На третьем этапе (2022гг.) было организовано проведение формирующего эксперимента с целью проверки справедливости гипотезы исследования. По завершению исследования выполнены обработка, анализ и обобщение полученных результатов, сформулированы выводы.

Экспериментальная база исследования. Опытно-поисковая работа проводилась на базе СШ № 56 г. Актобе и Центра инновационных технологий Актюбинского регионального университета им.К.Жубанова.

Научная новизна исследования:

1. В отличие от ранее выполненных исследований (Л.Г. Белиовская, Д.А. Каширин, Д.Г. Копосов, А.С. Филиппов, В.Н. Халамов), в которых на конкретных примерах демонстрируются возможности использования учебных наборов по робототехнике на занятиях по физике в средней школе, в настоящей работе впервые рассматривается применение робототехники в учебном процессе по физике в качестве необходимой составляющей содержания технического обучения по предмету.

2. Определено содержание элементов робототехники в курсе физики, включающее: а) изучение физических основ функционирования элементной базы робототехники (систем управления, систем исполнения и систем обратной связи); б) освоение роботизированного физического опыта (наблюдения, эксперимента) как метода научного познания; в) применение роботов в изучении объектов техники, натурное и виртуальное моделирование робототехники-объектов как методы научно-технического исследования в области технических приложений физики.

3. 
   Разработана методика обучения физике с применением элементов робототехники, в составе которой выделены три составляющие: робототехники как объект изучения, робототехники как инструмент познания, робототехники как средство обучения.
   
4. 
   Определены структура и содержание методической и дидактической поддержки применения робототехники в учебном процессе по физике, включающей: а) систематизирующие таблицы по изучению научных основ элементной базы робототехнических объектов в разделах и темах школьного курса физики; б) демонстрационный физический робототехники-эксперимент и учебные робототехники-демонстрации в области технических приложений физики; в) лабораторный физический робототехники-эксперимент, ориентированный на различные уровни самостоятельности учащихся; г) учебные задания и проекты по моделированию и проектированию робототехники-устройств как технических приложений физики; д) учебные инструкции и управляющие программы, е) учебные фото- и видеоматериалы.
   

---

Теоретическая значимость работы:

1. 
   Обоснованы необходимость и возможность применения в учебном процессе по физике в средней школе элементов робототехники как составляющей содержания технического обучения, обеспечивающей углубление и расширение предметной основы формирования политехнических знаний и умений учащихся, развитие у них интереса к физике и технике, ориентацию на инженерно-технические профессии, в том числе связанные с роботостроением.
   
2. 
   Сформулированы требования к разработке моделей внедрения элементов робототехники в предметное обучение. Определено место курса физики в реализации предложенной в настоящем исследовании междисциплинарной образовательной программы по робототехнике для средней школы.
   
3. 
   Разработана трехкомпонентная модель обучения физике с применением элементов робототехники, в рамках которой робототехника определена: а) как область современного технического знания, демонстрирующая роль физической науки в развитии роботостроения; б) как инструмент познания в составе методов научного и научно-технического исследования; в) как средство обучения, расширяющего предметную основу формирования у учащихся политехнических знаний и организации учебной технической деятельности.
   
4. 
   Сформулированы условия организации учебного процесса по физике с применением элементов робототехники:
   

– распределенное поэлементное включение робототехники в содержание курса физики на основе принципов дополнения или равноценного дидактического замещения;

– обеспечение трехкомпонентной структуры методики обучения по предмету с применением элементов робототехники;

– осуществление межпредметных связей;

– методическая и дидактическая поддержка применения робототехники в учебном процессе;

– соответствие уровня сложности элементной базы конструкторов, программного и дидактического обеспечения учебной робототехники зоне ближайшего развития учащихся;

– вариативность практики обучения робототехники, обеспечивающая учет уровня и профиля образовательной подготовки учащихся, их интереса и готовности к технической деятельности;

– взаимосвязь учебной и внеурочной предметной деятельности по робототехнике с соревновательным и конкурсным движениями.

---

Практическая значимость. Результаты исследования доведены до уровня практического применения и внедрены в учебный процесс средней общеобразовательной школы.

Разработаны:

1)методические материалы для учителя физики: междисциплинарная образовательная программа по робототехнике для средней школы и ее предметная составляющая, направленная на применение элементов робототехники в учебном процессе по физике; методические рекомендации по реализации трехкомпонентной модели применения робототехники в обучении физике; методические таблицы «Изучение научных основ элементной базы робототехнических объектов в разделах и темах школьного курса физики»; модели робототехники-установок для демонстрационного эксперимента и цифровые методические модули «Демонстрационный роботизированный физический эксперимент»;

2) дидактические материалы для учащихся средней школы: робототехники-установки для лабораторного эксперимента; цифровые дидактические модули «Лабораторный роботизированный физический эксперимент», включающие учебные фото- и видеоматериалы, материалы для самостоятельной работы трех уровней сложности, управляющие программы, задания и проекты для учебной и внеурочной работы по физике;

3) программа и учебно-методическое обеспечение курса по выбору «Лабораторный практикум по физике с применением образовательной робототехники».

Достоверность результатов исследования обеспечена всесторонним анализом поставленной проблемы, применением современных методов научного исследования, тщательностью проведения опытно-поисковой работы и достаточностью для выявления педагогических закономерностей объема экспериментальных данных, применением статистических методов обработки результатов экспериментального обучения, доказательством их воспроизводимости.

Апробация и внедрение результатов исследования. Результаты исследования обсуждались на региональных, международных семинарах и конференциях.

На защиту выносятся следующие положения:

1. 
   В содержание обучения физике с целью реализации его технической направленности должны быть включены элементы робототехники. Это определяется местом роботостроения в системе несущих производств нового технологического уклада общества, его ролью в формировании современной техносреды, а также необходимостью решения средствами различных учебных предметов, в том числе физики, важных социально-педагогических задач:
   

---

а) обучения и воспитания будущих потребителей услуг роботизированной среды,

б) пропедевтики подготовки будущих производителей роботизированных систем (инженеров-исследователей, инженеров-конструкторов, инженеров-технологов) и профессиональной ориентации учащихся на инженерно-технические специальности, в том числе связанные с робототехники-инжинирингом.

2. 
   Предметом изучения в курсе физики должны стать следующие элементы робототехники:
   

а) физические основы функционирования элементной базы робототехники-устройств (систем исполнения, систем управления и систем обратной связи);

б) роботизированные физические наблюдения и эксперименты как инструменты современной методологии научного познания;

в) натурное и виртуальное моделирование роботов, их применение в изучении объектов техносреды как методы исследования в области технических приложений физики.

3. 
   Методика организации учебного процесса по физике с применением элементов робототехники должна базироваться на трехкомпонентной модели обучения: робототехники как объект изучения, робототехники как инструмент познания, робототехники как средство обучения. Применение робототехники в обучении физике должно быть направлено на обогащение содержания предметной области технического обучения: расширение и углубление политехнических знаний по физике, обновление содержания технической деятельности по предмету (учебной, исследовательской и проектной) и состава политехнических умений.
   

4. Необходимо обеспечить вариативность практики обучения физике с применением робототехники, что обусловлено разнообразием видов и уровней сложности технической деятельности в этой области. Избранная практика обучения в дополнение к основному курсу может включать:

а) элективные курсы и практикумы по физике с применением робототехники;

б) межпредметные элективные курсы и практикумы по робототехнике;

в) домашнюю работу;

г) внеурочную работу по предмету и на межпредметной основе;

д) организацию участия школьников в олимпиадном, конкурсном и соревновательном движениях по робототехнике.

5. Результативность обучения физике с использованием робототехники выражается в росте качества знаний и умений учащихся в области технических приложений физики, интереса к изучению физики и ее применений в технике, готовности к выбору в старших классах профильного уровня освоения предмета, а также в становлении у них осознанных профессиональных устремлений.

---

---

Смотрите также файлы

• Девятое января Классная работа Симметрия.ppt

• Кні Оушыны атыжні Орындау уаыты 20 минут і нса Тапсырма.docx

• Правила прохождения производственной практики (преддипломной).pdf

• Космология жне Нанотехнология блімі бойынша жиынты баалау.docx

• Абай атындаа аза лтты Педагогикалы универститеті Таырыбы Ксіпкерлікті йымдастыруыты формалары.docx