Тема: Выбор языка программирования роботов в контексте повышения сложности и разнообразия решаемых задач

Слово «робототехника» (от анг. «robotics»), впервые было употреблено при печати писателем Айзеком Азимовым в научно-фантастическом рассказе под названием «Лжец», который был опубликован в 1941 году. Этим же автором в рассказе «Хоровод» (1942) были впервые успешно сформулированы три закона робототехники — обязательные правила, которым должен следовать робот — это базовые правила робототехники.
Изучение основ робототехники очень перспективно и важно, т.к. в настоящее время руководство страны четко сформулировало первоочередной социальный заказ в сфере образования: в настоящее время нашей стране не хватает профессиональных инженеров. Для этого нужно активно начинать популяризацию профессии инженера уже при преподавании с начальных классов. Робототехника является популярным и эффективным связующим звеном, позволяющим рассматривать широкий круг вопросов из разных областей науки, позволяющим воплотить в жизнь самые смелые инженерные замыслы на уроках технологии.
На занятиях с образовательными конструкторами в учебных учреждениях учащиеся строят действующие модели реальных механизмов, живых организмов и машин, проводят естественнонаучные эксперименты, осваивают основы информатики, алгоритмики и робототехники, попутно укрепляя свои знания по математике и физике и приобретая навыки работы в творческом коллективе.
На сегодняшний день робототехника в российском образовании осваивается учащимися в школьных кружках, а также на элективных курсах посредством образовательных конструкторов: Legо WelA Ьедо Mindstorms NXT, Ьедо Mindstorms EV3, Fischertechnic, АМшпо, ЯоЬогоЬо, Bioloid и др.
Однако, очень часто школы ограничиваются приобретением одного конструктора, например, Legо Mindstorms EV3 или Arduino. Не смотря на то, что эти наборы являются наиболее распространёнными и методически проработанными, педагог не должен ограничивать кругозор рассмотрением единственной робототехнической платформы. С повышением уровня образования возрастает сложность задач, и ширина спектра используемого аппаратного и программного обеспечения будет определять эффективность разрабатываемых решений.
Актуальность работы обусловлена разрозненностью подходов к выбору языков программирования робототехнических устройств на занятиях по Технологии, отсутствием целостного представления о задачах, ставящихся на разных уровнях обучения, и понимания необходимости применения различных инструментов для их решения.
Объект исследования: содержание учебного курса по Робототехнике в рамках уроков Технологии в средней школе.
Предмет исследования: выбор среды программирования роботов в контексте повышения сложности и разнообразия решаемых задач.
Цель исследования: разработка методических рекомендаций для реализации комплексного подхода к программированию робототехнических устройств на уроках Технологии.
В соответствии с поставленной целью, объектом и предметом исследования были поставлены следующие задачи исследования:
1. Провести анализ научной и методической литературы по организации учебной деятельности обучающихся при изучении робототехники на уроках Технологии.
2. Установить круг доступного и распространенного аппаратного и программного обеспечения роботов для использования на уроках Технологии.
3. Провести сравнительный анализ языков программирования роботов в контексте решаемых учебных задач.
4. Разработать методические рекомендации по использованию языков программирования роботов в контексте повышения сложности и разнообразия решаемых задач.
Для решения поставленных задач использованы следующие методы исследования:
1. Системный подход;
2. Комплексная методика, включающая теоретическое изучение и анализ научно-педагогической литературы;
3. Стандартизированные методики изучения проектной деятельности (анализ, синтез, сравнение, наблюдение);
4. Методы и алгоритмы управления роботами и робототехническими системами;
Теоретическую основу выпускной работы составили исследования по:
- вопросам включения основ робототехники в обучении детей в школьном и дополнительном образовании (Х.Х. Абушкин, Д.В. Андреев, О.С. Власова, К.А. Вегнер, Р.А. Галустов, Л.Н. Гостева, А.В. Дадонова, А.Н. Дахин, М.Г. Ершов, А.С. Злаказов, О.С. Нетесова, Т.В. Никитина, Н.П. Петрова, С.А. Филиппов, В.Н. Халамов, И.В. Шимов и др.);
- основам программирования на уроках робототехники (Байктал Дж., Ю.А. Винницкий, К.Ю. Поляков, В.Г. Сафули, Н.Г. Дорожкина, Е.И Рыжая, М.А. Стерхова, В.В. Тарапата, А.А. Салахова, А.В. Красных и др.).
Теоретическая значимость работы заключается в определении места и роли робототехники в рамках образовательного процесса, обосновании форм и методов обучения, способствующих развитию навыков программирования роботов.
Практическая значимость: заключается в том, был сделан качественный отбор программно-технического обеспечения элементов конструирования и робототехники, направленный на развитие навыков программирования роботов на уроках технологии курса робототехники.
Структура работы - соответствует логике исследования и включает в себя введение, две главы, заключение, библиографический список.

Купить

В рамках выпускной квалификационной работы были разработаны методические рекомендации по использованию языков программирования в контексте повышения сложности и разнообразия решаемых задач, предназначенные для педагогов. Это необходимо, что бы у учащихся освоение основ по решению задач связанных с предметом «Основы робототехники» было на достаточно высоком уровне.
На первом этапе выполнения выпускной квалификационной работы был проведен анализ научной и методической литературы по организации учебной деятельности обучающихся при изучении робототехники на уроках технологии. Так же установлен круг доступного и распространенного аппаратного и программного обеспечения роботов для использования на уроках технологии.
На втором этапе выполнения выпускной квалификационной работы был проведен сравнительный анализ языков программирования роботов в контексте решаемых учебных задач, выявлены достоинства и недостатки каждой из сред программирования, а так же представлены методические рекомендации при проведении уроков «Основы робототехники».
Цель выпускной квалификационной работы достигнуты, были разработаны методические рекомендации по использованию языков программирования в контексте повышения сложности и разнообразия решаемых задач.

Купить