В статье излагается возможность внедрения в образовательный процесс элементов робототехники. Представлен анализ использования среды MRDSпри изучении информатики в 7–9 классах на примере программы Л. Л. Босовой.
Ключевые слова: программирование, алгоритмизация, образовательная робототехника, универсальные учебные действия, общеобразовательная школа.
Сегодня человеческая деятельность в технологическом плане меняется очень быстро, на смену существующим технологиям и их конкретным техническим воплощениям быстро приходят новые. В этих условиях велика роль фундаментального образования, обеспечивающего профессиональную мобильность человека, готовность его к освоению новых технологий, в том числе информационных. Поэтому в содержании курса информатики основной школы целесообразно сделать акцент на изучении фундаментальных основ информатики, выработке навыков алгоритмизации.
Содержание основного курса информатики можно представить в виде содержательных линий. Особое внимание в средних классах при изучении информатики уделяется алгоритмической линии. Это объясняется возможностями данной линии развивать у обучающихся алгоритмическое и логическое мышления, интеллектуальные способности и способы деятельности, которые необходимы им для успешной учебной деятельности.
Школьная практика показывает, что при изучении разделов алгоритмической линии «основы алгоритмизации», «начало программирования», «алгоритмизация и программирования» у обучающихся теряется интерес к предмету. Так как, изучая темы данных разделов у обучающихся снижается успеваемость. Это объясняется отсутствием межпредметных связей, использованием устаревших сред программирования и преобладанием математических задач над другими видами заданий.
Одним из развивающихся на сегодняшний день направлений программирования является образовательная робототехника.
Робототехника — это прикладная наука, занимающаяся разработкой и эксплуатацией интеллектуальных автоматизированных технических систем для реализации их в различных сферах человеческой деятельности [8].
Образовательная робототехника способствует эффективному овладению обучающимися универсальными учебными действиями, так как объединяет разные способы деятельности при решении конкретной задачи. Использование конструкторов значительно повышает мотивацию к изучению информатики на ступени основного общего образования, способствует развитию коллективного мышления и самоконтроля.
Дидактические особенности курса «робототехника», влияющие на учебную успешность [3]:
- конструкторы с элементами робототехники дают возможность учащимся манипулировать не только виртуальными, но и реальными объектами. Настройка и обработка информации с помощью датчиков дают школьникам представление о различных вариантах понимания и восприятия мира компьютеризированными системами;
- среда управления роботами Microsoft Robotics Development Studio, среды предоставляемые с конкретными роботами, например Parallax Boe-Bot, Lego Mind Strorm, поддерживают популярные языки программирования (С#, Visual Basic), которые имеют практическую значимость для будущей профессиональной деятельности;
- виртуальные среды позволяют управлять запрограммированными роботами, а также непосредственно создавать окружающие предметы. Всё это позволяет объединять учащихся в группы по интересам и разделять обязанности — кто-то программирует робота, кто-то создает окружающую среду. Коллективная работа позволяет учащимся получать навыки сотрудничества при разработке проекта, что особенно актуально в настоящее время.
Можно сделать вывод о целесообразности введения образовательной робототехники в учебный процесс.
В настоящее время активно осуществляется внедрение образовательной робототехники. Главной задачей остаётся определение оптимальных форм обучения.
В. А. Сластёнин даёт следующую классификацию форм обучения, в зависимости от структуры педагогического процесса [8].
Рис.1. Классификация форм обучения по В. А. Сластёнину
Мы считаем, что оптимальным является сочетание основной и вспомогательной формы обучения, а именно, внедрение элементов робототехники в содержание обязательных школьных предметов, прежде всего информатики и параллельное посещение элективных курсов. С нашей точки зрения, наиболее эффективным является использование элементов робототехники при изучении учебного материала алгоритмической линии. Рассмотрим возможности параллельного изучения программирования и робототехники в 7–9 классах. Введение элементов робототехники при изучении программирования позволит разнообразить учебную деятельность, использовать интерактивные методы обучения, тем самым повысить мотивацию учащихся к изучению предмета.
Анализ примерной программы по информатике Л. Л. Босовой [5] показывает, что на изучение алгоритмической линии отводится 28 часов. Проанализируем изучаемые разделы и целесообразность использования элементов робототехники. Так как большинство российских школ, на данном этапе развития образовательной робототехники, не снабжены комплектами роботов, мы будем рассматривать возможности на примере бесплатной программной среды управления роботами Microsoft Robotics Development Studio.
Таблица1
Планирование раздела «Алгоритмы и элементы программирования» с целью использования программной среды управления роботами Microsoft Robotics Development Studio
|
Раздел «Алгоритмы и элементы программирования» |
Кол-во часов |
Цель использования MRDS |
|
Основы алгоритмизации |
10 |
Знакомство с программным обеспечением MRDS и роботами-симуляторами. |
|
Начала программирования |
10 |
Анализ и просмотр готовых программ управления роботами. |
|
Алгоритмизация и программирование |
8 |
Использование различных алгоритмических структур при составлении программ (линейный алгоритм, циклический алгоритм, разветвляющийся алгоритм). Реализация видов алгоритмов при помощи робота-симулятора. Составление программы со сложными условиями для управления роботом. Составление программ с помощью изучаемого языка программирования и реализация их для роботов-симуляторов. (например, LegoNXT, iRoomboCreate, Boe-Bot). |
Вышеописанный подход изучения робототехники может быть реализован в рамках существующих учебных планов. Программирование робота позволяет получить интересный результат уже на первых уроках. Даже небольшие и простые программы заставляют робота демонстрировать интересное поведение, которое можно с гордостью показать своим одноклассникам. Кроме того, учащиеся, могут продолжить своё обучение на занятиях по робототехнике, выбрав элективный курс.
Таким образом, использование элементов робототехники при обучении программированию способствует развитию у обучающихся алгоритмического и логического мышления, более легкому пониманию принципов действия алгоритмических конструкций, развитию умений самостоятельно и творчески думать, а также повышает мотивацию к изучаемому предмету. Предложенный подход является интересным для обучающихся с точки зрения новизны и актуальности содержания.
Литература:
1. Асмолов, А. Г. Формирование универсальных учебных действий в основной школе: от действия к мысли — Москва: Просвещение, 2011. — 159 С.
2. Василенко, Н. В. Никитан, КД. Пономарёв, В. П. Смолин, А. Ю. Основы робототехники — Томск: МГП «РАСКО», 1993. 470с.
3. Гребнёва Д. М. Изучение элементов робототехники в базовом курсе информатики [Электронный ресурс]: http://festival.1september.ru/articles/623491.
4. Игнатьев, П. А. Программа курса «Первые шаги в робототехнику» [Электронный ресурс]: персональный сайт — www.ignatiev.hdd1.ru/informatika/lego.htm
5. Информатика. УМК для основной школы [Электронный ресурс]: 5–6 классы. 7–9 классы. Методическое пособие / Автор-составитель: М. Н. Бородин.—Эл. изд.—М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013.108 с.: ил.
6. Сластенин В. А. и др. Педагогика: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений / В. А. Сластенин, И. Ф. Исаев, Е. Н. Шиянов; Под ред. В. А. Сластенина. — М.: Издательский центр «Академия», 2002. — 576 с.
7. Федеральный образовательный стандарт основного общего образования от 17 декабря 2010 г.
8. Юревич, Е. И. Основы робототехники — 2-е изд., перераб. и доп. — СПб.: БХВ-Петербург, 2005,416 с.
