Применение Лего на уроках информатики

 

Применение Лего на уроках информатики

 

Образовательная робототехника в школе приобретает все большую значимость и актуальность в настоящее время.      Она  активно вошла в жизнь  школьников Челябинской области.  В 2008 году в рамках реализации национального проекта «Образование» каждой школе выданы  Лего-конструкторы. С тех пор   многие   образовательные учреждения  активно включились в это интереснейшее направление, увлеченно занимаются созданием программируемых моделей роботов.  Педагоги эффективно используют образовательные конструкторы в преподавании технологии, физики, математики, информатики.

Мы, безусловно, лидеры. Мы – это Челябинская область.  Мы превосходим другие регионы по охвату и качеству, и нам хотелось бы удержать эти позиции. Участвуя в трех из шести уже проведенных Всемирных Олимпиад Роботов, мы все три раза заняли призовые места: второе место в Корее, седьмое - в Японии и шестое место на Филиппинах в 2010 году. В этом году на региональный этап мы пригласили команды из 20 регионов: ЯМАО, Красноярского края, Оренбурга, Ульяновска, Кургана, Пензы и других. В этих регионах нет такого масштабного движения как у нас, и всё функционирует на уровне отдельных подвижников. Челябинская область - это как раз пример того, когда инициатива снизу была поддержана органами управления. На бюджетные деньги было закуплено оборудование, организованы методические центры, обучены педагоги. Это и есть рецепт нашего успеха.

В первую очередь, активностью педагогов. Они очень увлеклись идеей внедрения робототехники в обучающий процесс и выступили подвижниками своего дела. Сейчас эта система используется в таких предметных областях, как физика, информатика, окружающий мир. Это очень серьезная инновационная педагогическая технология. Кроме того, новые федеральные образовательные стандарты, которые в скором времени будут приняты во всех учебных заведениях страны, предусматривают возможность внедрения робототехники в качестве дополнительного предмета.

Особенности образовательной робототехники в том, что дети трудятся не по алгоритму, как это бывает при изучении обычных предметов. Они изначально пребывают в свободном творчестве, сами придумывают комбинацию в зависимости, от которой робот будет выполнять ту или иную функцию. Одним словом, мы создаем творцов и первооткрывателей.

Помимо развития творческих и технических способностей, это отличное средство социализации «трудных» подростков. Дети из группы риска, приходя в робототехнические кружки, настолько втягиваются в процесс обучения, что у них появляется интерес и к другим школьным предметам. 

К тому же Челябинская область – промышленный регион, и  очень важно сейчас, чтобы инженерно-техническое образование было поднято на прежний уровень, как в советские времена и даже выше. В последнее время баланс нарушился в сторону гуманитарного образования. Сейчас мы ставим перед собой задачу возродить интерес к техническим специальностям. Огромное спасибо педагогам, которые увлекают детей робототехникой.

В каком возрасте ребенок может начать занятия робототехникой?

- Внедрение робототехники начиналось с младших школьников, затем этот процесс перешел в основную школу. В 2007 году были закуплены универсальные наборы робототехники, которые можно использовать в разных предметных областях.  В настоящее время эта технология спустилась уже до детских садов. Дошкольники и младшеклассники справляются с такими заданиями, которые взрослым могут показаться сложными. Но масштаб детской фантазии настолько велик, что остается только поддерживать ее и развивать. Более того, с помощью Южно-Уральского государственного университета, который имеет статус национально-исследовательского, мы стали применять робототехнику в начальном и среднем профессиональном образовании. Такая форма творчества помогает охватить все уровни образования.

Дело упрощается тем, что, образовательная робототехника в школе в настоящее время базируется, в основном, на изучении и применении в учебном процессе  ЛЕГО - конструкторов №9797 "Перворобот NXT", поставляемые централизованно через систему Российского школьного образования. На базе этого конструктора можно сконструировать и запрограммировать довольно сложные модели роботов и изучить базовые основы робототехники, т.е. имеется продуманная, достаточно развитая конструктивная и программная база. Также имеются курсы для учителей по работе с этим конструктором и методическое сопровождение этой работы.

Важнейшей отличительной особенностью стандартов нового поколения является их ориентация на результаты образования, причем они рассматриваются на основе системно-деятельностного подхода. Процессы обучения и воспитания не сами по себе развивают человека, а лишь тогда, когда они имеют деятельностные формы и способствуют формированию тех или иных типов деятельности. Деятельность выступает как внешнее условие развития у ребенка познавательных процессов. Чтобы ребенок развивался, необходимо организовать его деятельность. Значит, образовательная задача состоит в организации условий, провоцирующих детское действие.

Такую стратегию обучения легко реализовать в образовательной среде LEGO (ЛЕГО), которая объединяет в себе специально скомпонованные для занятий в группе комплекты ЛЕГО, тщательно продуманную систему заданий для детей и четко сформулированную образовательную концепцию.  Министерство образования и науки рекомендует активизировать работу по встраиванию образовательной робототехники в преподавание предметов.

В содержании базовой дисциплины ?Информатика

 понятийный аппарат информатики предполагается разделить на три концентра:

- понятия, связанные с описанием информационного процесса;

- понятия, раскрывающие суть информационного моделирования;

- понятия, характеризующие применение информатики в различных областях, прежде всего: технологиях, управлении, социально-экономической сфере.

 

Для учителя информатики помимо содержания и количества часов, выделяемых на предмет, важна информация и о новых подходах в стандартах второго поколения — это деятельностный подход. Для этого подхода главным является вопрос, какие необходимы действия, которыми должен овладеть ученик, чтобы решать любые задачи.   

   Иначе говоря, необходимо выделить универсальные действия, овладение которыми дает возможность  решать в неопределенных жизненных ситуациях разные классы задач. Таким образом, на первый план, наряду с общей грамотностью, выступают такие качества выпускника, как, например, разработка и проверка гипотез, умение работать в проектном режиме, инициативность в принятии решений и т.п. Эти способности востребованы в постиндустриальном обществе.

   Они и становятся одним из значимых ожидаемых результатов образования и предметом стандартизации. Одним из методических решений, позволяющим более интенсивно осваивать информатику и формировать ключевые компетенции учащихся, является использование конструктора Лего на уроках информатики.

  Главная идея состоит в том, чтобы через насыщение школьного пространства новыми технологиями изменить содержание учебно-воспитательного процесса, создать новую внутришкольную коммуникационную среду, попадая в которую учащийся и учитель был бы более успешен, более компетентен, более современен.

  Цель внедрения конструктора Лего на уроках информатики: научить учащихся самостоятельно мыслить, находить и решать проблемы, привлекая для этого знания из разных областей, уметь прогнозировать результаты и возможные последствия разных вариантов решения. Также уроки информатики с применением средств Лего являются «первой ступенькой» для качественной подготовки участников турниров Лего-роботов на районных, областных и российских соревнованиях.

   Одной из основных задач является осуществление технологической подготовки учащихся. На уроках информатики с применением Лего в основной и старшей школе учащиеся могут разрабатывать проекты по интересующей их тематике, широко используя в своей работе межпредметные связи.

 

Первоначальное использование конструкторов Лего требует наличия готовых шаблонов: при отсутствии у многих детей практического опыта необходим первый этап обучения, на котором происходит знакомство с различными видами соединения деталей, вырабатывается умение читать чертежи и взаимодействовать в команде. В дальнейшем, учащиеся отклоняются от инструкции, включая собственную фантазию, которая позволяет создавать совершенно невероятные модели. Недостаток знаний для производства собственной модели компенсируется возрастающей активностью любознательности учащегося, что выводит обучение на новый продуктивный уровень.

 

Основные этапы разработки Лего-проекта:

1) Обозначение темы проекта.

2) Цель и задачи представляемого проекта.

3) Разработка механизма на основе конструктора Лего модели NXT (RCX).

4) Составление программы для работы механизма в среде Lego Mindstorms (RoboLab).

5) Тестирование модели, устранение дефектов и неисправностей.

 

При разработке и отладке проектов учащиеся делятся опытом друг с другом, что очень эффективно влияет на развитие познавательных, творческих навыков, а также самостоятельность школьников. Таким образом, можно убедиться в том, что Лего, являясь дополнительным средством при изучении курса информатики, позволяет учащимся принимать решение самостоятельно, применимо к данной ситуации, учитывая окружающие особенности и наличие вспомогательных материалов. И, что немаловажно, – умение согласовывать свои действия с окружающими, т.е. – работать в команде.

 

 

Вывод:

Учащиеся 5-11 классов ряда школ из разных регионов России вовлечены в учебный процесс создания моделей - роботов, проектирования и программирования робототехнических устройств и ежегодно участвуют в Мировой олимпиаде роботов, выступая в Сборной России за рубежом. Такие регионы как Челябинская область, Красноярский край, Москва, Санкт-Петербург являются показательными по направлению образовательной робототехники в школе.   Наборы Лего ориентированы на регулярную, тематическую, проектную работу, позволяют изучать технологии автоматизированного управления. Простой интерфейс позволяет объединить конструкцию из Лего и компьютеров в единую модель современного устройства с автоматизированным управлением.

Хотелось бы, чтобы Лего-конструкторы больше присутствовали на уроках, ведь это развивает познавательный интерес школьников, готовит их к жизни в  информационном обществе и далее - в обществе знаний.

Думаю, что для развития данного направления в школе нужны подготовленные кадры. Причем, следует искать их даже не в среде педагогов, а привлекать представителей соответствующего инженерного корпуса, которым интересна школа. Конечно, следует продумать вопрос их финансирования их работы в школе, но главное, все же, интерес. Думаю, здесь есть поле для совместной деятельности администраций образовательных учреждений и их органов гсударственно-общественного управления.   

Для создания самодельного (даже достаточно простого) робота в школе, мы не имеем возможности дать детям достаточных для этого знаний, нет необходимой конструктивной базы, оборудованных рабочих мест, нет учителей - специалистов в этой области, да и денег на это нет.

 

 

 

 

М.С.Ахметжанова, учитель информатики, руководитель Лего-кружка.

 

 

 

 

456840  Челябинская область Каслинский район с.Тюбук ул.Труда, 1 МОУ "Тюбукская СОШ№3" tubuk_sosch@mail.ru