МАСТЕР – КЛАСС,
проведенный Белой Е.И.
на Едином Методическом Дне учителей МОУ СОШ №1
05.02.2016
Тема «Робототехника, применяемая в образовании, как средство достижения целей ФГОС»
В настоящее время сохраняется высокая конкуренция развитых стран в научно- технической сфере. Результаты такой конкуренции определяют не только степень обороноспособности страны и роль её на мировой арене, но и многие политические, экономические, социальные процессы, происходящие в обществе. Приоритетные научно – технические направления Стратегии развития науки и инноваций в Российской Федерации определяются Федеральным законом «О науке и государственной научно- технической политике», а также Указом Президента Российской Федерации от 07 июля 2011 г. № 899 «Об утверждении приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в Российской Федерации и перечня критических технологий Российской Федерации». Эти направления включают развитие таких систем, как информационно - телекоммуникационные, транспортные, авиационные и космические системы, перспективные вооружения, военная и специальная техника.
Осваивая новейшие технологии, Россия в последние годы сделала значительный шаг в развитии информационно – коммуникационной сферы и начала двигаться по линии развития робототехники. Актуальность развития робототехники в сфере образования обусловлена необходимостью подготовки инженерно-технических кадров для промышленных отраслей.
В связи с этим перед сферой образования встаёт задача включения робототехники в различные уровни учебного процесса.
С 2008 года реализуется общероссийская программа «Робототехника: инженерно-технологические кадры инновационной России». Данная программа представляет собой систему многоуровневого непрерывного образования в сфере высоких технологий для детей, подростков, молодёжи в возрасте от 8 до 30 лет. Данная система нацелена на развитие передовых технологий, оснащение учебных заведений новой техникой, повышение квалификации педагогов, вовлечение детей в научно-техническое творчество, раннюю профориентацию, эффективную реализацию талантливой молодёжью своего потенциала.
Для организации деятельности школьников в сфере образовательной робототехники в большинстве учебных заведений является конструктор LEGO MINDSTORMS (Дания).
Робототехника — прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем. Робототехника опирается на такие дисциплины как электроника, механика, программирование, физика.
Робототехника является одним из важнейших направлений научно- технического прогресса, в котором проблемы механики и новых технологий соприкасаются с проблемами искусственного интеллекта.
Человечество остро нуждается в роботах, которые могут без помощи оператора тушить пожары, самостоятельно передвигаться по заранее неизвестной, реальнопересеченной местности, выполнять спасательные операции во время стихийных бедствий, аварий атомных электростанций, в борьбе с терроризмом.
По мере развития и совершенствования робототехничских устройств возникла необходимость в мобильных роботах, предназначенных для удовлетворения каждодневных потребностей людей: роботах – сиделках, роботах – нянечках, роботах – домработницах, роботах – всевозможных детских и взрослых игрушках и т.д.
И уже сейчас в современном производстве и промышленности востребованы специалисты, обладающие знаниями в этой области. Начинать готовить таких специалистов нужно школе и с самого младшего возраста. Поэтому, образовательная робототехника в школе приобретает все большую значимость и актуальность в настоящее время.
Бурными темпами робототехника вошла в мир в середине XX века. Это было одно из самых передовых, престижных, дорогостоящих направлений машиностроения. Основой робототехники были техническая физика, электроника, измерительная техника и многие другие технические и научные дисциплины.
В начале XXI века робототехника является одним из приоритетных направлений в сфере экономики, машиностроения, здравоохранения, военного дела и других направлений деятельности человека.
На сегодняшний день человек незаметно окунулся в мир автоматики и робототехники. На улицах можно видеть шагающих роботов, технология позволила создать материалы для роботов – андроидов. В быту - сенсорная автоматика и робототехника. Поэтому специалисты, обладающие знаниями в этой области, востребованы.
В России существует такая проблема: недостаточная обеспеченность инженерными кадрами и низкий статус инженерного образования. Поэтому необходимо вести популяризацию профессии инженера, ведь использование роботов в быту, на производстве и поле боя требует, чтобы пользователи обладали современными знаниями в области управления роботами. Как этого достичь? С чего начинать?
Школа – это первая ступень, где можно закладывать начальные знания и навыки в области робототехники, прививать интерес учащихся к робототехнике и автоматизированным системам.
Современные требования ФГОС хорошо согласуются с базовыми принципами организации деятельности школьников при работе с робототехническими комплексами. Конструирование, моделирование, программирование роботов в комплексе с использованием ИКТ - технологий, как правило, отличается высокой степенью творчества, самостоятельности, соперничества, коммуникации в группе. У учащихся формируются компетенции, необходимые современному школьнику. Среди них предметные, метапредметные, ИКТ - компетенции, коммуникативные.
Федеральный государственный образовательный стандарт общего образования ориентирован на становление личностных характеристик выпускника, подготовленного к осознанному выбору профессии, понимающего значение профессиональной деятельности для человека и общества, ее нравственные основы, владеющего основами научных методов познания окружающего мира, мотивированного на творчество и современную инновационную деятельность.
Федеральный государственный образовательный стандарт предъявляет требования к результатам обучающихся, освоившихся образовательные программы общего образования, которое должно быть не только предметным, но и метапредметным, включающим освоение обучающимися межпредметные понятия и универсальные учебные действия, способность их использования в учебной, познавательной и социальной практике, самостоятельность в планировании и осуществлении учебной деятельности и организации учебного сотрудничества с педагогами и сверстниками, способность к построению индивидуальной образовательной траектории, владение навыками исследовательской, проектной и социальной деятельности.
Физика древняя наука, является основным предметом инженерных специальностей.
Начинать готовить специалистов нужно с самого младшего возраста. Задача школы вернуть интерес молодежи к научно-техническому творчеству. Наиболее перспективный путь в этом направлении – это внедрение робототехники, позволяющей в интереснейших формах знакомить детей с наукой.
Можно выделить следующие направления использования роботов в преподавании физики:
1. Робот как объект изучения. Изучение физических принципов работы датчиков, двигателей и других систем конструктора.
2. Робот как средство измерения в традиционном эксперименте. Датчики базового конструктора и дополнительные виды датчиков (Vernier, HiTechnic и др.) используются как измерительная система в физическом эксперименте с обработкой и фиксацией его результатов в различных видах.
3. Робот как средство постановки физического эксперимента (роботизированный эксперимент). Комплексное использование двигателей, систем оповещения, датчиков, робототехнического конструктора в демонстрационном и лабораторном эксперименте.
4. Робот как средство учебного моделирования и конструирования. Применение образовательной робототехники в проектно-исследовательской и конструкторской работе.
Результат использования робототехники в образовательном процессе:
1. Освоение конструирования, программирования, механики, робототехники;
2. Учащиеся получат навыки: конструкторские, инженерные, вычислительные;
3. Учащиеся смогут проводить исследования, создавать проекты собственного
труда.
