Файл: Образовательная робототехника в предметной области Технология на примере школ Московской области.docx

«Образовательная робототехника в предметной области «Технология» на примере школ Московской области»
Введение

Актуальность. Данная тема является актуальной, так как раскрывает мир технологий для обучающихся. Образовательная робототехника в предметной области «Технология», как и любая другая деятельность, закладывает основу для развития технических способностей учащихся.

Например, LEGO-конструирование сочетает в себе элементы игры с экспериментированием, а значит активизирует умственную и речевую деятельность обучающихся, развивает конструкторские способности и техническое мышление, воображение и коммуникативные навыки, способствует интерпретации и самовыражению, расширяет кругозор, позволяет поднять развитие познавательной активности дошкольников на более высокий уровень, и это является одной из составляющих успеха их дальнейшего обучения.

Главной задачей современного образования является создание условий, которые способствуют у учащихся возможность раскрыть свой собственный потенциал.

Робототехника является одной из самых известных и распространённых на сегодняшний день образовательных систем, которые широко применяют трёхмерные модели реального окружения и предметно-игровая сфера для обучения и развития учащихся.

Изучая робототехнику на практике, обучающиеся осваивают: как правильно применять математические формулы для расчёта траектории движения, физические законы для расчёта заряда аккумулятора и мощности двигателя, химические формулы и процессы для проведения измерений и расчётов.

Образовательная среда LEGO соединяет в себе специально созданные наборы LEGO для массовых занятий, тщательно обдуманную систему заданий для детей и чётко сформулированную образовательную теорию.

Робототехника – это современная наука, использующая постоянные достижения машиностроения, материаловедения, изготовления сенсоров, технологий производства и передовых алгоритмов [12].

Для того чтобы организовать деятельность школьников в сфере образовательной робототехники, современный рынок предлагает различные виды конструкторов, благодаря которым дети могут довольно быстро собирать конструкции, заниматься подключением датчиков и электродвигателей, составлением программы и запуском модели робота.

---

Объект исследования: процесс обучения в предметной области «Технология» в рамках образовательной робототехники для школ Московской области.

Предмет исследования: образовательная робототехника в предметной области «Технология» на примере школ Московской области.

Цель исследования: разработка курса внеурочной деятельности «Образовательная робототехника» в преподавании дисциплины «Технология» на примере школ Московской области.

Задачи исследования:

1. 
   Определить сущность понятий робототехника и образовательная робототехника;
   
2. 
   Определить межпредметные связи образовательной робототехники и технологии;
   
3. 
   Проанализировать нормативно-правовых аспектов реализации робототехники в образовании;
   
4. 
   Разработка курса внеурочной деятельности: «Образовательная робототехника»
   

Материал и методы исследования:

При изучении темы Образовательная робототехника в предметной области «Технология» на примере школ МО, используются такие методы обучения:

• 
  наглядные
  
• 
  словесные
  
• 
  практические
  

Методологической основой для достижения выдвинутой цели и для решения поставленных задач в работе являются:

• 
  теоретические методы: изучение и анализ литературы и интернет-источников; синтез, сравнение и обобщение;
  
• 
  эмпирические методы исследования: анализ условий школы, анализ результатов реализации комплекса упражнений для уроков технологии на практике.
  

Теоретическая значимость исследования заключается в том, что внедрение образовательной робототехники в школьный курс технологии позволяет расширить представления об эффективности процесса обучения; результаты исследования, теоретические выводы могут служить для обучения робототехнике в школе.

Практическая значимость исследования заключается в разработке курса внеурочной деятельности «Образовательная робототехника».

1. Понятие и роль образовательной робототехники на современном этапе развития образования

1.1. Сущность понятий робототехника и образовательная робототехника

Робототехника является одним из важнейших направлений научно-технического прогресса, в котором информационные технологии тесно соприкасаются с разработками в области механики и мехатроники, электроники и радиотехники, проблемами развития искусственного интеллекта [1].

---

Робототехнику разделяют на несколько модулей.



Рис.1. Состав модулей в робототехнике

Образовательная робототехника – это новое междисциплинарное направление обучения школьников, интегрирующее знания о физике, мехатронике, технологии, математике, кибернетике и ИКТ, позволяющее вовлечь в процесс инновационного научно-технического творчества учащихся разного возраста. Она направлена на популяризацию научно- технического творчества и повышение престижа инженерных профессий среди обучающихся, развитие у молодежи навыков практического решения актуальных инженерно-технических задач и работы с техникой [2].

1.2 Межпредметные связи образовательной робототехники

Основнаяистаршаяшкола.

В ходе занятий обучающиеся не только и не столько занимаются робототехникой, сколько получают опыт ее применения в качестве некоего интерактивного элемента, позволяющего более эффективно закреплять теоретические знания в ходе практической деятельности. Причем, таким образом могут закрепляться теоретические знания, как по точным наукам (физика, математика), так и по предметам естественно-научного цикла (биология, химия, астрономия, экология).

Технология и физика.

Для наглядного усвоения и активизирования визуальной памяти мы предлагаем изучение механизмов с использованием наборов LEGO, а именно:

• 
  зубчатая передача;
  
• 
  ременная передача;
  
• 
  червячная передача;
  
• 
  реечная передача.
  

Следовательно, можно сделать вывод о том, что был проведен анализ понятий «робототехника» и «образовательная робототехника»; определены межпредметные связи образовательной робототехники и технологии. Для наглядного усвоения и активизирования визуальной памяти мы изучили механизмы с использованием наборов LEGO, а именно: зубчатая передача; ременная передача; червячная передача; реечная передача и рассмотрели общий вид каждой передачи сконструированный с помощью наборов

---

LEGO. Был произведен расчет прямозубого внешнего эвольвентного зубчатого зацепления.

Сегодня робототехника в российских школах появляется в рамках обязательного предмета «Технология», а значит, перед учителями стоит важная задача-установить высокую планку преподавания этого нового содержания. Школьник при решении робототехнических задач ориентируется на сведения, полученные на уроках физики, математики и информатики. Интеграция этих наук на занятиях с применением робототехники помогает детям открыть их для себя на новом уровне, в результате чего школьники совершенствуют свои учебные результаты.

2. Методика изучения курса «Образовательная робототехника» на примере школ Московской области

2.1 Анализ нормативно-правовых аспектов реализации робототехники в образовании

Одним из основных нормативно-правовых документов на уровне общего образования является Федеральный государственный образовательный стандарт общего образования (ФГОС ОО). В соответствии с требованиями ФГОС основная образовательная программа реализуется образовательным учреждением через учебный план и внеурочную деятельность. Одним важнейших показателей результатов обучения является сформированность универсальных учебных действий (УУД) обучающихся и метапредметные результаты освоения ООП [11].

Выделяют четыре вида УУД: личностные, регулятивные, комму- никативные и познавательные (рисунок 2). Предметом рассмотрения возьмём регулятивные учебные действия, поскольку именно на них базируется способность ребёнка к самоорганизации учебной деятельности.

2.2. Разработка курса внеурочной деятельности «Образовательная робототехника»

Прежде чем разрабатывать рабочую программу по курсу внеурочной деятельности «Образовательная робототехника» и внедрять его в образовательную организацию – необходимо узнать заинтересованность обучающихся в прохождении данного курса.

В качестве тестируемых субъектов было решено взять 6 - 8 классы в МБОУ СОШ №10 г. Коломна, легших в основу контрольной и экспериментальной группы соответственно.

---

Для анализа результатов, полученных в ходе анкетирования, необходимо воспользоваться математическими методами в контексте их применения в педагогических исследованиях. Таковыми стали метод регистрации, применяемый при первичном сборе данных и способствующий распределению информации по выбранным критериям, а также метод математической статистики, способствующий обработке экспериментальных данных с целью повышения обоснования выводов.

Экспериментальная работа по формированию технического мышления учащихся во внеурочной деятельности по технологии средствами образовательной робототехники проводилась в 6-8 классах МБОУ СОШ №10 г.Коломна.

Задачи и этапы экспериментальной работы:

1. 
   изучение уровня сформированности технического мышления учащихся 6-8 классов (констатирующий этап);
   
2. 
   апробация программы по формированию технического мышления учащихся 6-8 классов во внеурочной деятельности по технологии средствами образовательной робототехники (формирующий этап);
   
3. 
   повторная диагностика уровня сформированности технического мышления учащихся 6-8 классов (контрольный этап).
   

Было сформировано две группы учащихся – экспериментальная и контрольная.

На констатирующем этап экспериментальной работы была проведена диагностика технического мышления учащихся по тесту Беннета. Данная методика служит для выявления технических способностей личности.

Тест представляет собой 30 заданий в виде рисунка и нескольких вариантов ответа. Учащимся нужно выбрать один правильный ответ. По количеству правильных ответов делается вывод об уровне сформированности технического мышления. Уровень может быть высоким,

---