Межпредметная связь робототехники и математики. Внедрение математики в программу внеклассной деятельности по робототехнике | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 26 октября, печатный экземпляр отправим 30 октября.

Опубликовать статью в журнале

Авторы: ,

Рубрика: Педагогика

Опубликовано в Молодой учёный №21 (363) май 2021 г.

Дата публикации: 19.05.2021

Статья просмотрена: 1155 раз

Библиографическое описание:

Ибрагимов, В. Н. Межпредметная связь робототехники и математики. Внедрение математики в программу внеклассной деятельности по робототехнике / В. Н. Ибрагимов, Б. Б. Мурзалин. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2021. — № 21 (363). — С. 388-389. — URL: https://moluch.ru/archive/363/81181/ (дата обращения: 13.10.2024).



В статье рассматривается вопрос о раскрытии новых возможностей при проведении кружковых занятий по робототехнике с изучением некоторых разделов математического курса средней школы.

Ключевые слова: робототехника, математика, информатика, внеклассная деятельность, кружковая деятельность, робототехнические системы, межпредметные связи, STEM-технологии, Lego Mindstorms EV3.

В современном образовании Республики Казахстан большое внимание уделяется такой предметной области, как робототехника. Данное направление представляет собой инструмент для развития у учащихся навыков программирования, алгоритмического и творческого мышления. Робототехника также предоставляет возможности для углубления и закрепления знаний не только в своей области, но и в курсе школьной математики.

Математика является наукой о структуре, порядке и отношениях, которая развилась из элементарных методов подсчета, измерения и описания форм объектов [1]. Робототехника же в свою очередь определяется как междисциплинарная область, объединяющая информатику и инженерию. Но как информатика, так и робототехника содержат в основе отдельные элементы математической области.

В настоящем времени процесс обучения робототехнике в рамках внеклассной деятельности базируется на сборке различных моделей роботов и выполнении задач, связанных с программированием. Но зачастую программирование собранных роботов исключает математические задания, которые вполне возможно реализовать в данном направлении.

Робототехника изначально представляет собой науку, технологию и инженерию, но при внедрении математического направления образовательный процесс становится полноценной STEM-технологией, направленной на разностороннее развитие личности в рамках одной дисциплины.

На основе программного обеспечения Lego Mindstorms EV3, используемого в качестве среды программирования, возможно полноценное решение и практическая визуализация математических заданий. Среда программирования предоставляет возможности для создания математических формул, переменных, констант и внесения необходимых данных для вычислений.

Программная среда Lego EV3 имеет блоки, необходимые для математических операций над числовыми, логическими и текстовыми данными [2]. Список данных блоков расположен в красной палитре.

Математические блоки:

  1. Переменная — ячейка памяти, которая может быть введена в момент написания программы, так и в процессе выполнения. Ячейка имеет возможность записи и считывания.
  2. Константа — как и в математике, является постоянной величиной. Значение вводится в ячейку памяти в момент создания программы и остается неизменным до завершения выполнения программного кода.
  3. Массив — представляет собой список ячеек данных, каждая из которых имеет упорядоченный индекс.
  4. Математика — позволяет производить математические операции над числами: сложение, вычитание, умножение, деление, степень, квадратный корень и абсолютное значение. А также имеет возможность ввода любой произвольной формулы.
  5. Округление — позволяет производить округление до ближайшего значения. А при дробном числе определяет количество знаков после запятой.
  6. Сравнение — даёт возможность сравнивать числа по типу «больше», «меньше», «больше или равно», «меньше или равно».
  7. Случайное значение — данный блок позволяет генерировать случайные числа из выбранного диапазона.
  8. Интервал — определяет нахождение выбранного число относительно внутреннего или внешнего диапазона.

Посредством данных блоков перед учителем встаёт возможность создания более углубленных и сложных математических заданий для учащихся.

Примером такого подхода является решение заданий по планиметрии. На основе данных датчиков набора EV3 можно определять площади геометрических фигур, градусные меры углов, расстояние между объектами для построения математической модели. Благодаря блокам в среде программирования есть возможность создания формул, а также построение полного алгоритма, по которому происходит решение поставленных перед учащимися задач [3].

Проектирование более сложных моделей роботов, как, например, с использованием вращающихся датчиков на среднем или большом моторе, создаёт условия для решения задач по стереометрии. Примером может послужить определение объема куба, который может быть собран для такого типа задания.

Также имеет место решение задач на определение пройденного расстояния, затраченного времени, скорости движения спроектированных роботов и нахождения средних значений [4].

Исходя из возможностей математических блоков, учитель может создавать задания, основывающиеся на расчёте алгебраических выражений и уравнений, которые также могут дополняться регистрацией данных датчиков набора Lego EV3. Такие методы создания заданий расширяют вариативность использования робототехнических систем при обучении учащихся робототехнике.

Практическая визуализация решения математических задач с использованием роботов имеет влияние на отношение учащихся к изучению математики. Перед учащимися возникают условия, в которых знание математики становится необходимым. В связи с этим возникает потребность в подготовке и углублении математических знаний.

Изучение математических разделов в рамках внеклассной деятельности по робототехнике положительно сказывается на образовательном процессе всего учебного заведения, т. к. уровень подготовки учащихся начинает постепенно подниматься. Происходит межпредметное взаимодействие, при котором учащиеся закрепляют полученные математические знания на уроках робототехники и повышают уровень знаний на уроках математики для решения более сложных робототехнических заданий.

Помимо вышесказанных аспектов, учащиеся овладевают навыками гибокого мышления, методами решения заданий различных типов и широким диапозоном творческих подходов к созданию программных кодов и построению роботетхнических моделей. Такой подход в проведении внеклассных занятий формирует учебную успешность учащихся [5].

Литература:

  1. Энциклопедия Britannica [Электронный ресурс] — URL: https://www.britannica.com/science/mathematics (актуальная дата: 06.05.2021).
  2. Шадрин И. В. Учебное пособие по программированию в среде Lego Mindstorms EV3. — Колпашево, 2017. — 20 с.
  3. Копосов Д. Г. Первый шаг в робототехнику: практикум для 5–6 классов. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. — 286 с
  4. Еременко С. А. Роботы оживят уроки математики // Наша сеть: социальная сеть работников образования 2010–2017 [Электронный ресурс] — URL: https://nsportal.ru/shkola/raznoe/library/2015/11/11/roboty-ozhivyat-uroki-matematiki (актуальная дата: 06.05.2021).
  5. Папко С. С. Возможности использования робототехники на уроках математики // Международный школьный научный вестник. — 2016. — № 4. — С. 26.
Основные термины (генерируются автоматически): внеклассная деятельность, робототехника, блок, задание, образовательный процесс, решение задач, среда программирования, учащийся, ячейка памяти.


Похожие статьи

Актуализация знаний математики посредством аппаратно-программных средств Arduino

В статье рассматривается вопрос об использовании Arduino, как способа актуализации знаний и применения разделов математики в практической деятельности с целью мотивации учащихся к дальнейшему формированию и развитию математических знаний.

Разработка робота для транспортировки малогабаритных объектов на базе микроконтроллера AVR

В работе описывается методология разработки, реализации и отладки, а также технические решения при создании робота для транспортировки малогабаритных объектов на базе микроконтроллера AVR. Данная работа может быть рекомендована студентам старших кур...

Обучение алгоритмизации на уроках с использованием Лего Mindstorms EV3

В статье рассматривается методика изучения «алгоритмизации» с использованием Лего Mindstorms EV3 в рамках проведения уроков информатики в 8-м классе. Применение задачи по спортивной робототехнике в рамках изучения линейных алгоритмов на уроках информ...

Использование ИКТ-технологий на уроках гуманитарного цикла при реализации образовательных программ с применением электронного обучения и дистанционных образовательных технологий

В статье рассматриваются вопросы, связанные с дидактическими особенностями компьютера как средства обучения и с применением различных ИКТ-технологий на дистанционных уроках гуманитарного цикла, в частности, на уроках русского языка и литературы. Такж...

Возможность применения интерактивного обучения в вокально-хоровой работе со студентами-хормейстерами

В статье представлен обзор интерактивных форм, методов и технологий обучения студентов-музыкантов применительно к вокально-хоровой работе студента-музыканта. Рассматриваются возможности и практическое значение использования данных методов в системе в...

Математические пакеты как средство формирования профессиональной компетентности у бакалавров профиля «Математика, информатика»

В статье рассмотрены теоретические и практические аспекты формирования профессиональной компетентности у бакалавров направления «Педагогическое образование профиля «Математика и информатика» на основе математических пакетов. Авторы приходят к выводу,...

Развитие навыков самостоятельной работы на уроках химии посредством интеллектуальных карт

В данной статье рассматривается вопрос успеваемости детей и их интереса к изучаемому предмету. Для решения этих трудностей, а также запоминания, анализа изучаемой информации и другого предлагается метод интеллект-карт. Приведены факторы, которые помо...

Интегрированные уроки как форма реализации компетентностного подхода в обучении географии, английскому языку, информатике и ИКТ

Данная статья затрагивает актуальные вопросы методики преподавания английского языка, географии, информатики и ИКТ, реализации ФГОС, важности интегрированных уроков, также приведена классификация технологий: Технология объяснительно — иллюстративного...

Использование мобильных приложений для реализации контроля на уроке немецкого языка

В данной статье рассмотрены актуальность и преимущества проведения контроля на уроке немецкого языка при помощи использования мобильных технологий. Были проанализированы наиболее популярные приложения для изучения иностранного языка, такие как Quizle...

Игровая технология «Конструктор идей» как средство развития учащихся на уроках технологии в рамках профориентационной деятельности

В статье приводятся сведения о разработке коллектива преподавателей из ЧГПУ (г. Грозный), а также рассматривается вопрос о возможности использования в ходе проводимых уроков технологии игры «Конструктор идей», обеспечивающей развитие учащихся в проце...

Похожие статьи

Актуализация знаний математики посредством аппаратно-программных средств Arduino

В статье рассматривается вопрос об использовании Arduino, как способа актуализации знаний и применения разделов математики в практической деятельности с целью мотивации учащихся к дальнейшему формированию и развитию математических знаний.

Разработка робота для транспортировки малогабаритных объектов на базе микроконтроллера AVR

В работе описывается методология разработки, реализации и отладки, а также технические решения при создании робота для транспортировки малогабаритных объектов на базе микроконтроллера AVR. Данная работа может быть рекомендована студентам старших кур...

Обучение алгоритмизации на уроках с использованием Лего Mindstorms EV3

В статье рассматривается методика изучения «алгоритмизации» с использованием Лего Mindstorms EV3 в рамках проведения уроков информатики в 8-м классе. Применение задачи по спортивной робототехнике в рамках изучения линейных алгоритмов на уроках информ...

Использование ИКТ-технологий на уроках гуманитарного цикла при реализации образовательных программ с применением электронного обучения и дистанционных образовательных технологий

В статье рассматриваются вопросы, связанные с дидактическими особенностями компьютера как средства обучения и с применением различных ИКТ-технологий на дистанционных уроках гуманитарного цикла, в частности, на уроках русского языка и литературы. Такж...

Возможность применения интерактивного обучения в вокально-хоровой работе со студентами-хормейстерами

В статье представлен обзор интерактивных форм, методов и технологий обучения студентов-музыкантов применительно к вокально-хоровой работе студента-музыканта. Рассматриваются возможности и практическое значение использования данных методов в системе в...

Математические пакеты как средство формирования профессиональной компетентности у бакалавров профиля «Математика, информатика»

В статье рассмотрены теоретические и практические аспекты формирования профессиональной компетентности у бакалавров направления «Педагогическое образование профиля «Математика и информатика» на основе математических пакетов. Авторы приходят к выводу,...

Развитие навыков самостоятельной работы на уроках химии посредством интеллектуальных карт

В данной статье рассматривается вопрос успеваемости детей и их интереса к изучаемому предмету. Для решения этих трудностей, а также запоминания, анализа изучаемой информации и другого предлагается метод интеллект-карт. Приведены факторы, которые помо...

Интегрированные уроки как форма реализации компетентностного подхода в обучении географии, английскому языку, информатике и ИКТ

Данная статья затрагивает актуальные вопросы методики преподавания английского языка, географии, информатики и ИКТ, реализации ФГОС, важности интегрированных уроков, также приведена классификация технологий: Технология объяснительно — иллюстративного...

Использование мобильных приложений для реализации контроля на уроке немецкого языка

В данной статье рассмотрены актуальность и преимущества проведения контроля на уроке немецкого языка при помощи использования мобильных технологий. Были проанализированы наиболее популярные приложения для изучения иностранного языка, такие как Quizle...

Игровая технология «Конструктор идей» как средство развития учащихся на уроках технологии в рамках профориентационной деятельности

В статье приводятся сведения о разработке коллектива преподавателей из ЧГПУ (г. Грозный), а также рассматривается вопрос о возможности использования в ходе проводимых уроков технологии игры «Конструктор идей», обеспечивающей развитие учащихся в проце...

Задать вопрос