Введение
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ РОБОТОТЕХНИКИ 6
1.1 Робототехника как средство формирования технических способностей
детей 6
1.2 Сравнительный анализ робототехнических наборов обучения детей
младшего школьного возраста 9
1.3 Состав и возможности робототехнического набора «РобоТрек Стажер А» 19
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА РЕСУРСНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРЕПОДАВАНИЯ РОБОТОТЕХНИКИ ДЛЯ ДЕТЕЙ 22
2.1 Разработка лабораторных работ для реализации индивидуальной
образовательной траектории обучения детей робототехнике 22
2.2 Разработка электронного обеспечения организации учебного процесса по
робототехнике 33
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 37
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 39
ПРИЛОЖЕНИЕ
Развитие технического творчества, креативности, инициативности подрастающего поколения стало приоритетным направлением в планах инновационного преобразования России. Понятие «техническое творчество» не является новым. Однако в течение десятков лет данное понятие в отечественной педагогике не было актуальным. Это объясняется тем, что развитие системы дополнительного образования в целом и технического, в частности, было заторможено развитием социально-экономического кризиса. В то же время все блага цивилизации - это результат технического творчества [6, 12].
Все большую общественную значимость приобретает творческий труд, а значит и творчески работающий человек. С развитием общества интенсивность и количество физического труда убывает, а интеллектуального, творческого возрастает. Необходимость передачи технических знаний из поколения в поколение привела людей к мысли об обучении детей и молодежи техническому творчеству и изобретательству. Неотъемлемую роль играет техническое творчество в формировании личности, способной в будущем к высокопроизводительному труду, технически насыщенной производственной деятельности.
Важным фактором развития творческих способностей личности выступает современная система дополнительного образования детей, основным компонентом которой является детское техническое творчество. Внеурочная работа в области технического творчества в сочетании с учебными занятиями должна помогать школьникам приобрести глубокие и прочные знания в области технических наук, ценные практические умения и навыки в области изобретательства, воспитать трудолюбие, культуру труда, дисциплинированность, умение работать в коллективе. Введение образовательной робототехники в образовательное пространство неизбежно изменит картину восприятия учащимися технических дисциплин, переводя их из разряда умозрительных в разряд прикладных [11].
Именно поэтому возникает необходимость в разработке учебно - методического и ресурсного обеспечений обучения детей робототехнике для формирования технических способностей, чем и определяется актуальность данного исследования.
Объектом исследования является ресурсное обеспечение образовательной траектории обучения детей робототехнике.
Предметом исследования является процесс обучения детей младшего школьного возраста робототехнике и прохождение ими индивидуальной образовательной траектории.
Объект и предмет исследования определяют цель исследования - разработать ресурсное обеспечение образовательной траектории обучения детей робототехнике с применением набора «РобоТрек Стажер А» на основе образовательного веб-ресурса.
С учетом цели, объекта и предмета исследования определены следующие задачи исследования:
- раскрыть сущность понятия образовательная робототехника как средство формирования технических способностей;
- провести сравнительный анализ робототехнических комплексов обучения робототехнике детей младшего школьного возраста;
- изучить возможности и ресурсное обеспечение робототехнического комплекса «РобоТрек Стажер А»;
- разработать ряд лабораторных занятий для обучения детей робототехнике по индивидуальной образовательной траектории на основе набора «РобоТрек Стажер А»;
- разработать образовательный веб-ресурс.
Гипотеза исследования заключается в предположении о том, что разработанное авторское ресурсное обеспечение в виде образовательного вебресурса будет способствовать формированию технических способностей детей младшего школьного возраста, если:
1) раскрыть сущность понятия образовательная робототехника как средства формирования технических способностей детей;
2) выявить критерии отбора наиболее подходящего набора для обучения робототехнике детей младшего школьного возраста;
3) провести сравнительный анализ робототехнических наборов с целью последующей разработки ресурсного обеспечения для наиболее подходящего из них;
4) разработать ряд лабораторных занятий для обучения детей робототехнике по индивидуальной образовательной траектории и образовательный веб-ресурс в их поддержку.
Научная новизна данной работы заключается в разработке ряда авторских лабораторных работ обучению робототехнике по индивидуальной образовательной траектории на основе робототехнического набора «РобоТрек Стажер А».
Теоретическая значимость работы заключается в том, что:
1. Раскрыта сущность понятия образовательная робототехника с точки зрения средства формирования технических способностей детей младшего школьного возраста.
2. Проведен сравнительный анализ робототехнических комплексов обучения робототехнике детей младшего школьного возраста.
3. Изучены возможности и ресурсное обеспечение робототехнического комплекса «РобоТрек Стажер А».
Практическая значимость заключается в разработке образовательного веб-ресурс, содержащего ряд лабораторных занятий для обучения детей младшего школьного возраста робототехнике по индивидуальной образовательной траектории на основе набора «РобоТрек Стажер А».
Структура работы состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы и приложений.
Важным фактором развития творческих способностей личности выступает современная система дополнительного образования детей, основным компонентом которой является детское техническое творчество. Внеурочная работа в области технического творчества в сочетании с учебными занятиями должна помогать школьникам приобрести глубокие и прочные знания в области технических наук, ценные практические умения и навыки в области изобретательства, воспитать трудолюбие, культуру труда, дисциплинированность, умение работать в коллективе. Введение образовательной робототехники в образовательное пространство детей неизбежно изменит картину восприятия детьми технических дисциплин, переводя их в разряд прикладных.
Необходимым элементом в условиях цифровизации образования является наличие индивидуальной образовательной траектории ребенка, продвижение по которой позволяет формировать определенные компетенции у обучающихся. Успешному продвижению ребенка по образовательной траектории будет способствовать качественное ресурсное обеспечение, в частности в виде образовательного веб-ресурса.
В ходе настоящего исследования было рассмотрено такое понятие, как «образовательная робототехника» и ее использование в формировании технических способностей детей. Нами были проведены обзор и сравнительный анализ робототехнических наборов для обучения детей младшего школьного возраста с целью выбора наиболее подходящего конструктора для разработки ресурсного обеспечения к нему. В результате был выбран и описан состав и функции робототехнического набора «РобоТрек Стажер А», а также были выявлены его возможности в обучении робототехнике детей младшего школьного возраста. В рамках выпускной квалификационной работы нами было разработано ресурсное обеспечение к данному робототехническому набору в виде образовательного веб-ресурса. Веб-ресурс состоит из трех содержательных блоков. Первый блок содержит ряд лабораторных работ, ориентированных на изучение возможностей робототехнического набора «РобоТрек Стажер А» и моделей, разработанных с помощью данного конструктора. Во втором блоке находится необходимое ресурсное обеспечение для организации занятий с использование набора «РобоТрек Стажер А». Третий блок является информационным и содержит информацию о фирме «РобоТрек» и ее продукции. Разработанное ресурсное обеспечение состоит из ряда авторских лабораторных работ, подборки заданий для самостоятельного выполнения, презентаций и др.
В заключение отметим, что развитие робототехники и улучшение качества преподавания является неотъемлемой частью прогрессирующего социально-экономического развития страны. Разработанное нами ресурсное обеспечение позволит детям под руководством педагога комфортно и эффективно продвигаться по образовательной траектории к достижению определенных результатов, в частности к формированию технических способностей детей младшего школьного возраста через изучение робототехники.
1. Bers M. Teachers as Designers: Integrating Robotics in early Childhood education // Information Technology in Childhood Education, 2002: pp. 123-145.
2. Carberry A.R. Exploring students’ conceptions of modeling and modeling uses in engineering design / A.R. Carberry & A.F. McKenna. // Journal of Engineering Education, 2014 Vol.103, No.1, pp.77-91. - URL:
http://onlinelibrary.com/ - wiley.com/doi/10.1002/jee.20033/pdf (дата обращения
12.04.2019) .
3. Carberry А. Underwater Lego Robotics: Testing, Evaluation & Redesign / A.
Carberry, M. Hynes // Academia. - 2014. - URL:
http://www. academia. edu/2991725/Underwater_LEGO_Robotics_T esting_evaluatio n_and_redesign (дата обращения 05.04.2019).
4. Korherr М. Schulklasse testet neue EV3 Physik-Experimente // Eine Entwicklung der htw saar und des Fraunhofer Instituts im Auftrag von LEGO® Education. - URL:
http://emrolab.htw-saarland. de/index. - php/news/154-ev3physikexperimente (дата обращения 10.04.2019).
5. Источники инфракрасного излучения: виды, применение [Электронный ресурс] // Хранилище статей. - 2014. - URL: http://fb.ru/article/250591/istochniki- infrakrasnogo-izlucheniya-vidyi-primenenie (дата обращения: 10.05.2019).
6. Никитина Т.В. Образовательная робототехника как направление инженерно-технического творчества школьников [Текст]: учебное пособие // Т.В. Никитина - Челябинск: Изд-во Челяб. гос. пед. ун-та, 2014. - 169 с.
7. Оспенников Н. А. Формирование у учащихся обобщенных подходов к работе с моделями / Н.А. Оспенников, Е.В. Оспенникова. // Известия Южного федерального университета. Педагогические науки. - 2009. № 12. С. 206-214.
8. Оспенникова Е.В. Развитие самостоятельности школьников в учении в условиях обновления информационной культуры общества: В 2 ч.: Ч. 2. Основы технологии развития самостоятельности школьников в изучении физики: монография / Е.В. Оспенникова // Пермь: Электронные издательские системы ОЦНТИ ПГТУ, 2003. С. 67-72
9. Оспенникова Е.В. Образовательная робототехника как инновационная технология реализации политехнической направленности обучения физике в средней школе / Е.В. Оспенникова, М.Г. Ершов // Педагогическое образование в России. - 2015. №3. - URL: https://cyberleninka.ru/article/n/obrazovatelnaya- robototehnika-kak-innovatsionnaya-tehnologiya-realizatsii-politehnicheskoy- napravlennosti-obucheniya-fizike-v (дата обращения 16.05.2019).
10. Параскевов А.В. Современная робототехника в России: реалии и перспективы / А.В. Параскевов, А.В. Левченко // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. - 2014. № 104(10). - URL: http://ej.kubagro.ru/2014/10/pdf/116.pdf (дата обращения 02.03.2019).
11. Оспенникова Е.В. Принцип политехнизма в обучении физике:
современная интерпретация и технологии реализации в средней школе: монография / Е.В. Оспенникова, И.В. Ильин, М.Г. Ершов, А.А. Оспенников; под общ. ред. Е.В. Оспенниковой. Пермь: ООО Пермское книжное
издательство, 2014. - с. 20-23
12. Ресурсное обеспечение качественного профессионального образования
[Электронный ресурс] // Институт непрерывного образования. - 2017. - URL:bttp://www.orempk.ru/rmo_2009/RMO_prof/3_5/3_5_profbtm (дата
обращения 02.02.2019).
13. Робототехника и образование [Электронный ресурс] // Научно-популярный портал занимательная роботохника. - 2015. -
URL: http: //edurobots. ru/wp-content/uploads/2018/02/robot_conf_perm_2018. pdf (дата обращения 15.04.2019).
14. Учебно-методический комплекс «РобоТрек» [Электронный ресурс] // РобоТрек. - 2014. - URL:https://docplayer.ru/52783993-Uchebno-metodicheskiy- kompleks-robotrek-rossiya-g-sankt-peterburg-ul-poeticheskiy-bulvar-dom-2-litera-a- 7-921-7-965.html (дата обращения 04.02.2019).
15. Физические исследования с Vernier и LEGO Mindstorms NXT: лабораторные занятия по науке и технологиям, проектированию и математике с использованием датчиков Vernier // Бивертон: Vernier Software and Technology (США, штат Орегон), 2009.
16. Шамало Т.Н. Формирование ценностных ориентаций учащихся в процессе политехнической подготовки на уроках и во внеклассной работе по физике / Т.Н. Шамало, А.М. Мехнин // Педагогическое образование в России. - 2012. № 5. С. 230-234.