ГБОУ ГИМНАЗИЯ №70
Петроградского района Санкт-Петербурга
Версия для слабовидящих

Робототехника

В 2016-2017 учебном году гимназия №70 в содружестве с партнёрами ООО «Линукс Формат», АО «РОББО», методическая служба «РОББО Клуба» реализует проект по направлению «Образовательная робототехника».

 Развитие научно-технического творчества и освоение школьниками инженерно-технических компетенций, в том числе робототехники, входит в число приоритетных направлений реализации Концепции развития дополнительного образования детей.

Группа педагогов нашей гимназии (Е.В. Беляева, И.С. Каминская, В.Ю. Медведев, Л.Г. Тарасова) работает с ООО «РОББО Клуб» в рамках сетевого взаимодействия.

Наши учителя прошли обучение в рамках дополнительной профессиональной программы повышения квалификации «Теория и методика преподавания образовательной робототехники» (обучение проводили преподаватели «РОББО Клуба» в целях ознакомления с приёмами работы с робототехническими наборами, принципами программирования роботов).

Современные дети с ранних лет интересуются техникой. 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.

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.

Следует отметить, что развитие способностей таких, как:

● пространственное воображение и представление

● конструкторская смекалка

● умение применять знания в конкретной проблемной ситуации,

необходимы всем учащимся, в том числе и тем, которые собираются связывать свою профессиональную деятельность с техникой и технологиями.

В настоящее время в гимназии для формирования инженерного мышления учащихся используется образовательная робототехника в дополнительном образовании (7 класс) и во внеурочной деятельности (2, 3, 5-6 классы).

Образовательная робототехника помогает выявить технические наклонности учащихся и развивать их в этом направлении через метапредметные связи с такими предметами, как математика (перемещение объекта по координатам), физика (калибровка датчиков, работа с датчиками касания, инфракрасного излучения, звукового сигнала), технология (конструирование), информатика (работа с алгоритмами и элементы программирования).

Большинство датчиков робототехнических наборов, а также исполнительных элементов роботов имеют физические принципы действия, которые изучаются в школьном курсе физики, поэтому, например, при изучении соответствующих тем целесообразно акцентировать внимание на практическое использование законов в современной технической области.

В дальнейшей работе элементы образовательной робототехники могут быть представлены в школьном курсе физики, информатики и технологии не только как средство практической деятельности школьников, но и как объект теоретического изучения.

 Модель по формированию инженерного мышления обучающихся

Деятельность по формированию инженерного мышления обучающихся

Цель: развитие интереса к научно­техническому творчеству, развитие аналитического и творческого мышления учащихся.

Задачи:

Воспитательные

  • сформировать у учащихся личное положительное отношение к робототехнике как одному из перспективных направлений технологического развития нашей страны;
  • способствовать формированию личной ответственности за результаты своей деятельности на примере разработки алгоритмов и программ, управляющих движением и действиями робота;

Развивающие

  • развивать коммуникативные умения и навыки, необходимые для взаимодействия в сетевом сообществе;
  • содействовать развитию оценочных умений (самооценки результатов личной проектной деятельности и экспертной оценки результатов проектной деятельности других учащихся в области школьной робототехники)
  • подготовка к жизнедеятельности в роботизированной среде

Образовательные

  • сформировать у учащихся представления о сферах использования, возможностях и ограничениях применения роботов в современном производстве и в быту
  • содействовать развитию умений и навыков самостоятельной познавательной деятельности учащихся по изучению алгоритмов и исполнителей алгоритмов, по освоению технологий 3D­моделирования и 3D­печати для создания отдельных деталей роботов.

Планируемые результаты

В процессе освоения программы учащиеся:

  • познакомятся с возможностями применения роботов в современном производстве и в быту;
  • овладеют основами программирования роботов на языке Scratch,
  • узнают об основных принципах работы Робоплатформы;
  • овладеют опытом самостоятельного управления цифровой лабораторией.

 

Создание условий для формирования инженерного мышления обучающихся

Оборудование, необходимое для реализации программ в расчете на одного обучающегося:

 

1. Компьютер (или ноутбук)

2. ScratchDuino. Лаборатория

3. ScratchDuino. Робоплатформа

4. Электронный конструктор “Знаток”

5. Набор для изучения электроники «Схемотехника»

6. 3-D принтер RUBOT Mini (один на кабинет)

 

На раннем этапе знакомства с робототехникой (начальная школа) используется Kodu Game Lab - интерактивная среда создания трехмерных игр с помощью визуального программирования, в котором вообще не надо писать текст (ведь эта возрастная группа не знакома с языками программирования). Для разработки игры обучающийся создает игровой мир, в котором будут жить внедрённые персонажи, и взаимодействовать по установленным правилам (а также с учётом законов физики), можно загрузить множество существующих миров или же создать свой. 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.

Для работы с обучающимися 5-6,7 классов используется язык программирования Scratch.

Скретч (Scratch) - это новая среда программирования, которая позволяет обучающимся создавать собственные анимированные интерактивные истории, игры и модели. Этими работами можно обмениваться с сообществом автором Скретч-проектов по всему миру. В Скретче можно играть с различными объектами, видоизменять их вид, перемещать их по экрану, устанавливать формы взаимодействия между объектами. Это объектно-ориентированная среда, в которой блоки программ собираются из разноцветных кирпичиков команд.

В ходе этой созидательной деятельности у учеников формируется свобода обращения с различными элементами окружающей медиакультуры, помогает им научиться думать, анализировать и прогнозировать результат своей работы.

Помимо программирования робототехника поддерживает такие технические дисциплины, как конструирование и моделирование. Они также способствуют развитию технического мышления у обучающихся.

Это достигается через использование конструктора «Знаток» и набора «Схемотехника».

Методика организации деятельности по формированию инженерного мышления обучающихся с использованием образовательной техносферы

Группа педагогов гимназии работает с программами «Игровая робототехника», «Образ робота», «Диалог с роботом», «Свободная робототехника», которые разработаны преподавателями РОББО Клуба. Мы проводим апробацию этих программ  для учащихся 2, 3, 5-6 и 7 класса.

Апробация электронного учебно-методического комплекса (ЭУМК) происходит на базе пилотного инновационного класса (ПИК), который включает в себя специализированный сервер с учебными сетевыми комплексами (на базе свободного программного обеспечения), компьютерный класс, оснащенный экспериментальными одноплатными компьютерами для работы с программным обеспечением специализированного сервера, лабораторию по робототехнике, оснащенную программно-аппаратным оборудованием на платформе SсratchDuino и ЭУМК с сетевым сопровождением, полученный от фирмы-партнера.

Использование робототехники во внеурочной деятельности несколько отличается от обычных занятий дополнительного образования (кружков). В группах собраны школьники одного возраста.

Для каждого занятия используется: презентация, методические рекомендации, технологическая карта.

Примеры проектов:

  • Проект «Доставь груз». Обучающиеся делятся на команды. Каждая команда должна написать программу движения робота, которая включает в себя команды управления роботом с пульта. Затем управляя роботом нужно доставить груз следующей команде. 
  • Проект Работа с датчиком линии. Обучающийся составляет программу управления роботом. По нажатию клавиши «↑» Робот должен двигаться вперед вдоль закрашенной линии, по достижении конца линии робот останавливается и делает поворот, затем двигается обратно.

Группа педагогов гимназии помогает доработать предложенные РОББО Клубом программы занятий по образовательной робототехнике, ориентируя их на соответствующий возраст учащихся. Каждый преподаватель ведет дневник занятий, где описывает: как прошло занятие, какие были трудности, какие замечания по качеству преподаваемой информации, дает рекомендации по их преодолению.

 Представление результатов деятельности по формированию инженерного мышления обучающихся

Не смотря на то, что наш проект совсем молодой (гимназия начала его реализацию в сентябре 2016 года), мы уже можем отметить определенные результаты.

Учащиеся занимаются по данной программе с интересом. Они с удовольствием учатся моделировать движения робота, составлять алгоритмы для разных персонажей, программировать совместные движения нескольких персонажей, и т.д. Эти занятия помогают учащимся использовать полученные знания на учебных предметах предметах.

В перспективе мы планируем ввести использование робототехники в урочную деятельность, в первую очередь на уроках физики. 

В октябре 2016 года в Выставочном центре ЛЕНЭКСПО в рамках недели «Импортозамещение в сфере информатизации и связи, управления информационными и телекоммуникационными ресурсами. Дни робототехники» прошел Фестиваль науки и инновационного творчества «Молодые инженеры Петербурга».

Шестиклассники нашей гимназии приняли участие в этом престижном фестивале. Ребята изготовили 3-D голограммы, посетили мастер-классы по конструированию одежды и по робототехнике. Учащиеся на фестивале попробовали создать и запустить робота.

Наших учащихся очень заинтересовало создание интернет-телевидения.

В процессе участия в мастер-классах у детей можно было увидеть навыки самостоятельной познавательной деятельности по изучению алгоритмов и технологий 3D-моделирования.

Контакты

Вы можете связаться с нами

(812) 417-64-48

info@gimnazia70.spb.ru

Адрес 197022, Санкт-Петербург, ул. Литераторов 9/11, литера "А"