ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1 РЕАЛИЗАЦИЯ КОНЦЕПЦИИ STEM-ОБРАЗОВАНИЯ В РОССИИ 4
1.1 Понятие STEM-образования 4
1.2 Информационные технологии в STEM-образовании 10
1.3 Концепция STEM как подход к инженерии 12
1.4 STEM-образование и этапы погружения 13
1.5 Конструирование в STEAM-образовании 15
ГЛАВА 2 РОБОТОТЕХНИКА В STEM-ОБРАЗОВАНИИ 16
2.1 Образовательная робототехника в современном обществе 16
2.2 Стратегия развития образовательной робототехники 18
2.3 Робототехника в STEM-образовании 20
2.4 Робототехника как средство интеллектуального развития 22
2.5 Разборка и изучение основных деталей робототехники 27
2.5.1 Начало работы с Arduino 27
2.5.2 Моделирование и робототехника. Среда моделирования TinkerCAD . 29
2.6 Ультразвуковой датчик расстояния 36
ГЛАВА 3 ПРИМЕР ПРОЕКТА ПО СОЗДАНИЮ РОБОТОВ НА ПЛАТФОРМЕ ARDUINO 39
3.1 Этапы работы над проектом робот-перевозчик 39
3.2 Создание приложения для телефона 40
3.3 Подключение и программирование робота 46
Заключение 53
Использованная литература
В настоящее время в России и в мире широко и стремительно развиваются информационные технологии. Развитие технологий меняет приоритеты нынешнего образования, поэтому появляются новые модели. Учителя математики и информатики часто бросают вызов своим ученикам, чтобы объяснить, почему изучение математики настолько важно и необходимо. Подход к решению этого вопроса состоит в том, чтобы показать ученикам значение в изучении математики, просвещая их о связях, которые имеет математика другими с дисциплинами. Интеграция - это метод обучения, которое может быть использовано, чтобы дать ученикам представление о том, как математика полезна в различных сферах. Ученики способны обнаружить связь между математикой и наукой (среди других областей). Полезно показать учащимся, почему изучение математики ценно.
Целью работы является разработка методических материалов и реализация концепции STEM-образования в средней школе во внеурочной деятельности. Выяснить междисциплинарные связи технологии STEM, интеграцию математики и информатики в классе. Мое исследование проводилось с целью выработки рекомендаций для преподавателей, которые хотят реализовать междисциплинарный подход STEM-образования в школе, а именно применить робототехнику как главный инструмент связи между науками. Данный курс развивает навыки учащихся в таких направлениях как конструирование, программирование и 3D моделированию.
Для технической базы курса выбрана платформа Arduino, являющаяся доступной для образовательных целей. Идея заключается в изучении платформы Arduino и параллельно 3D-моделирования, конструирования и программирования. Мотивацией для учащихся будет являться разработка собственного робота. Так, проект создания робота станет развитием творческой и исследовательской деятельности учащихся в достижении цели. Данная работа состоит из введения, трех глав, заключением и списка литературы.
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы были достигнуты следующие результаты:
• предложен методический подход к реализации STEM-образования в образовательной робототехнике
• на основе данного подхода разработан проект курс по основам конструирования и программированию роботов
На основании проведенного исследования мы выяснили, что интеграция математики, информатики и науки в среднем образовании может дать много значимых преимуществ, если сделать это эффективно.
Практическая значимость исследования заключается в том, что данный курс можно использовать как один из стартовых методик для изучения робототехники, развития навыков у учеников в этой сфере. Учитель может использовать материалы методической разработки, как во внеурочной деятельности, так и в основе элективного курса.
