Введение 6
Глава 1 Лабораторный практикум и его роль в учебном процессе классов инженерного профиля 9
1.1. Современные подходы к инженерному образованию в России 9
1.2. Школьный лабораторный практикум по робототехнике - как форма,
способствующая развитию инженерного образования 13
1.3. Методические рекомендации по планированию и проведению
лабораторных практикумов 18
Выводы по первой главе 21
Глава 2 Содержание лабораторного практикума по робототехнике 23
2.1. Пояснительная записка 23
2.2. Тематическое планирование лабораторного практикума 26
2.3. Лабораторный практикум по робототехнике 31
2.4. Педагогический эксперимент 59
Вывод по второй главе 63
Заключение 64
Список использованной литературы и источников 65
Приложение
Актуальность. На сегодняшний день в Российской Федерации наблюдается нехватка инженерных кадров, это отмечают ректора крупнейших технических университетов, этот вопрос регулярно поднимается на правительственном уровне. «Сегодня в стране существует явная нехватка инженерно-технических работников, рабочих кадров и в первую очередь рабочих кадров, соответствующих сегодняшнему уровню развития нашего общества» (Путин В.В.).
Современная промышленность строится на автоматизации различных производственных процессов и испытывает дефицит в наличии специалистов соответствующих направлений. Учитывая вышесказанное, следует закладывать первоначальные знания и навыки в областях автоматизации и робототехники уже в школе: вовлекать детей, формируя у них основные инженерно-технические навыки, а также знакомить их с методами технического творчества, исследования и эксперимента.
В настоящее время, реализовать эту идею возможно на уроках робототехники, которую постепенно вводят в образовательное пространство школы, а инженерные классы в этом деле занимают передовые позиции.
Робототехника - это прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических устройств [13].
Ее изучение в учебных заведениях, осуществляющих инженерную подготовку, дает возможность одновременной отработки навыков сразу по нескольким смежным дисциплинам: механика, теория управления, схемотехника, программирование, теория информации.
Другими словами, занятия по робототехнике знакомят ребёнка с законами реального мира, учат применять теоретические знания на практике, развивают наблюдательность, мышление, сообразительность, креативность.
К настоящему времени, в области преподавания робототехники не сложилось четких представлений о том, как преподавать предмет, какие использовать формы и методы.
Чаще всего учителя пользуются собственными методиками, основываясь на работы педагогов с большим опытом по данному вопросу. Так, например, в учебном пособии Никитиной Т.В. можно найти перечень тем, предлагаемых для изучения школьникам. Однако большая часть их направленна на решение конкретных задач, связанных с соревнованиями роботов, которые ежегодно проводятся в России и по всему миру.
И безусловно, проведение занятий в форме соревнований или игры привлекает учащихся, делает процесс обучения более захватывающим и интересным. Но еще одним немаловажным компонентом обучения в инженерных классах должна быть связь учебного материала с жизнью, современным производством, окружающими нас процессами и явлениями.
Проанализировав вышесказанное прослеживается проблема: Нехватка методических разработок по вопросам организации деятельности на уроках робототехники для учащихся инженерного профиля.
Для того, чтобы решить данную проблему, для начала необходимо определить, что же такое инженерное образование и каких результатов должен достичь ученик инженерного класса в процессе обучения робототехнике. Таким образом, объектом исследования будет: процесс обучения предметной области «Робототехника» в классах инженерного профиля.
На мой взгляд, одной из ключевых форм организации обучения робототехники может выступать лабораторный практикум. Данная форма позволяет учащимся экспериментировать, моделировать, наблюдать, изучать объекты техники, исследовать явления природы. А также, овладев методами исследования, учащиеся в будущем самостоятельно смогут изучать интересующие их объекты.
Исходя из этого предметом исследования будет лабораторный практикум по робототехнике, как средство формирования начальных инженерно-технических навыков.
Объект, предмет и цель исследования определили его основные задачи:
1. Проанализировать современные подходы к инженерному образованию в России.
2. Раскрыть понятие «лабораторный практикум».
3. Рассмотреть теоретические аспекты включения лабораторного практикума по робототехнике в образовательное пространство классов инженерного профиля.
4. Разработать лабораторный практикум по Робототехнике.
5. Провести и проанализировать педагогический эксперимент.
Работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы и приложений.
Целью моей исследовательской работы была разработка лабораторного практикума по робототехнике для формирования начальных инженерно-технических навыков у учащихся классов инженерного профиля.
Для достижения этой цели, в ходе написания квалификационной работы, я провела анализ блока специализированной литературы по методике преподавания и робототехнике. Результатом этого анализа стало: определение ключевых аспектов внедрения лабораторного практикума в изучение предметной области робототехника в инженерные классы, на основе которых формировались целеполагание и результативность лабораторного практикума. На основе методического исследования произвела разработку лабораторного практикума по робототехнике для учащихся инженерного профиля. Результаты практической работы описала во второй главе и приложениях. Так же, с использованием разработанных дидактических материалов, провела педагогический эксперимент и описала анализ его результатов.
