УДК 37.02

МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОПЕДЕВТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ ПО ИНФОРМАТИКЕ В РАМКАХ КРУЖКА ПО РОБОТОТЕХНИКЕ

Шевченко Надежда Валентиновна1, Штепа Юлия Петровна2
1МБОУ СОШ №3 имени А.И.Томилина г.Советская Гавань, Хабаровский край, учитель информатики и ИКТ
2Приамурский государственный университет им. Шолом-Алейхема, кандидат педагогических наук, доцент, доцент кафедры информатики и вычислительной техники

Аннотация
В статье описываются методические аспекты организации пропедевтической работы по информатике в рамках кружка по робототехнике. Приведен краткий обзор учебных программ по робототехнике. Разработана авторская рабочая программа для кружка по робототехнике с использованием конструкторов LEGO MINDSTORMS EV3.

Ключевые слова: пропедевтика, рабочая программа, роботоконструирование, робототехника


METHODOLOGICAL ASPECTS OF THE ORGANIZATION PROPAEDEUTIC WORK IN INFORMATICS WITHIN THE CIRCLE ROBOTICS

Shevchenko Nadezda Valentinovna1, Shtepa Julia Petrovna2
1School № 3 name of A. I. Tomilin, Sovetskaya Gavan, Khabarovsk Krai, teacher of Computer Science
2Sholom-Aleichem Priamursky State University, PhD in pedagogical sciences, associate professor of the Department of Computer Science

Abstract
This article describes the methodological aspects of the organization propaedeutic work in Informatics within the circle in robotics. A brief overview of educational programs in robotics.The author's work program for the circle to robotics using the LEGO MINDSTORMS EV3.

Keywords: LEGO, LEGO MINDSTORMS EV3, propaedeutic, robotcontroller, robotics, working program


Рубрика: 13.00.00 ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Шевченко Н.В., Штепа Ю.П. Методические аспекты организации пропедевтической работы по информатике в рамках кружка по робототехнике // Современные научные исследования и инновации. 2014. № 12. Ч. 3 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/12/41513 (дата обращения: 28.09.2017).

В настоящее время большую востребованность имеют технические и инженерные специальности. Студенты, чья будущая профессия связана с применением информационных технологий, уже задолго до получения диплома способны создавать готовые к применению, значимые как в социальном, так и в экономическом аспекте, программные продукты [1-5].

Однако для того, чтобы ученик научился применять компьютер как инструмент для получения знаний и мог связать теоретические и практические основы информатики в учебной и внеучебной деятельности, необходимо начинать с организации пропедевтической работы по информатике.

Методические основы обучения информатике на пропедевтическом уровне отражены в работах А.В. Горячева, Н.В. Макаровой, Н.В. Матвеевой, Л.Л. Босовой и др.

Одной из возможных форм организации пропедевтической работы по информатике может являться кружковая работа по робототехнике. Методические разработки по робототехнике и Lego-конструированию отражены в работах [6-11]. Программы предлагаемых курсов можно разделить на два типа:

1)                 Программы для начальной школы с использованием конструкторов Lego Education WE DO.

В ходе таких занятий предполагается решать следующие задачи:

-          Ознакомление с основными принципами механики и Lego-конструированием;

-          Ознакомление с основами программирования в компьютерной среде моделирования LEGO Robolab 2.5.4;

-          Развитие умения работать по предложенным инструкциям;

-          Развитие умения самостоятельно решать поставленные задачи;

-          Развитие умения довести решение задачи до работающей модели;

-          Развитие умения излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений.

-          Развитие умения работать над проектом в команде, эффективно распределять обязанности.

-          Подготовка к соревнованиям по Лего-конструированию.

Курс считается вводным в программирование и Lego-конструирование. Возможности конструкторов Lego Education WE DO ограниченны, поэтому продолжительность курса составляет 1 год и подразумевает занятия по 1 часу в неделю.

2)                 Программы для средней и старшей школы с использованием конструкторов LEGO MINDSTORMS NXT и EV3.

Д.Г.Копосов является автором курса и соответствующего учебно-методического комплекса «Первый шаг в робототехнику» [1]. В состав УМК входят практикум и рабочая тетрадь.

Практикум является частью учебно-методического комплекта для средней школы, в который также входит рабочая тетрадь для 5-6 классов. Цель практикума – дать школьникам современное представление о прикладной науке, занимающейся разработкой автоматизированных технических систем, – робототехнике. Его можно использовать как для занятий в классе, так и для самостоятельной подготовки.

Учебные занятия с использованием данного практикума способствуют развитию конструкторских, инженерных и общенаучных навыков, помогают по-другому посмотреть на вопросы, связанные с изучением естественных наук, информационных технологий и математики, обеспечивают вовлечение учащихся в научно-техническое творчество.

Практикум содержит описание актуальных социальных, научных и технических задач и проблем, решение которых еще предстоит найти будущим поколениям, и позволяет учащимся почувствовать себя исследователями, конструкторами и изобретателями технических устройств. Данная программа рассчитана на применение конструкторов LEGO MINDSTORMS NXT.

Существует также авторская рабочая программа учебного курса LEGO MINDSTORMS Education EV3 И.В. Котеговой [2]. Данная программа предполагает обучение решению задач конструкторского характера, а также обучение программированию, моделированию при использовании на уроках конструктора LEGO MINDSTORMS Education EV3 и программного обеспечения LEGO MINDSTORMS EV3 EDU. В данный момент курс проходит апробацию.

На сегодняшний день в сети интернет и методической литературе много различных разработок по робототехнике. Но найти качественную программу кружка по робототехнике с использованием модели конструктора LEGO MINDSTORMS EV3 не удалось.

Поэтому мы разработали авторскую рабочую программу по робототехнике с использованием конструкторов LEGO MINDSTORMS EV3.

Пояснительная записка

Актуальность кружковой работы заключается в том, что она направлена на формирование творческой личности, умеющей креативно, нестандартно мыслить. Технологические наборы LEGO MINDSTORMS EV3 ориентированы на изучение основных физических принципов и базовых технических решений, лежащих в основе всех современных конструкций и устройств.

Данная программа предполагает решение инженерных и конструкторских задач, а также обучение объектно-ориентированному программированию и моделированию с использование конструкторов LEGO MINDSTORMS EV3 и программного обеспечения LEGO MINDSTORMS EV3 EDU. Использование конструкторов LEGO MINDSTORMS EV3 позволяют решать не только типовые задачи, но и нестандартные ситуации, исследовать датчики и поведение роботов, вести собственные наблюдения. Кроме того, работа в команде способствует формированию умения взаимодействовать с соучениками, формулировать, анализировать, критически оценивать, отстаивать свои идеи. При дальнейшем освоении LEGO EV3 становится возможным выполнение серьезных проектов, развитие самостоятельного технического творчества, участие в соревнованиях по робототехнике.

Цель курса – научить использовать средства информационных технологий для решения конструкторских и межпредметных задач, способствовать успешной адаптации при переходе от пропедевтического курса информатики к базовому.

Задачи:

-     Знакомство со средой программирования LEGO MINDSTORMS EV3, базовым и ресурсными наборами;

-     Усвоение основ объектно-ориентированного программирования;

-     Составление простых и сложных алгоритмов;

-     Использование и программирование датчиков для исследования окружающей среды и выполнения поставленных задач;

-     Проектирование и разработка собственных программ для решения стандартных и нестандартных задач;

-     Создание собственных проектов, которые могут быть полезными в реальной жизни;

-     Формирование умения работать в группе.

Планируемые результаты освоения программы по робототехнике

Личностные результаты:

-     Формирование способностей обучающихся к саморазвитию, самообразованию и самоконтролю на основе мотивации к робототехнической и учебной деятельности;

-     Формирование современного мировоззрения соответствующего современному развитию общества и науки;

-     Формирование коммуникативной и ИКТ-компетентности для успешной социализации и самореализации в обществе.

Метапредметные результаты:

-     Умение ставить и реализовывать поставленные цели;

-     Умение самостоятельно планировать свою деятельность;

-     Умение выполнять и правильно оценивать результаты собственной деятельности;

-     Умение создавать, разрабатывать и реализовывать схемы, планы и модели для решения поставленных задач;

-     Умение устанавливать причинно-следственные связи и логически мыслить.

Предметные результаты:

-     Овладение простыми методами и формами обработки и анализа данных;

-     Формирование ИКТ- компетентности и информационной культуры;

-     Формирование умения автоматизировать и решать поставленные задачи, используя компьютер и технические устройства как инструмент.

Также программа обладает профориентационной направленностью. В ходе обучения по данной программе обучающийся сможет определить свои склонности к инженерно-техническому конструированию и моделированию, которые помогут в дальнейшем самоопределении.

Учебно-тематический план курса

Тема

Общее количество часов

Теория

Практика

Знакомство со стартовым набором LEGO MINDSTORMS EV3 и программным обеспечением.

2

1

1

Сборка первого робота, исследование работы датчиков и возможностей главного модуля

8

2

6

Сборка и программирование роботов с использованием Базового набора 45544 и программного обеспечения LEGO MINDSTORMS EV3 EDU

15

3

12

Решение нестандартных задач, творческие проекты

9

2

7

Итого: 34 часа

Материально-техническое обеспечение

1. Компьютер (процессор 2 ГГц или более мощный, оперативная память Гб и более, 2 ГБ свободного места на жестком диске, 1 свободный USB порт)

2. Операционная система (Windows XP (32 бит), Vista (32/64 бит), за исключением StartedEdition, все с последними пакетами обновлений, MacOS X 10.6, 10.7 и 10.8 (только Intel) – с последними пакетами обновлений);

3. Базовый набор LEGO MINDSTORMS EV3 45544;

4. Программное обеспечение LEGO MINDSTORMS EV3 EDU;

5. Проектор;

6. Боксы для хранения собранных и разобранных конструкций;


Библиографический список
  1. Баженов Р. И.Мохно Д. Е. О разработке информационной системы по учету оценочных средств в университете//Современные научные исследования и инновации. 2014. №5. URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/05/34815 (дата обращения: 07.06.2014).
  2. Баженов Р.И.Никитин А.В. О разработке информационной системы по контролю над пролонгацией страховых договоров//Современные научные исследования и инновации. 2014. №6. URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/06/35496 (дата обращения: 07.06.2014).
  3. Баженов Р. И.Кузнецова Я. И. О разработке информационной системы по учету благотворительной помощи в малой организации//Современная техника и технологии. 2014. №6. URL: http://technology.snauka.ru/2014/06/3961 (дата обращения: 08.06.2014).
  4. Баженов Р. И.Семёнова Д. М. О разработке информационной системы учета деятельности членов общественной молодежной палаты//Современные научные исследования и инновации. 2014. №6. URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/06/35578 (дата обращения: 08.06.2014).
  5. Баженов Р.И.Кривошеева О.Н. Разработка автоматизированной информационной системы для учета деятельности по обслуживанию и ремонту пожарных и охранных комплексов//Современная техника и технологии. 2014. №6. URL: http://technology.snauka.ru/2014/06/3964 (дата обращения: 27.07.2014).
  6. Копосов Д.Г. Первый шаг в робототехнику. – БИНОМ. Лаборатория знаний, 2014. 286 с.
  7. Котегова И.В. Рабочая программа «Технология применения программируемых робототехнических решений на примере платформы LEGO MINDSTORMS Education EV3» URL: https://edugalaxy.intel.ru/index.php?act=attach&type=blogentry&id=17247
  8. Нетесова О.С. Особенности преподавания элективного курса «Конструирование и программирование роботов» в общеобразовательной школе // Вестник Томского государственного педагогического университета. 2013. № 9 (137). С. 175-180.
  9. Устинова Н.Н., Зырянова Е.С. Урок на тему «Линейные алгоритмы. Составление линейных алгоритмов для LEGO-роботов NXT» // Информатика в школе. 2014. № 2 (95). С. 17-22.
  10. Газизов Т.Т., Нетесова О.С., Стась А.Н. Модель внедрения элементов робототехники в образовательный процесс школы // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. 2013. № 2 (28). С. 180-184.
  11. Нетесова О.С. Методические особенности реализации элективного курса по робототехнике на базе комплекта LEGO MINDSTORMS NXT 2.0 // Информатика и образование. 2013. № 7 (246). С. 74-76.


Все статьи автора «Шевченко Надежда Валентиновна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: