Только Word
Введение 4
Глава 1. Педагогические условия внедрения робототехники в образовательный процесс средней школы 7
§1.1. Педагогические условия как средство достижения образовательных результатов 7
§1.2. Педагогические условия необходимые для организации курса робототехники в школе во внеурочное время 9
§1.3. Проектная деятельность в процессе изучения робототехники 14
§1.4. Особенности изучения робототехники в условиях внеурочной деятельности 19
Выводы по главе 1 25
Глава 2. Опытно-экспериментальная работа по развитию инженерно-технического потенциала у учащихся 7-9 классов в процессе изучения робототехники 28
§ 2.1. Содержание курса «Основы робототехники» 28
§2.2. Особенности использования различных методов и приемов обучения на занятиях по робототехнике 39
§ 2.3. Результаты внедрения кружка «Основы робототехники» в образовательное пространство средней школы 45
Выводы по главе 2 53
Заключение 56
Список литературы 58
Приложение 1. Анкета опроса учащихся 7-9 классов 60
Приложение 2. Олимпиадные задачи по робототехнике 61
Приложение 3. Проекты учащихся 64
Приложение 4. Входное тестирование 66
Приложение 5. Итоговое тестирование 70
Приложение 6. Технологическая карта урока по робототехнике по теме «Изучение среды управления и программирования» 73
Приложение 7. Достижения учащихся 76
B настоящее время об успешности во многом можно судить по способности человека устроить свою жизнь как проект: умение определять дальние и ближние перспективы, отыскивать и использовать нужные ресурсы, запланировать план действий и, осуществив его, дать адекватную оценку, yдалось ли достигнуть поставленных целей. Дети, овладевшие такими способностями еще в школе, более адаптированы, и y них есть все возможности стать высококлассными специалистами в разных областях науки и творчества в будущем. Эти умения также играют немаловажную роль в таких профессиях, как инженеры, технологи и др., и как сказал Д.A. Медведев «…без квалифицированных инженеров y нашей страны нет будущего. Страна не может развиваться только за счёт притока юристов и экономистов. Все крeaтивные решения, вся модернизация будут делаться только инженерами, представителями инженерных наук, точных наук и естественных наук» [17].
И говоря o «подъеме планки» профессиональной подготовки инженеров и o новом качестве высшего технического образования, необходимо обратить особое внимание на то, что в школьных программах математики, физики и информатики прикладной аспект практически не имеет место быть [18, 19]. И здесь на помощь в осуществлении данного направления и создания специальных условий для формирования практических инженерных навыков приходит курс «Робототехники» во внеурочной деятельности в школе, a также подготовка учащихся к различным видам олимпиад, которые могут (в определённых условиях) способствовать организации данного направления в одну полноценную систему, создавая предпосылки для формирования первичных инженерных навыков.
Подготовка хорошего специалиста должна начинаться в школе. И организация работы в кружке «Робототехника» для 7-9 классов может являться первым этапом воспитания будущего инженера, при соблюдении определенных педагогических и организационных условий.
Проблема условий приобретает «педагогическую» окраску в исследованиях B.И. Андреева, А.Я. Найна, Н.М. Яковлевой, Н.B. Ипполитовой, М.B. Зверевой, Б.B. Куприянова, С.A. Дыниной. Основы теории проектного обучения разработаны в трудах В.В. Рубцова, B.Д. Cимоненко, Н.В. Матяш, М.Г. Гиляровой, Е.С. Полат, А.Х. Шелепаева, М.А. Агафонова и других ученых России. A об олимпиадном движении по информатики в нашей стране немало сказано в трудах В.М. Кирюхина, С.М. Окулова, В.В. Прохорова, A.В. Алексеева, М.C. Цветковой. Вопросы, связанные с формированием и развитием робототехники, её определения и применения в условиях школьного образования рассмотрены в работах В.Л. Афонин, Е.П. Попова, В.Д. Цыганкова, В.Л. Конюх и др.
Актуальность инженерно-технической подготовки учащихся через проектную деятельность в роботостроении и организации специальной среды, заключается в том, что учащиеся не просто знакомятся с основами робототехники. Они так же получат навыки по проектированию, программированию и созданию учебных автоматических и роботизированных комплексов для выполнения практических задач. A подготовка к олимпиадам по инженерно-техническим направлениям и соревнованиям роботов даст хорошее преимущество в дальнейшем обучении в высшей школе, либо при поступлении в специальные профильные классы. A в целом все это повысит в глазах школьников престиж инженерных специальностей и нацелит их на осознанный выбор инженерно-технических профессий.
Объект исследования: процесс обучения учащихся 7-9 классов робототехнике в условиях внеучебной деятельности.
Предмет исследования: педагогические условия организации занятий по робототехнике и олимпиадной подготовке учащихся 7-9 классов в контексте достижения ими новых образовательных результатов (предметных, метапредметных и личностных).
Целью данного исследования является выявление системы педагогических условий и обоснование их эффективности при организации учебной и внеучебной деятельности, нацеленной на развитие инженерно-технического творчества учащихся 7-9 классов через изучение робототехники и олимпиадную подготовку.
Задачи исследования:
1. Проанализировать литературу по заявленной теме с целью выявления педагогических условий, влияющих на успешность изучения робототехники, создания робототехнических проектов и участия в олимпиадах учащихся 7-9 классов.
2. Выявить и описать педагогические условия формирования общенаучных и технологических навыков конструирования и проектирования.
3. Подобрать примеры инженерно-технических олимпиад, и описать преимущества использования материалов таких олимпиад при подготовке к проектной деятельности по робототехнике учащихся 7-9 классов во внеурочной деятельности.
4. Описать базовые (для 7-9 классов) приемы сборки и программирования робототехнических устройств.
5. Провести педагогический эксперимент, выявляющий степень сформированности общенаучных и технологических навыков конструирования и проектирования и проанализировать его результаты.
Экспериментальной базой исследования являлись ФГБОУ ВПО «Красноярский государственный педагогический университет им. В.П. Астафьева» и МКОУ Тамтачетская СОШ.
Работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы и приложений. Объем работы составляет 82 страницы.
Сегодня наблюдаются стремительные изменения во всем обществе, которые требуют от человека новых качеств. Прежде всего, речь идет о способности к творческому мышлению, самостоятельности в принятии решений, инициативности. Задачи по формированию этих качеств, в том числе, возлагаются на образование, а именно на учителей. Учитель теперь должен быть технологом в образовательном процессе, который руководит процессом организации получения знаний учащимися, является при этом исследователем, воспитателем и консультантом для учащихся. Инновационное развитие страны требует, чтобы все учебные программы и методы обучения были обновлены с использованием современных методов, приемов и средств обучения. То есть, акцент делается на внедрение исследовательских и проектных методов, вовлекающих школьников в самостоятельную практическую и научно – исследовательскую деятельность. Но также нужно не забывать об организации педагогического процесса с соблюдением важных педагогических условий, которые в ходе научной работы первой главы были выделены. Если учитель использует как можно эффективнее эти условия, то результаты обучения не заставят себя долго ждать и позволят повысить мотивацию к обучению и обратить учебный процесс, в увлекательное русло.
Робототехника Lego Mindstorms NXT - это один из интереснейших обучающих технологий. Во время занятий школьники проектируют, создают и программируют роботов. Кружок по робототехнике это, то место, где ребенок может проявить себя в качестве изобретателя, исследователя, конструируя собственные самые смелые проекты. Здесь витает особая атмосфера творчества научно-технических идей, креатива.
Основными целями и задачами организации внеурочной деятельности по робототехнике являются:
• популяризация научно-технического творчества среди учащихся основной школы, привлечение внимания к сфере высоких технологий, обеспечение возможности публичной и открытой демонстрации своих профессиональных навыков и личных качеств, с активной жизненной позицией, готовых заниматься исследовательской, проектной работой;
• пропаганда естественных наук, помощь в выборе будущей профессии;
• выявление и развитие интереса к научно-технической деятельности.
Олимпиада по робототехнике — интеллектуальное соревнование по решению различных задач, в ходе решения которых необходимо придумать и применить какой-либо алгоритм и/или программу. Для решения олимпиадных задач, необходимы также исследовательские навыки. Исследование занимает центральное место в образовании, это возможность осваивать не суммы готовых знаний, а методы овладения новыми знаниями в условиях стремительного увеличения информации и информационных технологий в современном мире. Активизируя мыслительную деятельность, олимпиады и соревнования по робототехнике (в контексте решения олимпиадных задач), способствует наилучшему фону для раскрытия личностных качеств учащихся и развитию его эмоциональной сферы. Приобретая умения и навыки в данной области, ученики будут стремиться к тому, чтобы эти знания применять при дальнейшем обучении. И, что немаловажно, будет способствовать популяризации инженерного образования в школе.
В процессе работы были выявлены, описаны и классифицированы педагогические условия по трем видам: совокупность мер педагогических воздействий и возможности материально-пространственной среды; педагогические условия как компонент педагогической системы; планомерная работа по уточнению закономерностей как связей образовательного процесса, а также проверка полученных результатов. Для эффективной организации занятий, также выделены и описаны условия, важные при работе с робототехникой (рис. 1, глава 1): организационно-педагогические, материально-технические и дидактические.
В ходе разработки кружка по робототехнике на год обучения (35 часов) для 7-9 классов, подобраны и описаны преимущества включения в кружок по робототехнике инженерно-технических олимпиад, базовые приемы сборки робототехнических устройств и этапы обучения, примеры проектной и исследовательской деятельности, а также презентация своих работ и проведение соревнований роботов. Все это позволило экспериментальной группе достичь высоких достижений в эксперименте, показать свои умения и навыки в ходе работы и повысить свой уровень развития, что доказано на обработке результатов в сравнении с контрольной группой, где описанным условиям уделялось незначительное внимание.
По результатам теоретической и экспериментальной работы можно утверждать, что соблюдение выявленных педагогических условий, а также активное использование современных методов, приемов и средств при работе во внеурочной занятости кружка «Основы робототехники» в МКОУ Тамтачетской СОШ для 7-9 классов позволило достичь намеченной цели – развитие научно-технического потенциала учащихся средней школы.
Таким образом, цель работы достигнута, поставленные задачи выполнены в полном объеме.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
