных);Содержательный аспект: в ходе изучения образовательной робототехники у педагога появляется возможность эффективной реализации межпредметных связей по основным учебными предметами «Информатика», «Физика», «Математика»Деятельностный аспект связан с освоением в рамках курса образовательной робототехники видов деятельности, присущих предметам естественнонаучного цикла: систематическое наблюдение, выдвижение гипотезы, прогнозирование, сбор и интерпретация данных, анализ полученных результатов, формулировка выводов и др. Ведущим методом при обучении школьников образовательной робототехнике является метод проектов, ориентированный на самостоятельную деятельность учащихся – индивидуальную, парную, групповую, которую учащиеся выполняют в течение определенного отрезка времени. Воспитательный аспект: образовательная робототехника связана с профориентационной функцией курса (на занятиях представляются образцы инженерной деятельности), так и с культурологической (знания по робототехнике как «значимые формы социокультурного опыта человечества»).Развивающий аспект заключается в том, что синтез конструирования и программирования в одном курсе, позволяет решать задачи развития у обучающихся: психических познавательных процессов (восприятия, мышления и речи, памяти, воображения), развитие форм мышления (анализ, синтез, сравнение и др.),
развитие качеств личности (поведение и поступки, интеллектуальные, особенности, организационно-волевые качества, творческий потенциал и др.).3.ЗаключениеВ результате освоения образовательной робототехники у обучающихся формируются следующие действия (умения): Определять, различать и называть детали конструктора Конструировать по условиям, заданным преподавателем, по образцу, по схеме Умение излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений Определять и формулировать цель деятельности на занятии Умение работать в паре; умение рассказывать о модели, ее составных частей и принципе работы Умение работать над проектом в команде, распределять обязанности (конструирование и программирование) Развитие способностей к решению проблемных ситуаций Умение исследовать проблему, анализировать имеющиеся ресурсы, выдвигать идеи, планировать решения и реализовывать их. Расширение технических и математических словарей ученика. Развитие образовательного учреждения в контексте обучения робототехнике: Включение большего количества учащихся в робототехнику. Создание методической и дидактической базы, дистанционных курсов по робототехнике. Развитие направления образовательной робототехники на базе Arduino. Участие в муниципальных, региональных, всероссийских соревнованиях, чемпионатах по робототехнике. Участие в научно-практических конференциях («Поиск и творчество» и др.). Сетевое взаимодействие по направлению робототехника со ОУ-партнерами. Изучение передового опыта реализации образовательной робототехники.4.ЛитератураИнтернет-ресурсы1. http://www.radiosovet.ru/book/robototehnika/8106-konstruirovanie-mehanizmov-robotov.html2. Конюх В.Л. Основы робототехники. Издательство: Ростов н/Д: Феникс, 2008 – 288 с.http://www.radiosovet.ru/book/robototehnika/8040-osnovy-robototehniki.html3. http://www.wroboto.org4. http://www.prorobot.ru5. Филиппов С.А. «Робототехника для детей и родителей» - «Наука» 2011г.