VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. На сегодняшний день изучение робототехники наиболее эффективно приобщает обучающихся к изучению сложных дисциплин. И это очень важно, поскольку с развитием современных технологий не хватает определенных кадров для дальнейшего процветания технических и инженерных направлений. Выпускники старших классов в большинстве предпочитают гуманитарные направления, а на технические специальности идет лишь малая часть выпускников. Это связано, с тем, что сейчас мало подростков увлечены инженерией, программированием, проектированием, т.к. эти предметы являются итак сложными для восприятия и изучения, а большинство преподавателей преподносят их в неинтересном для обучающихся формате. Это вызывает у обучающихся некое отторжение к изучению этих предметов и желание заниматься этими направлениями в дальнейшем. Во время занятий многие обучающиеся уделяют больше внимания своим смартфонам и планшетным ПК нежели изучаемому материалу. Преподаватель же на фоне новых технологий теряет свой авторитет и знания, которые он пытается донести до аудитории, теряют свой смысл.

Для того, чтобы избежать возможность потери знаний преподавателю необходимо уделять внимание современным методам и средствам обучения. Несмотря на возможности современных информационных технологий, большинство педагогов используют технические и интерактивные средства не по назначению. Например, очень часто преподаватель использует интерактивную доску как обычный экран для демонстрации.

В данной работе мы рассматриваем интерактивные средства обучения, которые позволят активизировать образовательный процесс, на примере дисциплины «Робототехника». Это направление выбрано нами не зря, поскольку данная дисциплина позволяет обучающимся в некой игровой форме познакомиться с основами программирования роботов, основами проектирования и конструирования, решение инженерных задач. Возможно, такое начало воспитает в дальнейшем высококвалифицированных инженеров.

Цель работы: Разработать методическое пособие для проведения мастер-класса по курсу «Робототехника» с использованием новых интерактивных технологий.

Объект: интерактивные технологии.

Предмет: использование интерактивных технологий при проведении мастер-класса по робототехнике.

Задачи:

• Рассмотреть основные аспекты использования интерактивных средств обучения в образовательном процессе.

• Познакомиться с возможностями интерактивных средств обучения.

• Разработать методическое пособие по использованию современных интерактивных технологий при изучении робототехники.

• Разработать интерактивную презентацию для проведения мастер-класса

Методы исследования: теоретические (анализ педагогической и методической литературы); практические (обобщение эффективного педагогического опыта)

Практическая значимость: Разработанный мастер-класс может быть использован как вводное занятие для начинающих заниматься основами робототехники. Данное занятие с использованием интерактивных технологий позволит привлечь школьников к изучению робототехники, а это в свою очередь первый шаг к освоению сложных дисциплин. Данные методические разработки можно использовать для обучающихся 5-11 классов, а также для студентов первых курсов.

Структура работы: работа состоит из введения, двух глав, заключения литературы и приложения.

1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О МЕТОДАХ ИНТЕРАКТИВНОГО ОБУЧЕНИЯ

1.  
   1. Технология интерактивного обучения

Существует три основных метода обучения:

Пассивный метод – в ходе, которого, преподаватель является активным участником, а учащиеся лишь пассивными слушателями (лекция).

Активный метод – В такой форме активную деятельность проявляют и учитель и ученики. Ученики в свою очередь привлекаются к самостоятельному изучению материалов (написание рефератов).

Интерактивный метод - ориентирован на взаимодействие между всеми участниками образовательного процесса. Это своего рода диалог или беседа, в процессе которого происходит непосредственный обмен информацией. Слово «интерактив» пришло к нам из английского от слова «interact». «Inter» – «взаимный», «act» – действовать. Интерактивность означает вступать в диалог или вести беседу с кем либо (человеком) или с чем либо (компьютером).

Особенности интерактивного метода:

– пребывание участников образовательного процесса в одном смысловом пространстве.

– совместное погружение в проблемное поле решаемой задачи, т. е. включение в единое творческое пространство;

– согласованность в выборе средств и методов реализации решения задачи;

– совместное вхождение в близкое эмоциональное состояние, переживание созвучных чувств, сопутствующих принятию и осуществлению решения задач [1].

Основное преимущество интерактивного обучения состоит в том, что почти все обучающиеся активно участвуют в процессе познания. Каждый вносит свой особый вклад в развитие какой-либо темы или в решении общей проблемы. Таким образом, обучающиеся берут для себя особый опыт, который потом могут применять во вне учебной обстановке. Работа в команде повышает заинтересованность, а так же активизирует образовательный процесс. Повышается и усвоение материала.

Преподаватель является своеобразным фильтром , который пропускает через себя информацию, и выполняет функцию помощника в работе, одного из источников информации.

Чем полезно использование интерактивных форм в образовательном процессе:

• Вызывают у обучающихся интерес.

• помогают создать поле для активного участия каждого в образовательном процессе.

• повышают эффективность усвоения учебного материала.

• оказывают многоплановое влияние на обучающихся.

• осуществляют обратную связь (ответная реакция аудитории).

• формируют у обучающихся собственные мнения и отношения.

• формируют жизненные навыки.

• способствуют изменению поведения в лучшую сторону.

Некоторые правила организации:

1. Важно, чтобы в процесс были включены все участники образовательного процесса. Для этого необходимо использовать некоторые технологии интерактивного обучения.

2. Проследить психологическую подготовку обучающихся. Дело в том, что возможно не все, кто пришел на занятие, психологически готовы к работе в такой форме. В этой связи можно использовать разминки, постоянное поощрение за активное участие в работе, предоставление возможности для самореализации.

3. Количество обучающихся и качество обучения находятся в прямой зависимости. Оптимально это 25 человек. Только при этом условии возможна продуктивная работа в малых группах.

4. Подготовить помещение для работы. Если вы планируете подвижные игры, то необходимо учесть размер аудитории, возможность свободно передвигаться. Если вам необходимы технические средства, нужно проверить их рабочее состояние.

5. Четкое распределение регламента. Желательно чтоб формы взаимодействия менялись. Для этого важно учесть возрастные особенности группы. И сбалансировать подвижные задания. Нельзя загружать процесс постоянно подвижными действиями или наоборот.

Обязательные условия организации :

• Позитивные отношения между всеми участниками.

• Демократия.

• Включение жизненного опыта каждого обучающегося. Приводить пример из личной жизни.

• Использование нескольких форм и методов представления информации.

• Взаимомотивация обучающихся.

Интерактивные формы обучения позволяют создать благоприятный климат в коллективе. Создают высокую мотивацию,

позволяют обеспечить прочность знаний, проявить свое творчество и фантазию, коммуникабельность, активную жизненная позицию, командный дух, ценность индивидуальности, свободу самовыражения.

1.  
   1. Формы и методы интерактивного обучения

Существует множество различных форм и методов интерактивного обучения. Каждый преподаватель может сам создавать собственные варианты. Мы перечислим некоторые основные формы:

• Творческие задания.

• работа по группам.

• обучающие игры (ролевые игры, имитации, деловые игры и образовательные игры).

• использование общественных ресурсов.

• социальные проекты и другие внеаудиторные методы обучения (соревнования, интервью, фильмы, спектакли, выставки).

• тестирование.

• разминки.

• обратная связь

• дистанционное обучение.

• обсуждение вопросов и проблем в виде дискуссии.

• разрешение проблем («дерево решений», «мозговой штурм», «анализ казусов», «переговоры и медиация», «лестницы и змейки»);

• тренинги.

• Использование дополнительных технических и интерактивных средств. (ТСО и ИСО)

Основное внимание в нашем проекте мы уделим именно использованию технических и интерактивных средств обучения, поскольку изучение робототехники подразумевает общение с новыми технологиями.

интерактивные доски.

-электронные учебники и пособия, демонстрируемые с помощью компьютера и мультимедийного проектора,

- образовательные ресурсы Интернета,

- видео и аудиотехника,

- интерактивные конференции и конкурсы,

- материалы для дистанционного обучения,

- научно-исследовательские работы и проекты.

- дистанционное обучение.

Одно из самых распространённых средств технического обучения – Интерактивная доска и её программное обеспечение. Во многих образовательных организациях уже установлены данные средства, однако не все преподаватели знают некоторые возможности, которые можно использовать на любых дисциплинах.

Первая интерактивная доска была выпущена компанией SMART Technologies в 1991 году. И на сегодняшний день (начало 2014 г.) во всем мире реализовано более 2,6 миллионов интерактивных досок SMART Board, используемых 50 миллионами обучающимися в 175 странах мира. ¹

Одной из главных особенностей интерактивной доски является возможность писать прямо на их поверхности. Пальцем или специальным маркером можно оставлять комментарии к любому контенту, демонстрируемому на доске, программе, приложению или сайту. Так же существует возможность преобразования рукописного текста в печатный и экспорт любой страницы или скриншота в файл PDF.

Такое средство с наглядным представлением информации привлекает внимание всей аудитории и у студентов уже меньше возникает желание отвлекаться на внеучебную деятельность. Но прежде чем использовать интерактивную доску, необходимо подготовить информацию, которая будет сопровождать занятие.

Для этого компания SMART Technologies представляет нам несколько удобных программ и приложений для построения урока:

Одна из наиболее распространённых программ - SMART Notebook. Она включает в себя достаточно понятный интерфейс. Можно воспользоваться Конструктором занятий и создавать объекты, реагирующие действия нужным образом, включая проигрывание звуков и видео. Данный инструмент прекрасно подходит для построения заданий на упорядочивание и отмечание правильными метками.

SMART Response VE - программное обеспечение, стирающее границы между проведением урока и оценкой знаний. Обучающиеся могут отвечать как на заранее подготовленные вопросы преподавателя, так и на моментальные вопросы, которые преподаватель решит задать в ходе урока, с любого устройства, оснащенного выходом в интернет.

Математический пакет Geogebra предлагает новые возможности по проведению уроков геометрии, алгебры, статистики при помощи новых функций дополнения Geogebra и большой библиотеке готовых геометрических объектов. Есть возможность вычислять некоторые математические функции создавать графики и т.д.

Помимо использования интерактивных досок в последнее время очень часто используются Мультимедийные учебники, которые позволяют наглядно представить материал в виде обучающих фильмов.

Интерактивный стол SMART поможет преподавателю организовать интерактивную работу в группе. Взаимодействие во время выполнения какого-либо подготовленного задания на экране позволяет решать общие проблемы или создавать совместный проект. Подобным образом работу в группе можно осуществить, используя Интерактивный глобус Oregon Scientific, но его можно использовать лишь на некоторых подходящих дисциплинах (география, астрономия, естественные науки).

1.3. Новые возможности интерактивных средств обучения

Использование интерактивных досок и мультимедийных учебников происходит уже около десятка лет. Поэтому необходимо включать в свои занятия более новые приложения и программные обеспечения для того чтобы активизировать образовательный процесс. Мы перечислим ряд некоторых программ, которые можно в дальнейшем использовать на некоторых дисциплинах.

Программа OE-Cake позволяет в режиме реального времени присваивать нарисованным объектам различные физические свойства. С легкостью можно превращать все, что угодно в жидкость (причем в различных агрегатных состояниях) или в твердые предметы. При первом взгляде эта программа больше похожа на игру, но подойдя к ней с образовательной точки зрения, она поможет сделать уроки не только увлекательными, но и полезными.

У Algodoo возможности более широкие — эта программа позволяет моделировать различные действия при помощи простых инструментов для рисования: кубов, кругов, многоугольников, шестеренок, пружин, шарниров, которые можно вращать, перемещать, масштабировать, наглядно демонстрируя принципы гравитации, механики и физических законов.

Более доступная программа удаленного управления с помощью приложения Splashtop. Компания Splashtop Inc. специализируется на создании эффективных решений для удаленного использования самых различных устройств: смартфонов, планшетов, персональных компьютеров, телевизоров, «облачных» сервисов. Благодаря приложению Splashtop Remote Desktop можно управлять компьютером или интерактивной доской на расстоянии и не быть привязанным к одному месту. (рис)

Взяв в руки iPad или любой планшет на Android, можно свободно перемещаться по классу и управлять интерактивной доской, а также компьютером, подключенным к ней. Так же могут получить доступ к интерактивному оборудованию и учащиеся, подключившись через свои планшеты или смартфоны.

Использование смартфонов в образовательном процессе это новое решение, которое позволит обучающимся акцентировать свое внимание на изучение материала.

На сегодняшний день еще одним новшеством является использование дополненной реальности во время образовательного процесса. Первым шагом в этом направлении были так называемые QR кода, которые позволяют с помощью смартфона переходить по ссылке зашифрованной в виде изображения (Рис 1).

Рисунок 1 - Пример QR кода

Сейчас же помимо ссылок можно кодировать и некоторые 3D объекты. Необходимо навести специальную камеру или воспользоваться приложением, которое считывает данный код, и вы видите перед собой вместо обычного плоского изображения 3D модель. (Рис 2.)

Рисунок 2 – Дополненная реальность

Новым, но довольно дорогим оборудованием можно рассммотреть Интерактивный пол ifloor. Он представляет собой проекционную интерактивную систему.

В комплект входят:

- проектор,

- компьютер,

- плата захвата изображения,

- программное обеспечения для управления эффектами,

- интерактивные эффекты,

- лицензионный ключ,

- система датчиков движения,

- кронштейн для крепления,

- коммутационное оборудование,

- маркеры для настройки,

- спикер,

- WiFi адаптер,

- ИК прожектор,

- инструкция.

Данное новшество используют в основном для развлечения и рекламы. Часто такое можно увидеть в торговых центрах или ночных клубах, но для образовательной организации такое оборудование было бы полезным, особенно для робототехники.

2 ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНТЕРАКТИВНЫХ СРЕДСТВ ОБУЧЕНИЯ НА ДИСЦИПЛИНЕ «РОБОТОТЕХНИКА» 2.1. Робототехника в образовании

Одной из глобальных проблем в современной России является её недостаточная обеспеченность инженерными кадрами. Довольно часто происходит поломка космических ракет и спутников, происходят техногенные катастрофы, И обычно это из-за недостаточного профессионализма обслуживающего персонала, не квалифицированных разработчиков и проектировщиков.

И все эти проблемы возникают именно благодаря неправильной организации. Ведь всё нужно исправлять, начиная со школы. Сейчас происходит понижение интереса учащихся к изучению физики, математики, астрономии (которую, кстати, вообще вынесли за пределы школьного курса) и прочих точных наук, и, как следствие, падение качества образования в целом.

Например, А.М. Рейман, старший научный сотрудник Института прикладной физики Российской академии наук, считает: «У меня общее ощущение деградации образования в среднем звене, приводящей к уменьшению числа заинтересованных в учебе старшеклассников.... Физика воспитывать можно и нужно. И делать это надо рано, пока у ребенка горят глаза и не развился утилитарный подход к жизни. ... А еще они будут знать кое-что о современной науке, и им нельзя будет вешать лапшу ...»[2].

Мотивировать обучающихся нужно начинать со средней ступени. Поскольку именно в этом возрасте лежит начало формирования возможно, нового специалиста в области технологий.

На настоящий момент существует достаточное количество образовательных технологий, которые способствуют развитию критического мышления и умения решать задачи, однако в образовательных средах, вдохновляющих к новаторству через науку, технологию, математику, способствующих творчеству, умению анализировать ситуацию, применить теоретические познания для решения проблем реального мира, сегодня наблюдается определенный дефицит.

Самый перспективный путь для развития в обучающихся технического склада ума – это робототехника, которая позволяет в игровой форме знакомить детей с наукой. Робототехника является эффективным методом для изучения важных областей науки, технологии, конструирования, математики и входит в новую международную парадигму: STEM-образование (Science, Technology, Engineering, Mathematics).

Организация лаборатории робототехники:

• внедрение современных научно-практических технологий в образовательный процесс;

• содействие развитию детского научно-технического творчества;

• популяризация профессии инженера и достижений в области робототехники;

• новые формы работы с одаренными детьми;

• эффективные формы работы с проблемными детьми;

• возможности инновационного обучения;

• игровые технологии в обучении;

• популяризация профессий научно-технического направления.

В ИПЛИТ РАН проходит ежегодная научно-образовательная конференция «Преемственность поколений», приуроченная к отмечаемому в России 8 февраля Дню российской науки. Конференция организуется для учащихся средних школ и лицеев г. Шатуры и Шатурского района. Среди основных целей и задач Конференции - активизация творческой инициативы учащихся, развитие навыка самостоятельной работы, пропаганда научных исследований и творческой работы.

По сложившейся в ИПЛИТ РАН традиции, 6 февраля 2014 года проводилась очередная (десятая) научно-образовательная конференция «Преемственность поколений. Шатура 2014». В конференции приняли участие учащиеся школ Шатурского района и ведущие сотрудники ИПЛИТ РАН. Школьники узнали об истории создания и развития ИПЛИТ РАН, об основных направлениях деятельности института, о создании и внедрении «силовых» лазерных технологий, о научной разработке и внедрении новых, перспективных лазеров, о биомедицине. Кроме того, начальник отдела информационных технологий Воронин И.В. рассказал об основах робототехники, затем наглядно показал школьникам работу Управляемого по радио каналу Машинного Конструктора Инновационного (УМКИ). [ССЫЛКА]

Для того, чтобы приступить к началу развития робототехники в образовательной организации необходимо приобрести оборудование. На сегодняшний день предлагаются следующие наборы для конструирования роботов:

Lego Mindstorms NXT 2.0 - конструктор для создания, программируемого робота. Он включает в себя специальное программное обеспечение с довольно простым интерфейсом (Рис 3.), что значительно улучшает объяснение материала по курсу Робототехники.

Рисунок 3 – Интерфейс программы Lego Mindstorms NXT

Ресурсный конструктор "ПервоРобот NXT"

В данный набор входят: 817 детали это различный балки, оси и гусеницы, соединительные элементы, крюки подъемных кранов, шины колес и т.п.

Датчики, которые присутствуют в наборе:

Датчик касания к микрокомпьютеру (Рис 4.) позволяет произвести проверку состояния на определенном этапе исполнения программы. Он посылает сигнал в виде логической команды ("истина" или "ложь") через шину данных. Если датчик сработал, блок отправит команду "истина"; если датчик не сработал, блок отправит команду "ложь".

Рисунок 4 – Датчик касания к микрокомпьютеру NXT

Ультразвуковой датчик расстояния для микрокомпьютера NXT (Рис 5.) позволяет обнаруживать объекты на расстоянии до 10дюймов (250 см). Датчик передает на выход текущее значение расстояния и логическую команду ("истина" или "ложь") в зависимости от того выше или ниже текущее расстояние, чем значение срабатывания.

Рисунок 5 –

Ультразвуковой датчик расстояния для микрокомпьютера NXT

Датчик света к микрокомпьютеру NXT (Рис 6.) работает в двух режимах:

Во-первых он фиксирует общую освещенность (окружающей среды). Используя шины данных, блок может передавать текущие параметры освещенности и логическую команду ("истина"/"ложь") в зависимости от того, выше или ниже текущая освещенность, чем значение точки запуска.

Во- вторых Регистрация фотоэлементом собственного отраженного свет. При установке параметра опции "Включить освещение" ("Generate Light") датчик освещенности включит свой собственный небольшой источник света и обнаружит свет при его отражении. Эта функция оказывается крайне полезной в сложных условиях освещенности, например, в комнатах с очень ярким освещением. Эта функция также позволяет использовать фотоэлемент в качестве дальномера на небольших расстояниях.

Рисунок 6 – Датчик света к микрокомпьютеру NXT

Набор Arduino Starter Kit.

Arduino — это небольшая плата (Рис 7.) , у которой есть собственный процессор и память. На плате располагаются несколько контактов, к которым можно подключать различные компоненты: лампочки, переключатели, датчики, диоды, системы управления и всё, что работает от электричества.

Рисунок 7 – плата Arduino

Сам набор (Рис 8.) содержит множество различных резисторов, контактов диодов. Достаточно много материала, который может пригодиться для образовательного процесса и к тому же он имеет вполне доступную цену, что очень важно.

Рисунок 8 – Набор Arduino Starter Kit

Однако в сравнении с набором LEGO, программирование на Arduino немного сложнее, поскольку программа требует знание языков программирования в особенности C++. Поэтому для использования данного набора необходимо быть специалистом в области программирования хотя бы на начальном уровне.

2.2. Интерактивные средства обучения, применяемые на дисциплине «Робототехника»

Основная направленность в робототехнике – это создание своего собственного продукта. На данной дисциплине интерактивное взаимодействие происходит непосредственно, поскольку все обучающиеся готовы представить своих роботов, устраивать различные соревнования, гонки. Но для того, чтобы образовательный процесс не превратить игру, необходимо четко распределить занятие. В этом нам и помогают интерактивные средства обучения. Робототехника само по себе подразумевает современность. Актуальный подход к преподаванию данной дисциплины, обеспечит обучающимся отличную платформу для создания своих проектов. А интерактивные средства обучения позволят украсить теоритическую часть.

В предыдущей главе были перечислены новейшие технологии, мы рассмотрим, как их можно применять конкретно для дисциплины робототехника.

Создание урока в программе SMART Notebook. Хоть и работа с роботами подразумевает больше практическую работу, лекционная часть тоже предусмотрена. Поскольку некоторые аспекты по программированию необходимо объяснять всей аудитории, для того, чтобы упростить процесс обращения к каждому обучающемуся, есть возможность выводить все на экран интерактивной доски. Для примера сбора своего робота, можно вызывать одного из учащихся и попросить спрограммировать свой проект, используя интерактивную доску для демонстрации всей аудитории. К примеру такая программа как Lego Mindstorms NXT, позволяет с помощью перемещения объектов программировать робота поэтому обучающийся может продемонстрировать свои умения используя интерактивною доску. Такое представление материала позволит студенту ярко представить свой проект своим коллегам, а так же если его работа содержала некоторые ошибки, другие ученики уже не повторят их. Таким образом, осуществляется интерактивная работа всех обучающихся, это один из оригинальных подходов для проведения занятия. Помимо этого можно создавать специальные тесты для проверки знаний, и используя специальные пульты осуществлять это одновременно с единовременной проверкой.

Одним из наиболее удобных приложений для робототехники, можно считать Splashtop. Каждый студент может показать свой спрограммированный код или преподаватель с легкостью сможет исправить ошибки дистанционно, лишь попросив ученика спроецировать его изображение на интерактивную доску.

К сожалению , робототехника не бюджетный вариант и требует некоторых капиталовложений. Не всем доступны такие средства и попутно использовать какое- либо оборудование интерактивных технологий довольно дорого. Поэтому использование смартфонов обучающихся для образовательного процесса это первый шаг к использованию новейших информационных технологий. Поэтому приложения дополненной реальности вполне можно использовать на данной дисциплине. Единственный минус, преобразовать изображение в 3D объект пока что требует использование специалиста. Но это лишь вопрос времени, возможно вскоре появится такое приложение с помощью которого будет не так уж и сложно связать изображение и 3D модель. Для робототехники удобство было бы в обеспечении наглядности. Иногда, когда обучающийся рассматривая схему, он не сразу представляет, как это будет выглядеть в объеме. Дополненная реальность позволяет нам увидеть, как это будет выглядеть в жизни. Так же объекты могут двигаться, тем самым изображать, что будет происходить, если спрограммировать именно так.

2.3. Методическая разработка мастер класса по дисциплине «Робототехника»

Основная цель мастер класса: Знакомство с робототехникой. Привлечение обучающихся на дополнительные курсы по созданию роботов.

Регламент: 90 минут.

План мастер класса:

1. Знакомство с Робототехникой (История развития).

2. Практическая часть (Создаем своего робота на платформе LEGO).

3. Закрепление результата.

Название этапа занятия	Деятельность Преподавателя	Деятельность Обучающегося	Прогнозируемый результат
Организационный момент (2 мин)	Приветствие, проверка готовности учащихся к занятию , организация внимания.	Самостоятельная проверка готовности к занятию, эмоциональный настрой	Создание рабочего настроя на занятие
Сообщение цели и темы мастер класса. (3 минут)	Вступительное слово преподавателя. Введение в робототехнику.
Объяснение нового материала (25 мин)	Основные понятия робототехники. (ПРИЛОЖЕНИЕ) (презентация Искусственный интеллект) Применение презентации на интерактивной доске SMART с использованием различных эффектов.	Записывают ключевые слова, задают вопросы, Выходят к доске и отвечают на вопросы.	Усвоенные знания. Изученный и закрепленный материал.
Практическая часть (45 мин)	Объяснение работы платформы Lego Mindstorms NXT Работа с приложением взаимодействия интерактивной доски и смартфона. Выполнение практического задания «Делаем своего робота» (ПРИЛОЖЕНИЕ)	Внимательно слушают преподавателя, Выполняют задания.	Интерактивная работа всей команды.
Подведение итогов занятия. (10 мин)	Тест на тему «робототехника» при помощи пультов SMART. (Приложение)	Представление результатов своих проектов.	Закрепление пройденного материала через проблемный вопрос.
Выставле- ние и комменти- рование оценок. Организо- ванное окончание занятия. ( 5 минут)	Оценивает работу обучающихся. Благодарит за занятие, отвечает на вопросы.	Задают некоторые вопросы. Благодарят за занятие.	Позитивное настроение после прошедшего мероприятия. Мотивация на дальнейшее развитие в данной сфере.

Объяснение работы на платформе «NXT»

Интерфейс программы (основные функции, которые потребуются на данном занятии:

1.Окно «Робо-центр»

Здесь имеются уже готовые инструкции по сборке и программированию некоторых моделей роботов.

2.Личный портал.

Оттуда можно перейти на сайт, чтобы познакомиться с новшествами

робототехники, а так же стать членом сообщества LEGO MIDSTORMS.

3.Панель рабочих инструментов.

Инструменты, которые необходимо использовать для работы, а так же это пространство для обмена материалами с другими пользователями.

4.Рабочая область.

Эта часть экрана используется для программирования. Здесь соединяются специальные блоки для программирования робота.

5.Малое окно справки.

Используется для вызова некоторых подсказок и справочной информации.

6.Схема рабочей области.

Для получения сведений о программе необходимо кликнуть по схеме и перетащить к той части программы, которую необходимо увидеть.

7.Палитра программирования

Здесь содержатся все Иконки-блоки, которые понадобятся для создание программ.

8.Панель настроек.

Для каждого блока существует панель настроек, которая позволяет настроить блок для определенного действия.

9.Контроллер.

Он осуществляет управление NXT. Передает программы и файлы, запускает и останавливает программы.

На первом занятии необходимо познакомиться с палитрой программирования. Для этого изучим основные блоки.

Для удобства программирования палитра разделена на три группы: Стандартная палитра ( наиболее часто используемые блоки), Личная палитра ( блоки, созданные самостоятельно) и полная (содержит все блоки).

Рассмотрим основные блоки, предназначенные для решения задач:

Блок Движения управляет моторами робота и синхронизирует его движения. То есть этот блок для того, чтобы робот двигался вперёд, назад.

Блок отображения используется для отражения картинки, вывода текста или построения фигуры на дисплее.

Блок паузы позволяет оценить окружающую обстановку и наличия условия для выполнения программы. Например ( ожидание цвета).

Блок записи/ воспроизведения дает возможность записать физическое движение в память робота, а так же воспроизводить физическое движение в любом месте программы.

Блок зацикливания позволяет роботу повторять то или иное действие.

Блок решения позволяет принимать решения, например, повернуть налево, если слышно громкий шум.

Все, что касается самой программы и её интерфейса можно демонстрировать обучающимся с помощью интерактивной доски, а так же попутно строить саму программу робота и для наглядности сразу показать его в работе. У каждого на компьютере или на смартфоне присутствует приложение, на котором есть пошаговая инструкция для сборки робота «пятиминутка» . На протяжении всего мастер класса, любой ученик может вывести свою программу на интерактивную доску и показать свою ошибку. И при всей аудитории исправить её на интерактивной доске, для того, чтобы другие обратили внимание и не совершали подобных ошибок.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, мы рассмотрели основные методы обучения и выявили, что на сегодняшний день наиболее эффективным считается интерактивный. Он обеспечивает наглядность материала, а так же способствует развитию самостоятельности у обучающихся. Это отличный вариант для работы в группе, поскольку у всех участников строятся доверительные отношения, и в коллективе царит позитивных и дружелюбный настрой. Использование интерактивных средств обучения, позволяет привлечь внимание студентов, ведь в век компьютерных довольно сложно удивить нынешнее поколение. Мы рассмотрели основные средства, а так же новейшие, которыми еще не активно пользуются в образовательном процессе в связи с неосведомленностью преподавателей. Однако из найденных сведений следует сделать вывод, что внедрение данных технологий позволит обучающимся подробнее изучить материал, а так же проверку знаний осуществлять гораздо проще, нежели подсчитывать результаты вручную. Использование технологий дополненной реальности, а так же взаимодействия смартфонов и интерактивной доски позволяет ярко представить информацию и увлечь студентов для дальнейшей работы над этим направлением.

Применение интерактивных технологий на дисциплине «Робототехника» является одним из современных подходов в образовательном процессе. Сама дисциплина подразумевает новизну и поэтому для объяснения данного материала необходимо использовать оригинальные методики, которые соответствуют современным информационным технологиям. Если преподаватель будет использовать пассивный метод обучения в данном направлении, возможно, большинство обучающихся не будут заинтересованы и не запомнят ту информацию, которую необходимо было усвоить.

В данном курсовом проекте мы рассмотрели, какими интерактивными технологиями на сегодняшний день может пользоваться преподаватель. Все эти новшества сейчас доступны и не требуют долговременной подготовки. Так же мы привели пример при составлении мастер класса по курсу «Робототехника» как можно включить интерактивные технологии в образовательный процесс.

Такой мастер класс можно проводить в любой образовательной организации, для привлечения обучающийся к работе по курсу «Робототехники». Использование интерактивных технологий позволит акцентировать внимание на том, что Робототехника – это будущее. Яркая и лаконичная презентация с различными интерактивными вставками создает высокую приближённость к реальности. Можно с уверенностью сказать, что все задачи данного проекта выполнены. С применением интерактивных технологий, возможно робототехника сделает новый шаг на пути в массы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Филина, Лариса Ивановна. Интерактивные методы обучения как средство формирования ключевых компетенций [Электронный ресурс] // Фестиваль педагогических идей «Открытый урок» [Официальный сайт ] URL: http://festival.1september.ru/articles/613184/ (Дата обращения: 06.12.14)

2. Пророкова, А.А. Методические аспекты внедрения основ робототехники в образовательный процесс [Электронный ресурс]// Образовательная робототехника в Алтайском крае [Официальный сайт] URL: http://robot.uni-altai.ru/metodichka/publikacii/metodicheskie-aspekty-vnedreniya-osnov-robototehniki-v-obrazovatelnyy-proces-0 / (Дата обращения : 5.12.14)

3. Вислобоков, Н. Ю. Технологии организации интерактивного процесса обучения // Информатика и образование. - 2011. - N 6. - С. 111-114.

4. Воронкова, О. Б. Информационные технологии в образовании : интерактивные методы / О. Б. Воронкова. – Ростов н/Д : Феникс , 2010. - 315 с.

5. Гаджиева, П. Д. Интерактивные методы как средство модернизации правового обучения // Инновации в образовании. - 2011. - N 1. - С. 81-87.

6. Герасимова, Н. И. Деловая игра как интерактивный метод обучения речевой деятельности // Среднее профессиональное образование. - 2011. - N 1. - С. 24-25.

7. Ефимова, Е. А. Интерактивное обучение как средство подготовки профессионально мобильного специалиста // Среднее профессиональное образование. - 2011. - N 10. - С. 23-24.

1. Козырев, Ю. В. Модель проведения уроков на основе технологии решения проектных задач // Управление качеством образования : теория и практика эффективного администрирования. - 2011. - N 6. - С. 60-68.

2. Мамирова, К. Н. Принципы и формы организации интерактивного обучения // География и экология в школе XXI века. - 2010. - N 7. - С. 72-76.

3. Чепыжова, Н. Р. Использование информационно-коммуникационных технологий для повышения качества обучения // Среднее профессиональное образование. - 2010. - N 6. - С. 13-15.

4. Michael Margolis. Make an Arduino-Controlled Robot [ Текст]// - 2013.- N6.- C.-256.

5. Гололобов , В. Н. С чего начинаются роботы? О проекте Arduino для школьников (и не только) Год: 2011 Страниц: 189

6. Лукинов А. П. Проектирование мехатронных и робототехнических устройств Серия: Учебники для вузов. Специальная литература

Издательство: ЛаньГод: 2012Страниц: 607/

ПРИЛОЖЕНИЕ ( Сборка робота )

1

^ Официальный сайт SMART Technologies в России http://www.smarttech.ru/

Код для цитирования: Скопировать