Программно-техническое обеспечение элементов конструирования и робототехники информационно-образовательной среды дошкольного учреждения

ВВЕДЕНИЕ 4
Глава 1 ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ ДОШКОЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ 9
1.1 Информационно-образовательная среда дошкольного учреждения 9
1.2 Принципы интеграции элементов конструирования и робототехники в дошкольное образование 12
1.2.1 Конструирование и робототехника как конструктивистская среда 14
1.2.2 3D-моделирование и робототехника в дошкольном обучении 15
1.3 Обзор программно -технического обеспечения технологий конструирования и робототехники 17
1.3.1 Интерактивные средства обучения 17
1.3.2 Технологии 30-моделирования 20
1.3.3 Образовательные робототехнические модули ТЕХНОЛАБ 21
1.3.4 Технологии LEGO 23
1.4 Программно -техническое обеспечения в моделировании информационно-образовательной среды дошкольного учреждения 29
Глава 2 ПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУИРОВАНИЯ И РОБОТОТЕХНИКИ В ИОС ДОШКОЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ 33
2.1 Технология применения интерактивных средств обучения 33
2.2 Технология применения программно-технического обеспечения 3D-моделирования 35
2.3 Технология применения программно -технического обеспечения образовательных модулей ТЕХНОЛАБ 37
2.4 Технология применения программно -технического обеспечения LEGO-конструкторов 40
2.5 Технология применения программно -технического обеспечения мобильных роботов 45
Глава 3 АПРОБАЦИЯ ПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУИРОВАНИЯ И РОБОТОТЕХНИКИ 56
3.1 Информационно-техническое сопровождение проекта детского сада №204 «Колокольчик» «Помощники в нашем доме» 56
3.1.1 Технологическая часть проекта 56
3.1.2 Программная часть проекта 66
3.2 Информационно-технологическое сопровождение проекта «Калейдоскоп открытий» 73
3.3 Оценка результатов апробации программно -технического обеспечения элементов конструирования и робототехники 79
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 85
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 87
Купить

Современное российское общество испытывает острую потребность в высококвалифицированных специалистах, обладающих высокими интеллектуальными возможностями. Поэтому столь важно, начиная уже с дошкольного возраста, формировать и развивать техническую пытливость мышления, аналитический ум, формировать качества личности, обозначенные федеральными государственными образовательными стандартами.
Так, в соответствии с «Концепцией развития математического образования в РФ» система учебных программ в дошкольном образовании должна обеспечивать условия «для освоения воспитанниками форм деятельности, первичных математических представлений и образов, используемых в жизни» [1]. Кроме того, в стране активизировалась деятельность, направленная на повышение уровня и престижа инженерных кадров России [25].
Сегодня информационный характер современной образовательной среды выступает как одно из важнейших ее свойств. Отметим, что признание этого свойства является не только необходимым для понимания и исследования содержания образовательной среды, но необходимо и для практического использования, преобразования, развития образовательной сферы, развития методологии образования и реализации его целей в современных условиях.
В связи с этим часто образовательную среду называют информационно - образовательной средой [14].
Как показывает практика, обучение и развитие детей в дошкольном образовательном учреждении можно реализовать в рамках информационно - образовательной среды данного учреждения с помощью доступных средств конструирования и робототехники. Это позволит повысить уровень математического и технического образования дошкольников, и, как следствие, эффективность ИОС дошкольного учреждения.
Однако для успешного внедрения указанных средств необходимо использовать программно -техническое обеспечение, позволяющее решать вышеперечисленные задачи с учетом специфики информационно - образовательной среды дошкольного учреждения.
Таким образом, актуальность магистерской работы обусловлена необходимостью применения программно-технического обеспечения элементов конструирования и робототехники в информационно-образовательной среде (ИОС) дошкольного учреждения.
Объектом исследования магистерской работы являются элементы конструирования и робототехники ИОС дошкольного учреждения .
Предмет исследования - обзор программно -технических средств конструирования и робототехники, адаптированных для применения в дошкольных учреждениях.
Цель работы - анализ и отбор программно -технического обеспечения элементов конструирования и робототехники для формирования информационно-образовательной среды дошкольного учреждения.
Гипотеза исследования: в дошкольном учреждении информационно - образовательная среда будет сформирована, если:
• будет проведен качественный отбор программно -технического обеспечения конструирования и робототехники, соответствующих требованиям ФГОС ДО и концепции математического образования в РФ;
• будет построена модель информационно -образовательной среды дошкольного учреждения, элементами которой будет выступать программно - техническое обеспечение;
• апробация реализованной модели информационно -образовательной среды с программно-техническим обеспечением элементов конструирования и робототехники покажет положительную динамику.
Методы исследования: системный подход; математическое и программное обеспечение средств 3D-моделирования; методы и алгоритмы управления роботами и робототехническими системами.
Для достижения цели исследования и проверки сформулированной гипотезы требуется выполнить следующие задачи исследования:
1. Описать понятие информационно-образовательной среды дошкольного учреждения.
2. Дать обзор и произвести анализ существующих средств конструирования и робототехники, используемых в системе дошкольного образования.
3. Предложить технологии применения программно -технического обеспечения элементов конструирования и робототехники в ИОС дошкольного учреждения.
4. Построить модель информационно-образовательной среды дошкольного учреждения на основе применения программно -технического обеспечения элементов конструирования и робототехники.
5. Выполнить апробацию программно-технического обеспечения ИОС с элементами конструирования и робототехники в процессе обучения дошкольников и обосновать его эффективность.
Научная новизна исследования состоит в обосновании возможности трансформации образовательной среды дошкольного учреждения за счет применения программно-технического обеспечения элементов конструирования и робототехники.
Практическая значимость исследования заключается в том, был сделан качественный отбор программно-технического обеспечения элементов конструирования и робототехники, направленный на формирование информационно-образовательной среды дошкольного учреждения в соответствие с концепцией математического и инженерного образования в РФ.
Соответствие содержания магистерской диссертации профессиональным компетенциям по видам профессиональной деятельности выпускника (научно-исследовательская деятельность):
• способность использовать и развивать методы научных исследований и инструментария в области проектирования и управления ИС в прикладных областях (ПК-1);
• способностью проводить научные эксперименты, оценивать результаты исследований (ПК-4);
• способность исследовать применение различных научных подходов к автоматизации информационных процессов и информатизации предприятий и организаций (ПК-5).
Основные этапы исследования: исследование велось с 2016 по 2018 гг. в три этапа:
На 1-ом, констатирующем этапе исследования (2016 г.), подтверждена актуальность темы исследования, определены объект и предмет исследования, даны обзор и анализ существующих средств конструирования и робототехники, используемых в системе дошкольного образования, сформулированы гипотеза, цели и задачи исследования, определены его проблематика и методы.
В ходе 2-го, проектного этапа (2016-2017 гг.), выбраны средства и рассмотрены вопросы применения программно-технического обеспечения элементов конструирования и робототехники в ИОС дошкольного учреждения, выполнена теоретическая апробация исследования в процессе выступлений на научно-практических конференциях и публикации статей в научных журналах.
З-й этап (2017-2018 гг.) - этап экспериментальной апробации, в ходе которого выполнено внедрение программно-технического обеспечения ИОС дошкольного учреждения с элементами конструирования и робототехники, подтверждена достоверность установленной гипотезы, сформулировано заключение по проведенному исследованию.
На защиту выносятся:
1. Программно -техническое обеспечение ИОС дошкольного учреждения с элементами конструирования и робототехники.
2. Модель информационно -образовательной среды дошкольного учреждения на основе применения программно-технического обеспечения элементов конструирования и робототехники
3. Результаты внедрения программно -технического обеспечения ИОС с элементами конструирования и робототехники в процесс обучения дошкольников.
Публикации. Основные публикации по теме магистерской диссертации отражены в 4 статьях, представленных на научно -практических конференциях и индексируемых РИНЦ и Scopus [4,5,12,40].
Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы.
В первой главе раскрыто понятие ИОС. Описаны принципы интеграции элементов конструирования и робототехники в дошкольное образование . Дан обзор программно-технического обеспечения технологий конструирования и робототехники, применяемых в дошкольном обучении.
Во второй главе рассмотрены вопросы применения программно-технического обеспечения элементов конструирования и робототехники в ИОС ДОУ.
В третье главе описаны процесс и результаты апробации программно-технического обеспечения ИОС с элементами конструирования и робототехники в процессе обучения дошкольников .
В заключении приводятся результаты проделанной работы.
Работа изложена на 93 страницах и включает 51 рисунка, 3 таблицы, 42 источников.
Купить