Опыт внедрения робототехники в образовательный процесс колледжа

Опыт внедрения робототехники

в образовательный процесс колледжа

Ушакова С.А.

Интенсивное внедрение искусственных помощников в производственную и личную сферы жизни общества требуют от пользователей обладания определенным уровнем знаний в области организации и управления роботизированными устройствами и системами, как у взрослых, так и у детей. С началом нового тысячелетия в большинстве стран робототехника занимает существенное место как в школьном, так и в профессиональном образовании, подобно тому, как информатика появилась в конце прошлого века и потеснила обычные предметы.

Необходимость развития в Российской Федерации наукоемких технологий, создания высокотехнологичных производств, восстановления и создания промышленных предприятий, центров компетенций и точек технологических прорывов по приоритетным направлениям науки и техники неоднократно отмечается в выступлениях Президента Российской Федерации, Председателя Правительства и Министра образования и науки Российской Федерации, видных ученых и представителей бизнеса России.

В этой связи ключевыми задачами являются формирование технического мышления, создание условий для исследовательской и проектной деятельности обучающихся, изучения ими естественных, физико-математических и технических наук, занятий научно - техническим творчеством. В условиях низкой мотивации студентов к познанию и научно-техническому творчеству особую актуальность приобретает задача по совершенствованию дополнительных образовательных программ, созданию особых пространств и форм для интеллектуального развития молодежи.

Необходимо формировать условия для развития образования, обеспечивающие расширенные возможности студентам получать знания из различных областей науки и техники в интерактивной форме «Исследовать – Действовать – Знать – Уметь», развивать у молодого поколения инициативность, критическое мышление, способность к нестандартным решениям. Увлеченные познавательным и созидательным поиском подростки со временем будут содействовать развитию инновационных технологий, науки и производства. Таким образом, актуальность инновационной площадки обусловлена необходимостью повышения мотивации студентов к обучению в направлении алгоритмизации, программирования, конструирования.

Теоретическими предпосылками открытия инновационной площадки послужил анализ нормативной базы внедрения робототехники в образовательный процесс. Нормативной основой послужили следующие документы:

Концепция долгосрочного социально‑ экономического развития Российской Федерации на период до 2020 г.,

Государственная программа Российской Федерации: «Развитие образования на 2013-2020 гг.»,

Концепции развития дополнительного образования детей, Национальная технологическая инициатива,

Концепция развития образовательной робототехники и непрерывного IT-образования в Российской Федерации №172-Р от 01.10.2014 г.,

Тема : «Образовательная робототехника во внеаудиторной деятельности студентов колледжа».

Цель проекта: внедрение высокотехнологичного оборудования в образовательный процесс, создание условий для развития творческой активности студентов в сфере инновационных технологий; активизация внеаудиторой деятельности студентов колледжа средствами образовательной робототехники.

.

Задачи:

Вовлечение студентов в систему научно-технического творчества.

Расширение политехнического кругозора обучающихся, закрепление в практической деятельности знаний, полученных при изучении основ наук.

Развитие навыков проектной деятельности, обеспечивающей способствующей формированию ОК и ПК.

Обеспечение эффективной системы профессиональной мотивации студентов.

Привлечение потенциальных абитуриентов.

Создание клуба по робототехнике для абитуриентов и студентов колледжа.

Развитие материальной базы (средства визуализации, физические игрушки) для организации внеаудиторной деятельности.

Повышение квалификации преподавателей по использованию высокотехнологичного оборудования во внеаудиторной деятельности.

Разработка методического сопровождения по внедрению высокотехнологичного оборудования в образовательный процесс.

Инновация – это всегда новое, а все новое требует изучения и экспериментов. При внедрении элементов робототехники в образовательный процесс колледжа на первом этапе мы решили апробировать новую технологию во внеаудиторной работе студентов на специальности «Программирование в компьютерных системах». Была разработана программа кружка «Интеллектуальная робототехника», рассчитанная на 36 часов, целью которой явилось создание условий для изучения основ алгоритмизации и программирования с использованием робота LegoMindstorms, развития научно-технического и творческого потенциала личности студента путём организации его деятельности в процессе интеграции технического конструирования и основ робототехники.

Задачи:

освоить среду программирования LegoMindstorms;

развивать творческие способности и логическое мышление обучающихся

развивать умение выстраивать гипотезу и сопоставлять с полученным результатом;

развивать образное, техническое мышление и умение выразить свой замысел;

развивать умения работать по предложенным инструкциям по сборке моделей;

развивать умения творчески подходить к решению задачи;

развивать применение знаний из различных областей знаний;

получать навыки проведения физического эксперимента.

В состав кружка входило восемь студентов, в результате их работы был собран первый робот и написана программа, которая помогла визуализировать эмпирические моменты, изучаемые на учебной дисциплине «Основы программирования». Дальнейшее использование робототехники на этой специальности привело к написанию курсовой работы «Разработка программы для робота «Принтер баннеров».

Интерес к роботам постепенно начал расти среди студентов разных специальностей, в частности на специальности «Дошкольное образование».

Каким же образом робототехника может включаться в процесс обучения детей дошкольного возраста?

В первую очередь внедрение робототехники в образовательный процесс ДОУ продиктовано ФГОС ДО требованиями к формированию предметно-пространственной развивающей среды, востребованностью развития широкого кругозора старшего дошкольника и формирования предпосылок универсальных учебных действий.

Во – вторых, международная стратегия развития ИТ технологий в том числе чемпионат по профессиональному мастерству «Молодые профессионалы» в обязательном порядке содержат задания по робототехнике для воспитателей ДОУ.

В – третьих, образовательная робототехника способствует росту любознательности воспитанников, повышению моторики, наблюдательности, внимательности и усидчивости, позволяет формировать технологическую и проектную культуру, пространственное мышление, творческое воображение через конструирование трехмерных роботов.

Все новое вызывает интерес у широкого круга людей, таким образом, использование модели роботов возможно даже при изучении иностранных языков. Суть применения заключается в том, что модели LegoEV3 позволяют воспроизводить звуковые файлы, записанные на любом языке. Одним из возможностей применения роботов на уроках иностранного языка - это изучение новых слов. Как вариант, можно собрать подвижную модель робота с подключением датчика расстояния и запрограммировать ее на движение по определенной траектории в кабинете, на которой должны находиться предметы, названия которых изучаются на уроке. При приближении к предмету, срабатывает датчик расстояния, робот останавливается и воспроизводит название предмета на иностранном языке. Такая демонстрация была проведена на методическом объединении учителей иностранного языка Северного образовательного округа.

Апробировав разные варианты применения образовательной робототехники в учебном процессе, мы решили сделать акцент на использовании роботов на специальности «Дошкольное образование». Причиной тому послужили особенности программной оболочки конструктора LegoMindstromsEV3. Данный комплект робототехники предназначен для процесса конструирования с последующим программированием подвижных узлов робота, однако возникают погрешности при задании точных алгоритмов, а для занятий в ДОО не требуется большой точности в перемещениях. Появление роботов в детском саду очень обрадовало воспитанников, а так же заинтересовало воспитателей. Накопив небольшой опыт проведения занятий с использованием роботов, мы поделились им на конференции, посвященной реализации федерального государственного образовательного стандарта дошкольного образования в дошкольных образовательных организациях, которую проводил Северный образовательный округ.

Особый интерес к робототехнике проявила студентка Кладова Яна Михайловна, на первом этапе ей было интересно только конструирование роботов, но за тем применив этот опыт на практике в ДОО, она заинтересовалась и составлением программ. Более подробно об этом она расскажет сама.

Проработав два года в рамках инновационной площадки, мы приняли участие в следующих мероприятиях:

В итоге мы пришли к следующим результатам:

1. На базе колледжа создан и эффективно функционирует кружок по робототехнике, на котором студенты самостоятельно конструируют и составляют программы как для шаблонных так и для оригинальных моделей роботов.

2. Разработка различных алгоритмов работы моделей роботов происходит в тандеме специальностей «Дошкольное образование» и «Программирование в компьютерных системах».

3. Робототехника начала внедряться в проектную деятельность студентов на уровне курсовых и дипломных работ.

4. На специальности «Дошкольное образование» с сентября этого года вводится спецкурс «Робототехника в ДОО»

Робототехника в ДОУ

Цель курса:  Формирование у педагогов  знаний и практических навыков по применению легоконструирования и  робототехники в деятельности ДОУв соответствии с ФГОС.

 Задачи курса:

дать представление об организации деятельности по легоконструированию и робототехнике;

познакомить с методикой обучения LEGO-технологиям;

дать представление об особенностях образовательных решений по робототехнике;

По итогам теоретических и практических занятий слушатели получат следующие знания и навыки:

сведения о робототехнических конструкторахMindstroms Lego EV3;

знакомство с основами и приемами конструирования;

формирование навыков моделирования и конструирования;

формирование навыков составления элементарных программ для роботов;

применение образовательных конструкторов на занятиях (математика, окружающий мир, технология и др.) в ДОУ;

Тематическое планирование курса (36 часов)

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/437176-opyt-vnedrenija-robototehniki-v-obrazovatelny