CC BY
270
Robotics in extracurricular activities as a factor in the development of students technical abilities Belenov N. , Samsonova O. (Russian Federation)
Робототехника во внеурочной деятельности как фактор развития технических
способностей у обучающихся Беленов Н. В. , Самсонова О. С. (Российская Федерация)
]Беленов Николай Валерьевич /Belenov Nikolay - кандидат педагогических наук, доцент,
кафедра ИКТ в образовании;
2Самсонова Оксана Сергеевна / Samsonova Oksana - студент, факультет математики, физики и информатики,
Поволжская государственная социально-гуманитарная академия, г. Самара
Аннотация: в работе автором предложены некоторые варианты развития у учащихся технических способностей средствами реальной и виртуальной робототехники.
Abstract: in the work of author suggest some of the students technical skills means real and virtual robotics.
Ключевые слова: мотивация, робототехника, внеурочная деятельность, виртуальная среда, технические способности учащихся, конструирование, программирование.
Keywords: motivation, robotics, extracurricular activities, virtual environment, technical abilities of students, design, programming.
УДК 372.862
Современные дети с ранних лет интересуются техникой. Посмотрите на рисунки обучающихся начальной школы, зачастую среди них можно увидеть различные виды машин: автомобили, корабли, ракеты, роботы и т. д. Также нельзя не заметить, что потенциал к освоению компьютерной техники (компьютеров, планшетов, смартфонов) у современных детей на порядок выше, чем у поколений предыдущих лет. Формированию такого интереса способствует стремительное развитие техники и проникновение ее в каждую семью. Школьники младшей и средней школы свободно ориентируются в марках автомобилей, ноутбуков, сотовых телефонов и других устройств и часто говорят о них между собой. Нередко они интересуются у взрослых об их работе. У старшеклассников этот интерес намного глубже. Это обусловлено получением знаний по техническим предметам в школе (информатика, физика, химия) вместе с ростом их кругозора.
Но такой общий интерес к техническим средствам далеко не всегда является серьезным, часто он носит поверхностный характер. К тому же, для развития технических способностей такого общего интереса просто недостаточно. Рассмотрим понятие технических способностей.
Под техническим мышлением понимается комплекс интеллектуальных процессов и их результатов, которые обеспечивают решение задач профессионально-технической деятельности (конструкторских, технологических, возникающих при обслуживании и ремонте оборудования и т. д.) [1].
Непременный атрибут технических способностей — интерес к технике, желание работать на машинах, с инструментами и с оборудованием. Вот некоторые составляющие технических способностей:
• пространственное воображение и представление;
• конструкторская смекалка;
• умение применять знания в конкретной проблемной ситуации.
У школьников технические способности могут проявиться гораздо позже, чем, например, способности в области спорта или искусства. Это обусловлено тем, что у ребенка должен быть достаточный уровень развития мышления и психики. Оптимальный возраст для развития технических способностей 7-11 лет, но также бывают случаи, когда интерес к технике приходит позже, в старшей школе.
Для того чтобы заинтересованность техническими средствами не прошла, а вылилась в увлечение и позже, возможно, в профессию, нужно мотивировать обучающихся, причем на каждом возрастном этапе следует использовать различные способы.
Мотивация - это общее название для процессов, методов, средств побуждения учащихся к продуктивной познавательной деятельности, к активному освоению содержания образования. Образно говоря, образы мотивации держат в своих руках совместно преподаватели (мотивация обучения, их отношение к профессиональным обязанностям) и учащиеся (мотивация учения, внутренняя, автомотивация) [2].
В младшем и среднем школьном возрасте хорошей мотивацией может послужить конкурс рисунков на тему «Необычное устройство» или выставка поделок, которые школьники выполнили своими руками.
В старшей школе мотивация в развитии технического мышления также может обеспечиваться состязательностью и участием в выставках научно-технического творчества и конкурсах профессионального мастерства. Еще одним отличным методом мотивации для старшеклассников является предоставление примеров успешных людей, которые имеют колоссальные технические способности, например: Стив Джобс, Билл Г ейтс, и т. д.
Следует отметить, что развитые технические способности необходимы всем учащимся, в том числе и тем, которые не собираются связывать свою профессиональную деятельность с техникой и технологиями, поскольку наличие данных способностей позволяет решать таким учащимся задачи, возникающие при использовании современной техники в повседневной жизни. Дети же, имеющие ярко выраженные технические наклонности, требуют дифференцированных учебных программ и индивидуальной поддержки, что выходит за рамки обычного школьного обучения.
Для мотивирования школьников к развитию технического мышления отлично подойдет знакомство их с образовательной робототехникой.
Робототехника - универсальный инструмент для образования. Вписывается и в дополнительное образование, и во внеурочную деятельность, и в преподавание предметов школьной программы, причем в четком соответствии с требованиями ФГОС. Подходит для всех возрастов - от дошкольников до профобразования. Причем обучение детей с использованием робототехнического оборудования - это и обучение в процессе игры, и техническое творчество одновременно, что способствует воспитанию активных, увлеченных своим делом, самодостаточных людей нового типа. Образовательная робототехника дает возможность на ранних шагах выявить технические наклонности учащихся и развивать их в этом направлении [6].
Многие практики робототехники рассматривают образовательную робототехнику как новую педагогическую технологию, направленную на приобщение детей и молодёжи к техническому творчеству, развитию навыков конструирования, моделирования и программирования [3].
Лучше всего образовательная робототехника вписывается в рамки внеурочной деятельности.
Внеурочная деятельность - это проявляемая вне уроков активность детей, обусловленная, в основном, их интересами и потребностями, направленная на познание и преобразование себя и окружающей действительности, играющая при правильной организации важную роль в развитии учащихся и формировании ученического коллектива [4].
Главный целевой ориентир - содействие интеллектуальному, духовно-нравственному и физическому развитию личности школьников, становлению и проявлению их индивидуальности, накоплению субъектного опыта участия и организации индивидуальной и совместной деятельности по познанию и преобразованию самих себя и окружающей действительности.
В настоящее время внеурочная деятельность становится обязательным аспектом школьного обучения, и поэтому есть смысл организовать в это время факультатив по обучению робототехнике, ведь эта дисциплина отвечает всем принципам внеурочной деятельности.
На раннем этапе знакомства с робототехникой (начальная и средняя школа) конечно нельзя представить данный вид деятельности во всей красе, ведь эта возрастная группа не знакома или частично знакома с языками программирования, но можно остановиться на Kodu. Kodu Game Lab - это интерактивная среда создания трехмерных игр с помощью визуального программирования, в котором вообще не надо писать текст. Для разработки игры необходимо создать игровой мир, в котором будут жить внедрённые персонажи, и взаимодействовать по установленным правилам (а также с учётом законов физики) [2].
При начальном запуске игры можно загрузить множество существующих миров или же создать свой. Внутри мира живут объекты - яблоки, деревья, пушки, снаряды и т. д. Объекты уже наделены некоторым поведением, и можно добавлять им действия - например, при нажатии на пробел можно попросить пушку «выстрелить» снарядом, а при нажатии на стрелки - повернуться [12].
Заинтересовать программированием обучающихся старших классов можно с помощью создания приложений на языке C#. Для этого используются различные среды.
Программное обеспечение LEGO Digital Designer - программа для создания различных 3Б-объектов на основе виртуальных деталей конструктора LEGO от самих разработчиков этого популярного конструктора. Интерфейс программы очень прост и удобен, хоть и англоязычен, поэтому даже самому маленькому ребенку будет несложно разобраться с Виртуальным конструктором Лего [2].
Среда QReal:Robots разработка кафедры системного программирования СПбГУ, которая позволяет создавать графические программы для роботов Lego Mindstorms NXT 2.0 и исполнять эти программы прямо на компьютере, посылая команды роботу через Bluetooth или USB-интерфейс, а также генерировать по диаграммам код на языке Си и проверять его в исполнении робота; данная среда программирования является бесплатной, русифицированной, кроссплатформенной и свободно распространяемой как для индивидуального, так и для массового использования в образовательных и других учреждениях [2].
Используются и другие среды.
Помимо программирования робототехника поддерживает такие технические дисциплины, как конструирование и моделирование [13]. Они также способствуют развитию технического мышления у обучающихся.
Робототехника напрямую задействует технические способности учащихся, ведь, чтобы, пускай виртуально, создавать роботов, необходимо представление их в пространстве, конструкторская смекалка [14]. А чтобы в последующем программировать своих роботов, необходимо умение применять навыки программирования для конкретной задачи, необходимо на несколько шагов вперед продумывать свои действия, а это основные составляющие технического мышления.
Во многих школах нашей страны уже используют образовательную робототехнику во внеурочной деятельности, и это говорит об актуальности данного направления.
Таким образом, робототехника со всеми ее составляющими отлично подходит для развития технических способностей обучающихся, но так как пока ее нет в основной программе, стоит использовать ее для занятий вне уроков.
Литература
1. Мухачёва Е. В., Зубкова И. Н. К вопросу формирования технического мышления у обучающихся общеобразовательных учреждений. // Научно-практические конференции ученых и студентов с дистанционным участием. [Электронный ресурс]. Режим доступа: URL: http://sibac.info/15166 (Дата обращения 18.06.2015).
2. Лукьянова Н. В. Развитие технических способностей учащихся посредством образовательной робототехники. [Электронный ресурс]. Режим доступа: URL http://sci-article.ru/stat.php?i=1422683990 (Дата обращения 18.06.2015).
3. Левченко Е. Ю., Мехин А. М. Формирование политехнической компетенции в процессе физико-
технического творчества учащихся. // Журнал «Педагогическое образование в России« выпуск № 4/2010 URL: http://cyberleninka.ru/article/n/formirovanie-politehnicheskoy-kompetentsii-v-protsesse-fiziko-
tehnicheskogo-tvorchestva-uchaschihsya.
4. Использование образовательных роботов Lego Mindstorms на уроках математики и информатики как
средство формирования ключевых компетенций у учащихся. [Электронный ресурс]. Режим доступа: URL: https://edugalaxy.intel.ru/?automodule=blog&blogid=34442&showentry=6018 (Дата обращения
18.06.2015) .
5. Федорова С. М. Организация внеурочной деятельности при введении ФГОС URL: http://nsportal.ru/nachalnaya-shkola/raznoe/2013/01/07/organizatsiya-vneurochnoy-deyatelnosti-pri-wedenii-fgos (Дата обращения 18.06.2015).
6. Образовательная робототехника. // Свободная энциклопедия Википедия. [Электронный ресурс]. Режим
доступа: URL:
http://wiki.tgl.net.ru/index.php/%D0%9E%D0%B1%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D0%B2%D0%B0 %D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%80%D0%BE%D0%B 1%D0%BE %D1%82%D0%BE%D1%82%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%B0 (Дата обращения
18.06.2015) .
7. Евладова Е. Б. Внеурочная деятельность и дополнительное образование детей в условиях реализации
ФГОС второго поколения. [Электронный ресурс]. Режим доступа: URL:
http://ipk74.ru/virtualcab/professional/vneurochnaya-deyatelnost/vneurochnaya-deyatelnost-i-dopolnitelnoe-obrazovanie-detej-v-usloviyah-realizacii-fgos-vtorogo-pokoleniya (Дата обращения 18.06.2015).
8. Шимов И. В. Применение робототехнических устройств в обучении программированию школьников. [Электронный ресурс]. Режим доступа: URL:http://journals.uspu.ru/attachments/article/ (Дата обращения
20.06.2015) .
9. Федеральные Государственные Образовательные стандарты [Электронный ресурс]. Режим доступа:
URL: http: //xn--80abucjiibhv9a.xn--
p1ai/%D0%B4%D0%BE%D0%BA%D1%83%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%82%D1%8B/336 (Дата обращения: 20.06.2015).
10. Иванова Т. С., Харлампьева Л. И., Лебедева Л. А. Робототехника в современной школе [Электронный ресурс]: http://yarmarka.uohanalas.ru/doc/proekt10_vilui.pdf (Дата обращения: 20.06.2015).
11. Дьякова Н. А. Образовательная робототехника. // Образовательная программа внеурочной деятельности
«Основы робототехники». [Электронный ресурс]. Режим доступа: URL:
http://robot.edu54.ru/publications/107 (Дата обращения 20.06.2015).
12. Движение двуногого шагающего робота. Шоланов К. С., Мухидинов Т. М. European research. 2015. № 1 (2). С. 9-14.
13. Динамический режим ходьбы двуногого робота. Мухидинов Т. М. Проблемы современной науки и образования. 2014. № 9 (27). С. 26-28.
14. Повышение быстродействия при позиционном управлении движением руки робота. Марахин Е. Ю., Беляева А. С. Проблемы современной науки и образования. 2014. № 9 (27). С. 29-32.
