Введение 3
Глава 1: Обучение учащихся старших классов инженерным компетенциям с помощью Arduino-конструирования 5
1.1 Особенности становления инженерного дела, как отдельного вида
деятельности человека 5
1.2 Инженерные компетенции в школьном образовании 10
1.3 Особенности Arduino-конструирования на внеурочных занятиях по
технологии 16
Глава 2: Курс Arduino-конструирования на внеурочных занятиях32
2.1 Содержание занятий по Arduino-конструированию 32
2.2 Итоги реализации курса по Arduino-конструированию 39
Заключение 43
Список используемых источников 45
Приложение 1 49
Приложение 2 50
Приложение 3 51
Приложение 4 52
Приложение 5 53
Приложение 6 54
Робототехника очень тесно слилась с повседневной жизнью человека. Данная отрасль продолжает развиваться, а сферы деятельности роботов - значительно увеличиваться. Образовательная робототехника и в обучении стала находить своё место. Ученик сегодня всегда должен быть готов и собран, быть сознательным и способным осваивать новые технологии и инструменты повседневной деятельности, адекватно воспринимать изменения в технологическом прогрессе, готовым к изучению всех этих изменений. Однако, чтобы внедрение робототехнических новшеств проходило органично обучающиеся должны обладать специфическими компетенциями.
Компетенция - это совокупность норм и правил, которыми человек должен следовать в определённой деятельности, а также общий набор конкретных знаний, умений и навыков.
Компетентность - это способность свободно использовать полученные знания, умения и навыки в практической деятельности. В данном случае имеет значение то, как хорошо ученик может организовать свою работу, а самое главное - грамотно реализовывать свои возможности в проектной деятельности.
Соответственно, инженерной компетентностью будет следующее: интегрированная система профессионально-личностных качеств, выраженная в результате инженерной деятельности. Важным критерием здесь будет умение потенциального инженера решать проблемы и задачи, возникающие во время инженерно-технологической деятельности. Не маловажно также и то, что этот инженер должен безостановочно развивать и поддерживать свои умения, направлять свои силы на достижение максимального результата, и самое главное: нести ответственность за конечный результат своей деятельности.
Сейчас основным средством развития инженерных компетенций являются робототехнические конструкторы и, в частности, электронные компоненты, совместимые с контроллером Arduino. Кроме того, в сети Интернет создана виртуальная лаборатория, которая позволяет создавать электронные схемы и
программировать контроллер, не имея реальной материальной базы. Однако методической литературы по организации внеурочной деятельности обучающихся в виртуальной среде не удалось.
Актуальность работы обусловлена необходимостью развития инженерных компетенций у учащихся старших классов для повышения эффективности их функционирования в процессе обучения и реализации полученных навыков в будущей учебной или профессиональной деятельности.
Объект: возможности развития инженерных компетенций у учащихся старших классов.
Предмет: организация внеурочной деятельности по Arduino-
конструированию.
Цель работы: разработать курс по Arduino-конструированию для организации внеурочной деятельности, способствующий развитию инженерных компетенций учащихся.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
• Провести анализ научной и методической литературы по теме исследования;
• Установить круг инженерных компетенций и их место в школьном образовании;
• Определить особенности Arduino-конструирования на внеурочных занятиях по технологии;
• Разработать курс по Arduino-конструированию, способствующий развитию инженерных компетенций у учащихся старших классов;
В качестве основных подходов исследования будут применяться:
• Системный подход. Данный подход опирается на системность, которая реализуется при рассмотрении изучаемого объекта. Компоненты исследуемого объекта постоянно находятся во взаимодействии и дополняют друг друга;
• Прагматичный подход. Он основывается на учёте целей и задач, которые должны быть достигнуты в ходе выполнения исследования.
Выпускная квалификационная работа состоит из введения, двух глав, заключения, библиографического списка и приложений. Работа изложена на 44 страницах, библиографический список содержит 39 наименований, использована 1 4 таблица и 6
В процессе проведенного исследования было установлено, какие существуют инженерные компетенции и что использование цифровых технологий позволяет обеспечить познавательный интерес и положительную мотивацию учащихся. Компетенции начинают формироваться не только на уровне приобретения знаний, но и формируется опыт взаимодействия исследователей, опыт научной интерпретации. Инженерные компетенции существуют следующие:
• врожденные технико-творческие способности;
• потребность государства в новых технологиях и изобретениях;
• значимость инженера в обществе;
• различная среда влияет на развитие инженерных способностей;
• теория и практика идут рука об руку;
• поддержка инженерной деятельности с помощью различных поощрений и стимуляций;
• научно-техническая культура, содержавшая в себе в себе образовательные и научные базы навыков и умений.
Описано, что из себя представляет платформа Arduino и что данная система прекрасно подходит для проведения занятий и с их помощью можно проводить лабораторные и исследовательские работы, моделировать разные процессы и явления, ситуации.
Разобрано, как проводится развитие инженерных компетенций на внеурочных занятиях по технологии. Разработан курс по Arduino- конструированию, этапы изучения и последовательность проведения занятий. Также были установлены ожидаемые итоги разработанного курса, коими являются получение образовательных результатов и развития инженерных компетенций.
Робототехника в школе - это отличный способ для подготовки детей к условиям современного мира, наполненного высокими технологиями, а Arduino предлагает сделать первый шаг в этом направлении. Программа робототехники в школе позволит учащимся ближе узнать о принципах работы робототехнических устройств, что позволит сделать их более мобильными и подготовленными к внедрению инноваций различного рода в нашу повседневную жизнь. Инженерные компетенции имеют немаловажное значение в жизни будущего специалиста, ведь как уже было отмечено, мир постоянно меняется, появляются новые отрасли и виды деятельности, и в то же время, некоторые из них уже замещаются роботами, что значительно облегчает жизнь в современном обществе. Поэтому потенциальный инженер должен быть всегда готов встретить изменения, адаптироваться к ним, быть настроенным на максимальный и эффективный результат, и помочь инженерной отрасли сделать новый шаг вперёд, на встречу новым технологиям и своему личному будущему.
