XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Современный этап развития человечества характеризуется тенденцией создания информационного общества, нацеленного на создание условий для развития технических способностей человека. Инженерное мышление является одной из ключевых составляющих технических способностей, ориентированных на инженерно-техническое восприятие мира. Ведущая роль в этой проблеме отводится образованию, ориентированному на формирование качеств личности, которые отвечают требованиям информационного общества.

Актуальность формирования инженерного мышления зафиксирована в современных Федеральных государственных образовательных стандартах (ФГОС). Дисциплины естественнонаучного и технического циклов влияют на успешное формирование и развитие инженерного мышления. Идея развития инженерного мышления является одной из центральных в школьном курсе «Робототехника». В содержание технологической подготовки обучающихся входит подготовка неординарно мыслящей личности, способной ориентироваться в социуме, «включиться в свободное технологическое пространство», в мир труда и профессий, благодаря технологической грамотности обучающихся.

Содержание учебного предмета «Робототехника» с его проблемно ориентированными комплексными дисциплинами (информатика, физика и др.) позволяет выработать у обучающихся творческий подход к будущей деятельности, научить мыслить творчески, комплексно, системно, продуктивно, уметь находить нужную информацию, решать сложные задачи, все, что обеспечивает постепенный процесс развития технического мышления.

Одним из средств развития технического мышления обучающихся является робототехника. В Федеральном государственном образовательном стандарте к мета предметным результатам освоения основной образовательной программы в части формирования и развития у обучающихся обще пользовательской компетентности в области использования новых технологий отнесены «умения рационально использовать широко распространенные инструменты и технические средства». Поэтому робототехника вошла в учебную программу школ.

Применение робототехники в образовательном процессе средней школы - новое направление в теории и методике технологической подготовки обучающихся. Обучение моделированию и сборке простейших роботов с применением специальных учебных конструкторов связывается в педагогических исследованиях с понятием «образовательная робототехника». В научной литературе проблемой образовательной робототехники занимались ряд авторов: А. П. Алексеев, Л. Г. Белиовская, А. Н. Боголюбов, Д. М. Гребнева, Д. А. Каширин, Д. Г. Копосов, А. В. Литвин, А. С. Филиппов, В. Н. Халамов и др.

Образовательная робототехника приобретает все большую значимость и актуальность в наше время. Понимание феномена технологии, знание законов техники позволяет обучающемуся соответствовать запросам времени найти свое место в современной жизни.

Робототехника – прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем.

Она является основой таких дисциплин как механика, физика, технология, программирование. Основная цель введения робототехники в урочную и внеурочную деятельность – это социальный заказ общества: сформировать личность, способную самостоятельно ставить учебные цели, проектировать пути их реализации, контролировать и оценивать свои достижения, работать с разными источниками информации, формулировать собственное мнение, суждение, оценку.

Робототехника приучает обучающихся смотреть на проблемы шире и решать их в комплексе.

Работа по схемам, различные языки программирования помогают обучающимся мыслить логически и рассматривать вариативность действий робота.

Занятия по образовательной робототехнике строятся на четырех составляющих:

Установление взаимосвязей: короткий рассказ педагога перед началом занятия помогает обучающимся понять проблему и попытаться найти самый удачный способ ее решения.

Конструирование: на этом этапе начинается собственно деятельность – обучающиеся собирают модели, при этом реализуется принцип «обучение через действие».

Рефлексия: с помощью созданных моделей обучающиеся проводят исследования, в процессе которых учатся делать выводы, сопоставлять результаты опытов.

Развитие: творческая активность обучающихся и полученный ими опыт рождают идеи для продолжения исследований, желание экспериментировать, менять свои модели, усовершенствовать их.

Таким образом, реализация системно – деятельностного подхода с помощью образовательной робототехники, позволяет успешно формировать следующие универсальные учебные действия:

Познавательные:

Умение использовать детали LEGO-конструктора в соответствии с их назначением, различать детали по внешнему виду и названию.

Знакомство с основами конструирования, моделирования и программирования.

Использование средств ИКТ для решения творческих задач.

Регулятивные:

Принятие и сохранение учебной задачи.

Планирование последовательности шагов алгоритма для достижения цели.

Развитие способности творчески подходить к решению проблемы.

Оценивание творческого продукта и соотнесение его с изначальным замыслом, выполнение по необходимости коррекции либо продукта, либо замысла.

Адекватное восприятие оценки педагога.

Коммуникативные:

Умение выслушивать собеседника и вести диалог.

Умение работать в паре и группе, эффективно распределяя обязанности.

Умение представлять модель, рассказывать о ее возможностях.

Понимание возможности существования различных точек зрения и права каждого иметь свою точку зрения.

Личностные:

Развитие познавательного интереса, инициативы и любознательности.

Готовность и способность учащихся к саморазвитию и реализации творческого потенциала за счет развития алгоритмического и логического мышлении.

Стремление использовать полученные знания в процессе обучения другим предметам и в повседневной жизни.

Способность связывать учебное содержание с собственным опытом.

Инженерным мышлением мы называем вид познавательной деятельности направленное на исследование, создание и эксплуатацию новой воспроизводительной и надежной техники, прогрессивной технологии, автоматизации и механизации производства, повышение качества продукции.

И в данном аспекте, робототехника выступает ведущей деятельностью в формировании инженерного мышления. Робототехника формирует познавательную активность, способствует воспитанию социально-активной личности, формирует навыки общения и сотворчества; объединяет игру с исследовательской и экспериментальной деятельностью, предоставляют обучающемуся возможность экспериментировать и созидать свой собственный мир, где нет границ.

Выделяются следующие виды задач учебного проектирования:

Информационно-исследовательские задачи.

Конструкторские задачи;

Технологические задачи.

Рассмотрим второй тип.

Конструкторские задачи. Этот класс задач направлен на построение модели проектируемого объекта, удовлетворяющей требованиям соответствия формы и содержания задуманного.

Процесс решения конструкторской задачи строится на основе целостности процесса художественного и технического конструирования. Техническое конструирование направлено на создание объекта в его функциональной, материальной основе. Художественное конструирование направлено на создание целесообразной предметной формы, образа объекта, согласно закономерностям формообразования: упорядоченности, пропорциональности, гармоничности, динамичности, цветового оформления и т.д.

Следует отметить, что данные задачи, основанные на использовании поисковых, исследовательских методов, являются одним из важнейших средств развития конструкторских способностей обучающихся, пространственного воображения, мышления и направлены на формирование и развитие интеллектуальных, художественно-графических, конструкторско-технических, технико-технологических умений и навыков обучающихся.

Структура данных задач в контексте процесса проектирования строится на основе следующих этапов:

1. Формулирование конструкторской задачи (проблемы) на основе проведенного на предыдущем этапе предпроектного анализа.

2. Формирование идеи – создание идеальной (мысленной) модели.

3. Поиск и анализ возможных вариантов решения конструкторской задачи (создание образно- знаковых моделей проектируемого объекта: схем, набросков, эскизов).

4. Конкретизация и проработка лучшего решения – создание образно- знаковой модели проектируемого объекта: технической документации.

5. Создание опытного образца и его апробация – создание материальной модели проектируемого объекта и его дальнейшие испытания.

6. Корректировка и оценка предыдущей деятельности.

Конструкторские задачи дифференцируются по уровню сложности:

Задачи на конструирование по образцу.

Задачи на доконструирование (доработка или поиск отсутствующего звена).

Задачи на пере конструирование (внесение конструктивных изменений).

Задачи на конструирование по собственному замыслу (творческие задачи). 

Таким образом, использование возможностей образовательной робототехники на уроках способствует повышению качества обучения, вовлечению учащихся в познавательную деятельность, что позволяет сделать образовательный процесс более эффективным и интересным для обучающихся.

Список литературы

Варлакова М. Л. Развитие критического мышления на уроках физики // ОНВ. 2012. № 2-106. URL: http://cyberleninka.ru/article/n/razvitie-kriticheskogo-myshleniya-na-urokah-fiziki (дата обращения: 31.07.2016).

Вотинцева М. Л., Шалагинова Н. В. Рабочая программа по образовательной робототехнике на базе конструктора Lego  [Электронный ресурс] - https://open-lesson.net/1948/.

Государство заинтересовано в развитии робототехники [Электронный ресурс] – http://www.iksmedia.ru/news/5079059-Gosudarstvo-zainteresovano-v-razvit.html.

Грабарь В. В. Инженерное мышление как социокультурный феномен образования / / Человек и наука: электронная научная библиотека. − 1997. [Электронный ресурс]. URL: http://cheloveknauka.com/inzhenernoe-myshlenie-kak-sotsiokulturnyy-fenomen-i-problema-gumanitarizatsii-inzhenernogo-obrazovaniya (дата обращения: 02.02.2015).

Дьякова Н. А. Образовательная робототехника внеурочной деятельности «Основы робототехники» // Педагогическое образование на Алтае. Изд-во: Алтайский гос. пед. ун-т, №1, 2013. С.327-335.

Код для цитирования: Скопировать