Robotik i Ryssland i Nyligen utvecklas intensivt. P? grund av detta ?gnas allt st?rre uppm?rksamhet ?t anv?ndningen av h?gteknologisk teknik och utrustning med h?g niv? automatisering och robotisering.

F?r att ?verg? till ny teknik beh?vs ett system f?r personalutbildning f?r den innovativa ekonomin (skoleelev – arbetare – certifierad specialist) p? moderna tillv?gag?ngss?tt och motivation.

F?r n?rvarande p?g?r storskalig robotisering olika omr?den m?nskligt liv: maskinteknik, medicin, rymdindustri, etc. Industrirobotar har blivit en integrerad del av m?nga produktionsomr?den.

Pedagogisk robotik Idag blir det popul?rt i skolor och ytterligare utbildningsklubbar. Studenter ?r involverade i utbildningsprocessen genom att skapa modeller - robotar, design och programmering av robotenheter och deltar i robott?vlingar, t?vlingar, olympiader och konferenser.

Pedagogisk robotik ?r en del av ingenj?rsutbildningen. Nu ?r det n?dv?ndigt att aktivt b?rja popularisera ingenj?rsyrket fr?n skolan. Barn beh?ver ingenj?rsm?ssiga f?rebilder. Robotics utvecklar elever i avancerat utvecklingsl?ge, beroende p? datavetenskap, matematik, teknik, fysik och kemi. Robotik inneb?r utveckling av pedagogisk och kognitiv kompetens hos elever.

Pedagogisk robotik ?r en l?randemilj? baserad p? anv?ndningen av robotar i undervisningssyfte. I den involveras och motiveras eleverna av sj?lvst?ndig modellering och konstruktion av modeller (objekt som har liknande eller helt identiska egenskaper som verkliga objekt). Dessa modeller ?r skapade med hj?lp av olika material och styrs av ett datorprogram som kallas en prototyp eller simulering.

I en unders?kning gjord bland 11-13-?ringar visade det sig att barn hellre st?dar sitt rum, ?ter soppa, g?r till tandl?karen och tar ut soporna ?n att matte. Hur p?verkar denna uppenbara brist p? motivation att l?ra sig matematik akademiska prestationer? Tyv?rr p?verkar bristen p? motivation prestationer negativt inom matematik, naturvetenskap, teknik och ingenj?rsvetenskap (STEM); omr?den som ?r avg?rande f?r nationens globala konkurrenskraft, innovation, ekonomiska tillv?xt och produktivitet.

F?r detta ?ndam?l finns det en ?kande efterfr?gan p? STEM-relaterad utbildning och kurser f?r arbetare fr?n teknisk utbildning till doktorandniv?. STEM-utbildning och kurser kan i slut?ndan ?ka den genomsnittliga potentialen f?r arbetare med 26 %. Till 2019 kommer cirka 92 % av traditionella STEM-jobb att kr?va n?gon form av ytterligare utbildning inklusive n?gon niv? av branschspecifika certifieringar. Vidare tyder vissa rapporter p? att ?ven icke-STEM-arbetare kommer att beh?va skaffa sig n?gra k?rnkompetenser inom STEM f?r att m?ta globala krav och ?verleva i dagens teknologiska samh?lle.

Att l?ra sig genom pedagogisk robotik l?ter eleverna t?nka p? teknik. Genom att modellera, konstruera, programmera och dokumentera autonoma robotar l?r sig eleverna inte bara hur teknik fungerar, utan ocks? meningsfulla och p? ett roligt s?tt till?mpa de kunskaper och f?rdigheter som f?rv?rvats i skolan. Utbildningsrobotik ?r rik p? m?jligheter att integrera inte bara omr?dena naturvetenskap, teknik, teknik och matematik (STEM), utan ocks? m?nga andra omr?den, inklusive l?skunnighet, samh?llskunskap, dans, musik och konst, vilket g?r att eleverna kan hitta s?tt att arbeta tillsammans , f?r att utveckla sina samarbets- och sj?lvuttrycksf?rm?ga, probleml?sningsf?rm?ga, kritiskt och innovativt t?nkande.

Pedagogisk robotik ?r ett l?romedel som f?rb?ttrar elevernas upplevelser genom praktiskt l?rande. Viktigast av allt, pedagogisk robotik ger en rolig och intressant inl?rningsmilj? p? grund av dess praktiska karakt?r och integrering av teknik. En engagerande inl?rningsmilj? motiverar eleverna att l?ra sig, oavsett de f?rdigheter och kunskaper som beh?vs f?r att n? sina m?l f?r att slutf?ra ett projekt som intresserar dem.

Hur kan l?rare f? elever att intressera sig f?r ?mnen som kr?ver kunskaper i naturvetenskap, teknik, teknik och matematik (STEM)? Utbildningsrobotik erbjuder ett unikt alternativ traditionella metoder Tr?ning.

Intresse av att anv?nda robotar f?r att undervisa elever juniorklasser d?k upp under f?rsta h?lften av 80-talet. med b?rjan av anv?ndningen av program som utvecklats med hj?lp av den teknik som var tillg?nglig vid den tiden. Men det f?rblev outtagna under en tid p? grund av begr?nsad tillg?ng till relaterad teknik, h?ga kostnader, brist p? forskning och behovet av att genomf?ra stort antal testning, vilket f?rhindrade den utbredda anv?ndningen av robotar f?r undervisnings?ndam?l. Men tiderna har f?r?ndrats. Under det senaste decenniet, med ankomsten teknisk innovation, skolbarn ?r nu helt invanda i anv?ndningen av teknik tack vare ljudspelare, smartphones, surfplattor, internet och virtuella v?rldar skapade av spelen de spelar. Eleverna motiveras att anv?nda dessa apparater, vilket i sin tur kan tillf?ra en ny dimension till den vardagliga undervisningen.

Sm? barn ?r riktiga ingenj?rer. De skapar fort, tegeltorn, sandslott och plockar is?r sina leksaker f?r att ta reda p? vad som finns inuti. Och ?ven i den h?r ?ldern ?r barn till viss del bekanta med byggsatser. Redan innan de n?r dagis?ldern har alla barn redan lekt med ett byggset, eller ?tminstone vet vad det ?r. Med hj?lp av denna f?rening kan du involvera barn i l?randeprocessen.

Att v?lja ett design?mne som ?r viktigt och intressant f?r barn ?r en stor motivation f?r l?rande. Till exempel fick barnen l?ra sig om blommor i klassen. De skapade liten tr?dg?rd och deras uppgift ?r att skydda den fr?n skadedjur. L?raren f?resl?r att man l?ser detta problem med hj?lp av robotpaket.

Varje barn tilldelas en roll i projektet utifr?n deras kunskap och inl?rningsstil: utvecklare, designer, programmerare, fotograf, etc. Barn utforskar designprocessen med hj?lp av f?ljande steg f?r att l?sa ett problem: problemformulering, brainstorming av en l?sning, val fungerande id?, designa l?sningen, skapa l?sningen med hj?lp av robotkit, programmera modellen, dokumentera processen och demonstrera den resulterande designen.

Under arbetet med ett projekt l?r sig eleverna om fysik, teknik och teknik och utvecklar lagarbete och kommunikationsf?rm?ga genom att arbeta tillsammans med ett problem och experimentera med olika id?er.

Barn l?r sig att arbeta tillsammans och b?rjar snabbt f?rst? vikten av varje gruppmedlem. Till exempel kan en utvecklare inte skapa n?got utan en designer, eftersom han inte k?nner till designfunktionerna, och en programmerare kan inte arbeta utan en utvecklare, eftersom f?rdig modell han kommer inte ha n?got att programmera.

Barn som inte ?r bekanta med byggsatser b?r ocks? skapa ett projekt utifr?n enkla mekanismer. De f?r utrymme att hj?lpa dem att l?ra sig genom att leka med byggstenarna. Du kan ocks? ta med dem of?rdiga eller felaktigt gjorda modeller och ge dem m?jlighet att r?tta till dem. M?let ?r inte att ge barn ett exempel att kopiera, utan att ge dem lite v?gledning om hur man g?r en modell s? att de kan engagera sig i resten av gruppen. Det fungerar riktigt bra och barnen b?rjade med att prova och missa att fixa modellen och l?ra sig programmera den. De kan anv?nda olika strategier f?r att uppn? slutresultatet.

Att g?ra anteckningar om ett projekt ?r ocks? viktigt f?r barn. Det hj?lper dem att systematisera den mottagna informationen och komma ih?g den b?ttre. Det hj?lper ocks? att sp?ra deras framsteg p? jobbet.

Eleverna utvecklar tekniskt flyt n?r de anv?nder datorer, digital kameror och andra enheter som de kan anv?nda under utvecklingen. De l?r sig att programmera och l?ra sig de grundl?ggande tekniska koncept som kr?vs f?r att modellera korrekt. Genom att utveckla tekniskt flyt uttrycker de sig sj?lva olika s?tt genom att modellera, spela in, fotografera och diskutera sitt projekt. Och viktigast av allt utvecklar de sj?lvk?nsla och sj?lvf?rtroende som elever.

Ovanst?ende visar att pedagogisk robotik ?r ett kraftfullt verktyg som kan anv?ndas f?r undervisning.

1. Barn bygger sin kunskap genom processen att modellera projekt som ?r meningsfulla f?r dem och genomf?ra dem egna ide?r anv?nda oberoende utvecklade algoritmer;
2. Barn l?r sig genom att arbeta samtidigt i den virtuella (programmering) och verkliga v?rlden (att skapa en modell);
3. Barn m?ter kognitiva konflikter genom att j?mf?ra f?ruts?ttningar och resultat under processen att programmera och testa en modell;
4. Barn l?r sig genom reflektion och reproduktion av sin egen kunskap, diskussion om sina observationer;
5. Barn l?r sig genom samtal som bygger p? samarbete, diskussion och argumentation.

Robotik – universellt verktyg f?r undervisning. Den l?mpar sig v?l f?r b?de till?ggsutbildning och fritidsaktiviteter. Det ?r ocks? ett bra alternativ f?r att l?ra ut det som ett ?mne. L?roplanen, eftersom den helt uppfyller kraven i Federal State Educational Standard. Du kan l?ra dig robotik i alla ?ldrar.

Dessutom ?r anv?ndningen av robotutrustning l?rande, lek och kreativitet p? samma g?ng, vilket garanterar passion och intresse, s?v?l som barnets utveckling i inl?rningsprocessen.

Pedagogisk robotik g?r det m?jligt att i ett tidigt skede identifiera elevers tekniska b?jelser och utveckla dem i denna riktning. Finns f?r n?rvarande Ett stort antal olika robotkit f?r att passa alla krav. Var och en av upps?ttningarna har sina egna egenskaper. Detta ?r antalet och typen av delar i setet, och olika milj?er programmering som imiterar eller st?der k?nda spr?k.

Robotik i utbildning

Det ?r m?nga viktiga problem, som ingen vill uppm?rksamma f?rr?n situationen blir katastrofal.

Ett av dessa problem i Ryssland ?r dess otillr?ckliga tillg?ng p? ingenj?rspersonal. Rymdraketer och satelliter faller allt oftare, katastrofer som skapats av m?nniskor, orsakad av otillr?cklig professionalism hos underh?llspersonal, utvecklare och designers.

Detta beror naturligtvis p? ett antal orsaker. Alla med anknytning till utbildningsmilj?n konstaterar dock enh?lligt att det under de senaste ?ren har minskat elevernas intresse f?r att studera fysik, matematik, astronomi (som f?r ?vrigt helt togs ur skolans l?roplan) och annat exakta vetenskaper och, som ett resultat, f?rs?mring av kvaliteten p? utbildningen i allm?nhet.

Till exempel har A.M. Reiman, seniorforskare vid Institutet f?r till?mpad fysik Ryska akademin Sciences, menar: "Jag har en allm?n k?nsla av f?rs?mring av utbildning p? gymnasieniv?, vilket leder till en minskning av antalet gymnasieelever som ?r intresserade av att studera... Fysik kan och b?r utbildas. Och detta m?ste g?ras tidigt, innan barnets ?gon gnistrar och en utilitaristisk inst?llning till livet inte har utvecklats. ...Och de kommer ocks? att veta n?got om modern vetenskap, och de kommer inte att f? h?nga nudlar..."

Arbetet med att motivera barn att ?gna sig ?t seri?s naturvetenskap b?r b?rja s? tidigt som m?jligt, g?rna i grundskolan! Var kommer denna slutsats ifr?n? N?r man unders?kte barn om de skulle vilja delta i tekniska klubbar framkom f?ljande bild: i nionde och h?gre ?rskurser fanns det praktiskt taget inget intresse f?r ?rskurserna 6-8, intresset visade sig fr?mst bland de barn som var sj?lvst?ndiga hemma eller i organisationer Ytterligare utbildning inkluderar Lego-konstruktion, radioelektronik och programmering. Men bland fyrans elever var intresset helt enkelt enormt. Det vill s?ga, om barn under 11-12 ?r inte har r?rt teknisk kreativitet, ?r det med ?ldern ganska sv?rt att v?cka deras intresse f?r denna aktivitet. D?rf?r m?ste arbete med propedeutik av robotik, fysik och f?rtrogenhet med b?rjan av programmering utf?ras i grundskolan och femman. Som ett resultat, i gymnasium Det kommer barn som har v?lutvecklade designf?rdigheter, utvecklat algoritmiskt t?nkande och ingjutit ett intresse f?r experiment.

D?rf?r ?r det n?dv?ndigt att aktivt b?rja v?cka intresse f?r de exakta vetenskaperna och masspopulariseringen av ingenj?rsyrket, och s?dana ?tg?rder m?ste vidtas f?r barn med tillr?cklig tidig ?lder. Det ?r n?dv?ndigt att ?terf?ra massintresset f?r vetenskaplig och teknisk kreativitet till samh?llet.

F?r n?rvarande finns det ett tillr?ckligt antal utbildningsteknik som bidrar till utvecklingen kritiskt t?nkande och probleml?sningsf?rm?ga, men i utbildningsmilj?er som inspirerar till innovation genom vetenskap, teknik, matematik, fr?mjar kreativitet, f?rm?gan att analysera en situation, till?mpa teoretisk kunskap f?r att l?sa verkliga problem finns det en viss brist idag.

Den mest lovande v?gen i denna riktning ?r robotik, som g?r det m?jligt att introducera barn till vetenskap p? ett lekfullt s?tt. Robotik ?r effektiv metod att studera viktiga omr?den inom naturvetenskap, teknik, design, matematik och ing?r i det nya internationella paradigmet: STEM-utbildning (Science, Technology, Engineering, Mathematics).

Att organisera ett robotlaboratorium i en skola eller ytterligare utbildningsinstitution ?r:

• inf?rande av modern vetenskaplig och praktisk teknik i utbildningsprocessen;
• fr?mja utvecklingen av barns vetenskapliga och tekniska kreativitet;
• popularisering av ingenj?rsyrket och prestationer inom robotteknik;
• nya arbetsformer med beg?vade barn;
• effektiva former av arbete med problembarn;
• innovativa l?randem?jligheter;
• spelteknik inom utbildning;
• popularisering av vetenskapliga och tekniska yrken.

Pedagogisk robotik

Podlesnykh Elena Viktorovna

IT-l?rare

MBOU gymnasieskola nr 17

Novy Urengoy

I. INLEDNING.

Det moderna livet ?r mycket sv?rt att f?rest?lla sig utan anv?ndning av informationsteknologi. Den intensiva ?verg?ngen till informatisering av samh?llet best?mmer det allt djupare inf?randet av informationsteknik i olika omr?den av m?nsklig verksamhet.

Inf?rande av nya statliga standarder Allm?n utbildning

inneb?r utveckling av innovativa pedagogiska tekniker. Det viktigaste s?rdrag Den nya generationen standarder ?r deras fokus p? utbildningsresultat, och de betraktas utifr?n en systemaktivitetsstrategi. Aktivitet fungerar som yttre tillst?nd utveckling av barnets kognitiva processer. Detta inneb?r att f?r att ett barn ska utvecklas ?r det n?dv?ndigt att organisera sina aktiviteter. Det inneb?r att den pedagogiska uppgiften ?r att organisera f?rh?llanden som framkallar barns handling.

Denna inl?rningsstrategi ?r l?tt att implementera i LEGO:s utbildningsmilj?, som kombinerar LEGO-set speciellt utformade f?r grupplektioner, ett noggrant genomt?nkt uppgiftssystem f?r barn och ett tydligt formulerat utbildningskoncept.

P? ryska utbildningsprogram ah robotik tar ?ver allt h?gre v?rde. Elever fr?n ryska skolor ?r involverade i design och programmering av robotenheter med LEGO-robotar, industrirobotar, specialrobotar f?r det ryska ministeriet f?r n?dsituationer.

II. Relevans. M?nskligheten ?r i stort behov av robotar som kan sl?cka br?nder utan hj?lp av en operat?r, sj?lvst?ndigt r?ra sig genom tidigare ok?nd, verklig oj?mn terr?ng och utf?ra r?ddningsoperationer under naturkatastrofer, olyckor k?rnkraftverk, i kampen mot terrorism. Det finns ett behov av mobila robotar utformade f?r att m?ta m?nniskors vardagliga behov. Och nu in modern produktion och industri, det finns en efterfr?gan p? specialister med kunskap inom detta omr?de. D?rf?r blir pedagogisk robotik allt viktigare och relevantare nuf?rtiden.

III. Problem.

Ett problem ?ppnade sig framf?r mig: hur man s?kerst?ller effektivt l?rande robotikkurs och praktisk anv?ndning i utbildningsprocessen?

IV. M?l:

1. Att locka beg?vade barns uppm?rksamhet till omr?det h?gteknologi och innovativa aktiviteter;
2. Popularisering av vetenskaplig och teknisk kreativitet och robotik;
3. Kompetensbildning inom omr?det teknisk produktion anv?nder robot tekniska system;

V. M?l:

1. Skapande av en cirkel om robotik och vetenskaplig och teknisk kreativitet.
2. Utveckling av undervisningsmetoder f?r grunderna i robotik och vetenskaplig och teknisk kreativitet.
3. Utveckling av en pedagogisk och konkurrenskraftig plattform.
4. Introduktion av robotik i lektionerna i utbildningsprogrammet.

Sj?lvklart lyfter jag alltid i mina arbetsprogram den pedagogiska aspekten i undervisningen. N?r jag f?rbereder mig inf?r varje lektion f?rs?ker jag t?nka igenom pedagogiska uppgifter.

VI. Nyhet.

Det nya med konceptet ?r att konstrukt?ren och dess mjukvara tillhandah?ller stor m?jlighet l?ra f?r ett barn egen erfarenhet. S?dan kunskap f?r barn att vilja r?ra sig p? uppt?ckts- och forskningsv?gen, och varje erk?nd och uppskattad framg?ng ger sj?lvf?rtroende. Inl?rning sker framg?ngsrikt n?r barnet ?r involverat i processen att skapa en meningsfull och meningsfull produkt som ?r av intresse f?r honom. Det ?r viktigt att barnet bygger sin egen kunskap, och l?raren ger bara r?d till honom.

VII. Teoretiska aspekter.

Robotik ?r en till?mpad vetenskap som sysslar med utveckling av automatiserade tekniska system. Den ?r baserad p? s?dana discipliner som elektronik, mekanik, programmering.

Robotteknik ?r ett av de viktigaste omr?dena vetenskapliga och tekniska framsteg d?r problemen med mekanik och ny teknik kommer i kontakt med problemen artificiell intelligens.

LEGO Mindstorms byggsatser l?ter dig organisera utbildningsverksamhet i olika ?mnen och genomf?ra integrerade och meta?mnesklasser. Med hj?lp av dessa kit kan du organisera h?gmotiverade utbildningsaktiviteter inom rumslig design, modellering och automatisk kontroll. Och l?raren kan skapa s?dana f?ruts?ttningar s? att eleven vill genomf?ra sitt eget experiment.

Lego-robotar ger stora m?jligheter att genomf?ra datavetenskapslektioner i ?mnen relaterade till programmering. Lego-programmeringsmilj?n l?ter dig visuellt designa program f?r robotar, d.v.s. l?t barnet bokstavligen "r?ra med h?nderna" abstrakta begrepp datavetenskap. Konstruktionen av robotar f?rblir utanf?r ramen f?r en datavetenskapslektion: barn programmerar bara olika beteenden redan monterade robotar utrustad med n?dv?ndiga sensorer och instrument. Detta g?r att eleverna kan koncentrera sin uppm?rksamhet p? problemen med informationsbehandling av programmerbara exekutorer, som l?ses i en datavetenskapskurs.

VIII. L?r ut metoder:

I mitt arbete anv?nder jag mig av f?rklarande-illustrerande, heuristiska, problembaserade, programmerade, reproduktiva, dels?kningsmetoder, s?kmetoder f?r undervisning, samt metoden f?r problempresentation.

Och ?nd? ?r det viktigaste n?r man studerar robotik projektmetoden.

Projektmetoden f?rst?s som en teknik f?r att organisera utbildningssituationer d?r eleverna s?tter och l?ser sina egna problem, och en teknik f?r att st?dja elevens sj?lvst?ndiga aktiviteter.

Huvudstadier av Lego-projektutveckling:

1. Beteckning av projektets ?mne.
2. Syftet och m?len med det presenterade projektet.
3. Utveckling av en mekanism baserad p? Lego-modellen NXT.
4. Utarbeta ett program f?r driften av mekanismen i Lego Mindstorms milj?.
5. Testa modellen, eliminera defekter och funktionsfel.

Vid utveckling och fels?kning av projekt delar eleverna med sig av sina erfarenheter med varandra, vilket har en mycket effektiv effekt p? utvecklingen av kognitiva, kreativa f?rdigheter, samt elevernas sj?lvst?ndighet. S?ledes kan det s?kerst?llas att Lego l?ter eleverna fatta beslut sj?lvst?ndigt, med h?nsyn till de omgivande funktionerna och n?rvaron hj?lpmaterial. Och, det viktiga, ?r f?rm?gan att samordna dina handlingar med andra, d.v.s. - arbeta i ett team.

IX. Resultat av att introducera en robotikkurs i utbildningsprocessen.

1. Lego l?ter eleverna:

• tr?na tillsammans inom samma lag;
• f?rdela ansvar i ditt team;
• visa ?kad uppm?rksamhet p? kultur och kommunikationsetik;
• manifestera kreativitet f?r att l?sa problemet;
• skapa modeller av verkliga objekt och processer;
• ser verkligt resultat ditt arbete.

1. Skapad fungerande program mugg "Legokonstruktion och grunderna i robotik Mindstorms NXT" f?r studie?ret. Metodst?d f?r klasser utvecklas: lektionsanteckningar och presentationer f?r dem.
2. ?mnena f?r kursen "Informatik och IKT" har identifierats, d?r det ?r m?jligt att inkludera robotik i utbildningsprocess. Tematisk planering av ?mnen har justerats. Metodmaterial f?r deras undervisning h?ller p? att utvecklas.
3. Som ett resultat av utbildningen kunde eleverna visa sina prestationer p? stadsniv?, regional och allrysk niv?. Pugach Nikita blev vinnaren av stadskonferensen "Step into the Future", och Repka Artem var dess vinnare. Alpha-X-teamet (Yaroslav Chernikova och Nikolay Pishnenko) tog 1:a plats i stadsrobott?vlingen i kategorin "Kegelring". Och NXT.exe-teamet (Roman Volovatov och Vladislav Ryazanov) tog 1:a plats i "Following the Line"-nomineringen och 2: a plats i "Kegelring"-nomineringen. Artem Repka och Nikita Pugach deltog i distriktst?vlingen f?r unga innovat?rer och uppfinnare "Fr?n koncept till implementering." Under l?s?ret 2012-2013 deltog NXT.exe-teamet (Vladislav Ryazanov, Yuri Tatarchuk, Artem Repka, Andrey Morgunov) i arbetet med distriktsf?rsamlingen f?r unga uppfinnare i Nadym. Baserat p? resultaten av deras arbete fick NXT.exe-teamet ett tredje grads pris. Det finns ocks? utm?rkelser p? allrysk niv?: Artem Repka tog 2: a plats i den allryska t?vlingen f?r vetenskaplig och teknisk kreativitet " Unga tekniker– framtiden f?r det innovativa Ryssland.” De uppn?dda resultaten visar att barnen tycker om att designa och programmera, och de ?r redo att forts?tta bem?stra ett s? nytt, modernt och efterfr?gat omr?de som robotik.
4. F?r att summera genomf?randet av kursen i skolans utbildningsrum kan vi s?ga vad som innebar:

• F?rb?ttra kvaliteten p? utbildningen och intresset f?r ?mnet bland elever;
• Utformning av nya modeller f?r utbildningsverksamhet med hj?lp av IKT;
• Bildande av informationskompetens;
• Nya arbetsformer med beg?vade barn;
• Innovativ specialiserad utbildning;
• Till?mpning av spelteknik inom utbildning;
• Modern IKT-teknik i till?ggsutbildning;
• En effektiv arbetsform med problembarn;
• Utveckling av elevers kreativa potential;
• Popularisering av yrket ingenj?r (designer).
• Skapa f?ruts?ttningar som g?r att eleverna kan f?rverkliga sina f?rm?gor och intressen;

Slutsats.

Att involvera skolbarn i robotikforskning och utbyte teknisk information och grundl?ggande ingenj?rskunskap, kommer utvecklingen av nya vetenskapliga och tekniska id?er att skapa n?dv?ndiga f?ruts?ttningarna F?r H?g kvalitet utbildning, genom anv?ndning av nya pedagogiska f?rh?llningss?tt och anv?ndning av ny informations- och kommunikationsteknik i utbildningsprocessen.

F?r att sammanfatta kan vi s?ga att riktningen f?r "Educational robotics" har stora utvecklingsm?jligheter.

Institutionen f?r utbildning och vetenskap i Tyumen-regionen

Tyumen regionala statliga institut

utveckling av regional utbildning

PEDAGOGISK

ROBOTIK
Riktlinjer

Sammanst?lld av:

Boyarkina Yu.A., Ph.D., docent vid Institutionen f?r naturvetenskap och matematikpedagogik TOGIRRO

Pedagogisk robotik.

Verktygsl?da. / Sammanst?llt av Boyarkina Yu.A.

Tyumen: TOGIRRO, 2013

Den h?r handboken ?r ett metodiskt hj?lpmedel f?r specialister och l?rare vid utbildningsinstitutioner som bedriver praktiska aktiviteter i genomf?randet av utbildningsprogram inom omr?det pedagogisk robotik.

Manualen diskuterar en rad fr?gor relaterade till anv?ndningen av pedagogisk robotik i lektioner i prim?r-, gymnasie- och gymnasieskolan gymnasium under villkoren f?r inf?randet av Federal State Educational Standard. Manualen inneh?ller bepr?vat material som sammanfattar erfarenheterna av att introducera pedagogisk robotik l?roanstalter Tyumen regionen.

Metodhandboken rekommenderas f?r l?rare som implementerar allm?nna utbildningsprogram i samband med inf?randet av Federal State Educational Standard i en utbildningsinstitution, metodologer som ?vervakar implementeringen av robotik, studenter p? avancerade utbildningskurser och chefer f?r utbildningsinstitutioner.

KAPITELjag

TEORETISK GRUND OCH METODOLOGISKA FUNKTIONER F?R IMPLEMENTERING AV ROBOTIK I SKOLANS UTBILDNINGSPROCESS

En bra ingenj?r m?ste best? av fyra delar: 25% - vara teoretiker; 25 % en konstn?r, 25 % en experimenterare och 25 % en uppfinnare

P.L.Kapitsa

Redan i skolan ska barn ha m?jlighet
uppt?ck dina f?rm?gor, f?rbered dig f?r livet
i en h?gteknologisk konkurrensutsatt v?rld

D.A. Medvedev

1. 
   INTRODUKTION

Robotik- till?mpad vetenskap involverad i utvecklingen av automatiserade tekniska system. Robotik f?rlitar sig p? discipliner som elektronik, mekanik och programmering.

Robotik ?r ett av de viktigaste omr?dena f?r vetenskapliga och tekniska framsteg, d?r problemen med mekanik och ny teknik kommer i kontakt med problemen med artificiell intelligens. P? modern scen Under villkoren f?r inf?randet av Federal State Education Standard finns det ett behov av att organisera klassrums- och fritidsaktiviteter som syftar till att m?ta barnets behov och samh?llets krav inom de omr?den som bidrar till genomf?randet av de vetenskapliga huvuduppgifterna. och tekniska framsteg. Till s?dana moderna trender Skolan inneh?ller robotik och robotdesign. F?r n?rvarande i m?nga l?roanstalter Ryssland och Tyumen-regionen f?rs?ker integrera Lego-robotik i utbildningsprocessen. Robott?vlingar h?lls, studenter deltar i olika t?vlingar som bygger p? anv?ndning av nya vetenskapliga och tekniska id?er, utbyte av teknisk information och ingenj?rskunskap.

I moderna samh?llet robotar introduceras i dagligt liv, m?nga processer ers?tts av robotar. Anv?ndningsomr?dena f?r robotar ?r olika: medicin, konstruktion, geodesi, meteorologi, etc. En person kan inte l?ngre f?rest?lla sig m?nga processer i livet utan robotenheter (mobila robotar): en robot f?r alla typer av barn- och vuxenleksaker, en robot som sjuksk?terska, en robot som barnsk?tare, en robot som hush?llerska, etc.

Specialister med kunskap inom omr?det teknisk robotik ?r f?r n?rvarande eftertraktade. Tack vare detta, fr?gan om att introducera robotik i utbildningsprocessen, med b?rjan fr?n grundskola och vidare p? alla utbildningsniv?er, inklusive universitet, ?r ganska relevant. Om ett barn ?r intresserad av detta omr?de fr?n f?rsta b?rjan yngre ?lder, han kan uppt?cka m?nga intressanta saker och, viktigare, utveckla de f?rdigheter som han kommer att beh?va f?r att f? ett yrke i framtiden. D?rf?r blir inf?randet av robotik i utbildningsprocessen och tid utanf?r klassen allt viktigare och relevantare.

Syftet med att anv?nda Lego-konstruktion i systemet f?r till?ggsutbildning ?r att beh?rska f?rdigheterna i initial teknisk design, utveckla finmotorik, studera designbegrepp och grundl?ggande egenskaper (styvhet, styrka, stabilitet) och interaktionsf?rm?ga i en grupp. Barn f?rses med byggset utrustade med en mikroprocessor och upps?ttningar av sensorer. Med deras hj?lp kan en elev programmera en robot – en smart maskin – att utf?ra vissa funktioner.

De nya utbildningsnormerna har ett utm?rkande drag - fokus p? utbildningsresultat, som beaktas utifr?n ett systemiskt aktivitetssyns?tt. Lego utbildningsmilj? hj?lper till att implementera denna inl?rningsstrategi.

Den huvudsakliga utrustningen som anv?nds f?r att l?ra ut robotik till barn i skolor ?r LEGO-set.

Konstrukt?rer LEGO det finns olika typer syftar till utbildning av barn, med h?nsyn till tillfredsst?llelsen ?ldersegenskaper och barnets behov.

L?t oss ?verv?ga klassificering av konstrukt?rer , anv?nds i utbildningsinstitutioner.

1. 
   Vi g?r– ett byggset avsett f?r barn fr?n 7 till 11 ?r. L?ter dig bygga modeller av bilar och djur, programmera deras handlingar och beteende.
2. 
   E- labb "Energi, arbete, kraft"- f?r barn fr?n 8 ?r. Introducerar eleverna till olika k?llor energi, metoder f?r dess omvandling och bevarande.
3. 
   E- labb "F?rnybara energik?llor"- f?r barn fr?n 8 ?r. Introducerar eleverna till de tre stora f?rnybara energik?llorna.
4. 
   "Teknik och fysik"- f?r barn fr?n 8 ?r. L?ter dig studera mekanikens grundl?ggande lagar och teorin om magnetism.
5. 
   "Pneumatik"- f?r barn fr?n 10 ?r. Till?ter design av system som anv?nder luftfl?de.
6. 
   LEGO Mindstorms ”Underh?llningsindustrin. F?rsta roboten" (RCX) ?r en byggsats (en upps?ttning av passande delar och elektroniska komponenter) f?r barn ?ver 8 ?r. Designad f?r att skapa programmerbara robotenheter.
7. 
   LEGO Mindstorms "Automatiska enheter. F?rsta roboten" (RCX) - f?r barn fr?n 8 ?r. L?ter dig skapa programmerbara robotenheter.
8. 
   LEGO Mindstorms "First Robot" (NXT) - f?r barn fr?n 8 ?r. L?ter dig skapa b?de enkla och ganska komplexa programmerbara robotenheter.

Alla skolset baserade p? LEGO ® byggset PervoRobot RCX, NXT ?r designade f?r att elever huvudsakligen ska arbeta i grupper. D?rf?r skaffar eleverna samtidigt samarbetsf?rm?ga och f?rm?ga att klara av individuella uppgifter som ing?r i gemensam uppgift. Under designprocessen, se till att de skapade modellerna fungerar och uppfyller de uppgifter som ?r tilldelade dem. Eleverna har m?jlighet att l?ra av erfarenheter och vara kreativa i att l?sa ett givet problem. Eleverna beh?rskar uppgifter av varierande sv?righetsgrad i etapper. Den steg-f?r-steg-inl?rningsprincip som ?r nyckeln till LEGO® s?kerst?ller att eleven kan arbeta i sin egen takt.

PervoRobot NXT-konstrukt?rer till?ter l?raren att f?rb?ttra sig sj?lv, ta till sig nya id?er, attrahera och beh?lla elevernas uppm?rksamhet, organisera utbildningsaktiviteter med olika ?mnen och genomf?ra integrerade klasser. Ytterligare element i varje upps?ttning byggsatser g?r att eleverna kan skapa modeller av sina egna uppfinningar och konstruera robotar som anv?nds i livet.

Dessa konstrukt?rer visar eleverna f?rh?llandet mellan olika kunskapsomr?den i datavetenskapslektioner de kan l?sa problem i fysik, matematik, etc. Modeller av PervoRobot NXT-designern ger en uppfattning om hur mekaniska strukturer fungerar, kraft, r?relse och hastighet, och hj?lper till att utf?ra matematiska ber?kningar. Dessa upps?ttningar hj?lper till att studera delar av datavetenskap: modellering och programmering.

1. 
   METODISKA REKOMMENDATIONER F?R ANV?NDNING AV ROBOTIK I UTBILDNINGSPROCESSEN

Som en del av skollektioner och till?ggsutbildning kan Lego robotsystem anv?ndas inom f?ljande omr?den:

• 
  Demonstration;
• 
  Frontal laboratoriearbeten och experiment;
• 
  Forskningsprojektverksamhet.

Effektiviteten av att l?ra ut grunderna i robotik beror ocks? p? hur klasserna organiseras med f?ljande metoder:

• 
  F?rklarande - illustrativt - presentation av information p? olika s?tt (f?rklaring, ber?ttelse, samtal, instruktion, demonstration, arbete med tekniska kartor och s? vidare);
• 
  Heuristisk - metod kreativ aktivitet(skapande av kreativa modeller, etc.);
• 
  Problematisk - formulering av ett problem och elevers sj?lvst?ndiga s?kande efter dess l?sning;
• 
  Programmerad - en upps?ttning operationer som m?ste utf?ras under exekvering praktiskt arbete(form: datorverkstad, projektaktivitet);
• 
  Reproduktiv - reproduktion av kunskap och verksamhetsmetoder (form: samla in modeller och strukturer baserade p? ett prov, samtal, analoga ?vningar);
• 
  Delvis - s?k - l?sa problematiska problem med hj?lp av en l?rare;
• 
  S?k - oberoende beslut problem;
• 
  Metoden f?r problempresentation ?r att l?raren formulerar ett problem, l?ser det av l?raren sj?lv och elevernas deltagande i l?sningen.

Den huvudsakliga metoden som anv?nds i studiet av robotik ?r projektmetoden. Projektmetoden f?rst?s som en teknik f?r att organisera utbildningssituationer d?r en elev s?tter och l?ser sina egna problem, och en teknik f?r att st?dja elevens sj?lvst?ndiga verksamhet.

Projektbaserat l?rande ?r en systematisk undervisningsmetod som involverar elever i processen att till?gna sig kunskaper och f?rdigheter genom ett brett spektrum av forskningsverksamhet, baserat p? komplexa, verkliga fr?gor och noggrant utformade uppdrag.

Huvudstadier av Lego-projektutveckling:

1. 
   Beteckning av projektets ?mne.
2. 
   Syftet och m?len med det presenterade projektet. Hypotes.
3. 
   Utveckling av en mekanism baserad p? Lego-modellen NXT (RCX).
4. 
   Utarbeta ett program f?r driften av mekanismen i Lego Mindstorms-milj?n (RoboLab).
5. 
   Testa modellen, eliminera defekter och funktionsfel.

N?r man utvecklar och fels?ker projekt delar eleverna sina erfarenheter med varandra, vilket mycket effektivt p?verkar utvecklingen av kognitiva, kreativa f?rdigheter, s?v?l som skolbarns sj?lvst?ndighet. S?ledes kan du vara s?ker p? att Lego, vara ytterligare medel n?r du studerar en datavetenskapskurs, till?ter studenterna att fatta beslut sj?lvst?ndigt, till?mpliga p? en given situation, med h?nsyn till de omgivande funktionerna och tillg?ngen p? st?dmaterial. Och, det viktiga, ?r f?rm?gan att samordna dina handlingar med andra, d.v.s. arbeta i ett team.

En ytterligare f?rdel med att studera robotik ?r skapandet av ett team och, i framtiden, deltagande i stads-, regionala, all-ryska och internationella t?vlingar inom robotik, vilket avsev?rt ?kar elevernas motivation att skaffa kunskap. Huvudm?let med att anv?nda robotik ?r samh?llets sociala ordning: att forma en personlighet som sj?lvst?ndigt kan s?tta utbildningsm?l, designa s?tt att implementera dem, ?vervaka och utv?rdera deras prestationer, arbeta med olika informationsk?llor, utv?rdera dem och p? denna grundval , formulera sin egen ?sikt, bed?mning och bed?mning. Det vill s?ga bildandet av nyckelkompetenser hos elever.

Det kompetensbaserade f?rh?llningss?ttet i allm?n och gymnasieutbildning motsvarar objektivt sett b?de sociala f?rv?ntningar inom utbildningsomr?det och deltagarnas intressen i utbildningsprocessen. Det kompetensbaserade f?rh?llningss?ttet ?r ett f?rh?llningss?tt som fokuserar p? utbildningens resultat, och resultatet av utbildningen ?r inte m?ngden l?rd information, utan f?rm?gan att agera i olika problemsituationer.

Det allm?nna utbildningssystemets huvuduppgift ?r att l?gga grunden f?r en individs informationskompetens, d.v.s. hj?lpa studenten att beh?rska metoderna f?r att samla in och ackumulera information, s?v?l som tekniken f?r dess f?rst?else, bearbetning och praktiska till?mpning.

M?jligheterna att inkludera robotik i studiet av allm?nbildande ?mnen redovisas n?rmare i tabell 1.

bord 1

M?jlighet att anv?nda robotik i utbildningsprocessen

GRUNDSKOLA	GRUNDSKOLA			GYMNASIUM
Lektionsaktiviteter
Utbildningskonstrukt?rer: V?rlden omkring oss Matematik Geometri Protozoer geometriska figurer Omkrets Lika siffror Area, area enheter Symmetri Logik och kombinatorik Objekts egenskaper, klassificering efter egenskaper Sekvenser, kedjor Par och grupper av objekt. Samma och olika set. p?sar Logiska och kombinatoriska problem DUPLO-projekt P? tekniklektioner, talutveckling Bokst?ver DUPLO P? engelska lektioner LEGO FirstRobot L?rdom fr?n v?rlden omkring oss Avsnittet "Djurv?rlden" Demonstration av programmerade robotar i lektioner om omv?rlden, matematik (spatiala relationer). Datavetenskap (robotprogrammering) Teknik: grupparbete med WEDO		DATAVETENSKAP http://gaysinasnz.ucoz.ru/index/planirovanie_na_2011_2012_uchebnyj_god/0-35 - e-post. portf?lj av Gaisina I.R., l?rare i datavetenskap, Snezhinsk

Robotik- en universell vetenskap, som inkluderar ett stort antal specialiseringar, m?nga av dem har redan blivit en del av samh?llets liv. Robotar ?r anslutna till smartphones och kommer snart att skaffa sina egna applikationer och ekosystem. En upplyst person i denna v?rld kommer att kunna k?nna sig som en fisk i vattnet.

Mer anv?ndbara material i avsnittet " ": klubbar, kurser och universitet (robotik och artificiell intelligens).

Robotik till?mpas vetenskaplig industri, som specialiserat sig p? att skapa robotar och automatiserade tekniska system. Industrin kallas ?ven robotik, vilket inneb?r en process som liknar maskinteknik. Idag finns industri-, bygg-, flyg-, rymd-, undervattens- och milit?rrobotik. Nyligen har assistentbots och robotar f?r spel blivit popul?ra.

Robotikens "syster" ?r mekatronik- en disciplin som studerar skapandet och driften av maskiner, samt system med programstyrd. Mekatronik anses ofta vara synonymt med elektromekanik och vice versa. Mekatronikproffs arbetar obemannade p? fabriksmaskiner utrustade med mjukvara fordon, modern kontorsutrustning etc. Totalt ?r deras specialisering enheter som utf?r en specifik uppgift. Robotik ?r relaterat till mekatronik.

En robotingenj?rs direkta uppgift ?r att producera en robot. Det ?r upp till honom att v?lja de uppgifter som boten beh?vs f?r, t?nka ?ver dess mekanik, elektroniska komponenter och programmera ?tg?rderna. Naturligtvis kan en specialist inte klara av en s?dan uppgift, och d?rf?r arbetar robotiker i ett team.

Men att designa och skapa en maskin ?r inte allt. Enheten kr?ver underh?ll av h?g kvalitet - hantering, ?vervakning av "v?lbefinnande", reparation. Det ?r h?r en robotiker som ?r specialiserad p? underh?ll kommer in i bilden.

Grunden f?r modern robotik best?r av mekanik, elektronik och programmering. Framtidsforskare f?rutsp?r att bio- och nanoteknik kommer att komma till anv?ndning med tiden. Detta kommer att leda till uppkomsten av en cyborg - en cybernetisk organism som kommer att vara en mellanl?nk mellan en person och en robot. F?ljaktligen inneb?r att f? en utbildning inom detta omr?de att ha stora professionella och ekonomiska utsikter.

Var ska man jobba h?rn?st?

Designbyr?er f?r flyg och astronautik, s?som NPO im. S.A. Lavochkin, forskningscentra som specialiserar sig p? rymdindustrin, medicin, oljeproduktion, f?retag som ?r involverade i robotik.

Om du vill ?gna dig ?t robotik m?ste du vara intresserad av exakta vetenskaper, teknik, ha ett analytiskt sinne, v?lstrukturerat t?nkande "kryddat" med en rik fantasi.

Som ett resultat m?ste du beh?rska kunskaper inom mekanik, programmering, teori automatisk kontroll, design av automatiska system. Det skulle ocks? vara trevligt att ha designkunskaper och "galna" h?nder - du m?ste arbeta med en l?dkolv och mer.

L?t oss l?ra oss grunderna i skolan

Om du t?nker p? det p? allvar ?r robotik ett idealiskt ?mne i skolans l?roplan. Det l?ter dig rita fascinerande bilder av framtiden, som populariseras av film, litteratur och spel. Den h?r v?rlden idag verkar fortfarande som en saga, men om du g?r djupare kommer du att m?rka att den ?r mycket mer verklig ?n vi kanske tror.

Det finns f?retag p? den ryska marknaden som erbjuder utbildningar i robotik f?r skolor, samt program som anv?nder pedagogiska byggset f?r f?rskolebarn och skolbarn.

Dessa inkluderar (detta ?r bara en liten lista):

• "Robotbaza", "InnoPark", familjefritidscenter "Interest", Polytechnic Museum, museum f?r underh?llande vetenskap "Experimentanium", (Moskva).
• St. Petersburg City Palace of Creativity for Young Roboticists, St. Petersburg Center for Children and Youth Technical Creativity (St. Petersburg).
• N?tverk av pedagogiska och kreativa center "Genius", centrum f?r innovativ och teknisk utveckling "Robot Center", Palace of Youth (Ekaterinburg).
• Robotics Club vid Nizhny Novgorod State University. N. I. Lobachevsky, Nizhny Novgorod Institute of Information Technologies, Volga Region Center for Aerospace Education (Nizhny Novgorod).
• Regionalt centrum f?r studenters tekniska kreativitet, Yrkeslyceum nr 3 (Rostov-on-Don).
• Studio "Robotics" inom ramen f?r universitetet "Innopolis", innovativ teknikpark "Idea", Center for Children's Technical Creativity uppkallad efter. V. P. Chkalova (Kazan).
• "League of Robots" (franchise).
• "ROBBO Club" (franchise).

Se den nya, ut?kade listan ?ver robotklubbar f?r barn.

Vilka f?rdigheter kommer detta att hj?lpa dig att utveckla?

• Ger begreppet karri?rv?gledning i tidig ?lder.
• Vidgar yrkesh?gskolans horisonter, konsoliderar i praktiken den kunskap som f?rv?rvats samtidigt som man studerar vetenskapens grunder.
• Utvecklar design- och ingenj?rskunskaper m.m.

Var f?r man h?gre utbildning?

Att knyta din yrkesverksamhet med detta omr?de ?r det n?dv?ndigt att skaffa en utbildning i riktning mot "mekatronik och robotik", varefter kvalifikationen "ingenj?r" kommer att tilldelas. Dessutom i Ryssland total Det finns upp till 40 universitet som undervisar i mekatronik och robotik.

De som ?nskar kan bli studenter:

Fakulteten f?r specialmekanik, Institutionen f?r specialrobotik och mekatronik, Moskvas statliga tekniska universitet. N.E. Bauman.

Institutionen f?r automation och robotik, Omsk State Technical University.

St. Petersburg statliga universitetet Aerospace Instrument Engineering (SGUAP)

Magnitogorsk State Technical University.

South Russian Federal University (Novocherkassk State Technical University).

Saratov State Technical University.

Robotik ?r ett av de mest lovande omr?dena inom teknikbranschen. F?rs?ljningen av robotar ?kar hela tiden, och d?rf?r ?r det vettigt att seri?st fundera p? att skaffa sig en utbildning inom detta omr?de.