Курс робототехники для дополнительного образования

Одним из эффективных путей решения проблемы творческого развития личности ребенка выступает интеграция основного и дополнительного образования, реализация личностно-ориентированного и личностно-деятельностного подходов, способных сыграть в жизни ребенка значительную роль в достижении им вершин своего творческого развития, в определении жизненного пути [1].

Для реализации этой задачи в семейном досуговом центре «Легенда» (адрес в Интернете http://www.legenda-kids.ru) с января 2012 года открыта «Современная лаборатория робототехники». Появление лаборатории значительно увеличило интерес родителей и детей к образовательным программам досугового центра. Для организации учебно-воспитательного процесса было закуплено новое учебное оборудование «lego education we do» (для детей 5 – 8 лет) и «minstorms nxt 2.0» (для детей 8 – 14 лет).

Робототехника – это междисциплинарные занятия, интегрирующие в себе науку, технологию, инженерное дело, математику и т.д. Занятия робототехникой способствуют:

• развитию коммуникативных способностей;

• приобретению навыков взаимодействия в команде;

• развитию самостоятельности при принятии решения;

• раскрытию творческого потенциала ученика.

С точки зрения организации учебного процесса данная дисциплина интересна тем, что в игровой форме она включает в себя межпредметные связи, которые развивают не поддельный интерес у детей к науке и экспериментам. В дальнейшем им будет легче изучать такие предметы, как физика, математика и программирование.

Для детей 5 – 8 лет нами был разработан новый учебный курс. В каждом учебном блоке курса учащиеся занимаются технологией, сборкой и программированием, а так же совершенствуют свои познания в различных предметных областях (физика, математика, технология и развитие речи). В каждом отдельном блоке дети более глубоко изучают какую-то одну дисциплину, на которой фокусируется основная деятельность детей.

Обучение разбито на 4 блока по 30 аудиторных занятий. Часть занятий адаптированы из [2], другая часть – оригинальные, разработанные нами специально для этого учебного курса:

1. «Забавные механизмы» – в этом блоке основной предметной областью является физика.

На занятии «Танцующие птицы» учащиеся знакомятся с ременными передачами, экспериментируют со шкивами разных размеров, прямыми и перекрестными ременными передачами. На занятии «Мельница» дети знакомятся с ременными передачами. На занятии «Быстрый волчок» ученики исследуют влияние размеров зубчатых колес на вращение волчка. Занятие «Обезьянка-барабанщица» посвящено изучению работы рычагов и кулачков, а также знакомству с основными видами движения. Учащиеся изменяют количество и положение кулачков, используя их для передачи усилия, тем самым заставляя руки обезьянки стучать по поверхности с различной частотой и т.д.

1. «Животные» – в этом блоке основной предметной областью является технология.

На занятии «Голодный аллигатор» учащиеся программируют аллигатора, чтобы он закрывал пасть, когда датчик расстояния обнаруживает в ней «пищу». На занятии «Рычащий лев» ученики программируют льва, чтобы он сначала садился, затем ложился и рычал, учуяв косточку. На занятии «Летящая птица» создается программа, включающая звук хлопающих крыльев, когда датчик наклона обнаруживает, что хвост птицы поднят или опущен. Кроме того, программа включает звук птичьего щебета, когда птица наклоняется, и датчик расстояния обнаруживает приближение земли и т.д.

1. «Футбол» – в этом блоке основное внимание учащихся сфокусировано на математике.

На занятии «Форвард» ученики измеряют расстояние, на которое улетает бумажный мячик. На занятии «Вратарь» ученики подсчитывают количество голов, промахов и отбитых мячей, создают программу автоматического ведения счета. На занятии «Футбольные болельщики» ученики используют числа для оценки результата в трех различных категориях и т.д.

1. «Путешествия» – блок направлен на развитие коммуникативных способностей ребенка. Созданные модели используются для постановки мини-спектакля.

На занятии «Спасение самолета» осваивают важнейшие вопросы любого интервью Кто?, Что?, Где?, Почему?, Как? и описывают приключения пилота – фигурки Макса. На занятии «Спасение от великана» ученики исполняют диалоги за Машу и Макса, которые случайно разбудили спящего великана и убежали из леса. На занятии «Одинокий парусник» учащиеся последовательно описывают приключения попавшего в шторм Макса и т.д.

В начале каждого обучающего блока дети разбиваются на команды. В конце прохождения обучения по каждому блоку дети выполняют творческую работу. Организуется отчетная «научно-техническая конференция» (выступление перед родителями). На конференции дети в дружеской атмосфере совершенствуют и показывают свои навыки, полученные на занятиях:

• развитие словарного запаса и навыков общения при объяснении работы модели;

• установление причинно-следственных связей;

• анализ результатов и поиск новых решений;

• коллективная выработка идей, упорство при реализации некоторых из них;

• экспериментальное исследование, оценка (измерение) влияния отдельных факторов;

• проведение систематических наблюдений и измерений;

• использование таблиц для отображения и анализа данных;

• построение трехмерных моделей по двухмерным чертежам;

• логическое мышление и программирование заданного поведения модели;

• подготовка и реализация сценария с использованием модели для наглядности и драматургического эффекта.

Ниже приведен план проведения одного из разработанных нами занятий.

Занятие № 2 «Мельница»

Цель:

• научить детей работать с ременными передачами.

Задачи:

Образовательные:

• научить различать в повседневной жизни физические явления;

• научить исследовать параметры ременных передач;

• научить разбивать задачу на подзадачи и последовательно их решать;

• научить основам работы с видеокамерой;

• закрепить ранее пройденный материал («Танцующие птицы» урок разработан «lego education we do» [2]).

Развивающие:

• развивать память, внимание, воображение, внимательность;

• развивать абстрактно-логическое мышление;

• развивать кругозор.

Воспитательные:

• воспитывать интерес к учебному предмету;

• воспитывать уважительное отношение к чужим идеям;

• воспитывать культуру речи;

• воспитывать усидчивость;

• научить работать в коллективе;

• воспитывать аккуратное обращение с техникой;

• приучить доводить решение задачи до логического конца.

• формировать потребность к саморазвитию.

План проведения занятия.

За неделю до дня занятия было обращение к родителям с просьбой поговорить с детьми и обсудить следующие вопросы:

• Что такое мельница?

• Кто такой мельник?

• Как добывается мука?

• В чем разница между ветреной и водяной мельницей?

В начале занятия дети усаживаются в кружок. Начинается обсуждение темы. Далее – просмотр видеоролика о мельницах. По окончании просмотра дети сравнивают увиденное на экране с деталями lego. Детям предлагается нарисовать схему мельницу на бумаге.

Из деталей lego ребенок собирает свою «неповторимую» мельницу (двигатель находится внизу, а крутящееся движение должно передаться вверх). Далее происходит закрепление ранее изученного материала (Занятие «Танцующие птицы» [2]). Далее при помощи конструктора lego происходит изучение «увеличения скорости» и «уменьшения скорости» в ременных передачах. Обсуждаются вопросы:

• Что происходит после включения мотора?

• С какой скоростью вращаются шкивы? С одинаковой или с разной? Почему?

• В каких направлениях вращаются шкивы – в одном и том же, или в разных?

• Как долго работает мотор?

После окончания обсуждений преподаватель подводит итог занятия, рассказывает детям о теме следующего занятия.

Разработанный курс «Робототехника» с января 2012 года начал проходить апробацию в детском досуговом центре «Легенда». За прошедшее время была отмечена высокая посещаемость занятий. Уход детей из секции не отмечен. Учебные группы очень быстро заполнялись, родители проявляли интерес и активно принимали участие в творческой деятельности детей, при этом, не мешая их инициативе.

Литература:

1. Березина В.А. Дополнительное образование детей как средство их творческого развития: Дис. ... канд. пед. наук: 13.00.01: Москва, 1998, 147 С.

2. LEGO Education WeDo Teacher’s Guide. – LEGO, 2009.