Введение 3
1 Образовательная робототехника как междисциплинарное направление в обучении школьников 5
1.1 Роль и место образовательной робототехники в образовательном процессе 5
1.2 Формирование ключевых компетенций учащихся посредством образовательной робототехники 6
1.3 Междисциплинарные связи, реализуемые при изучении робототехники 8
1.4 Преимущества робототехнической платформы Lego Mindstorms 11
1.5 Особенности программного обеспечения EV3-G 12
1.6 Изучение основ программирования на языке Small Basic в курсе
робототехники 17
2 Реализация междисциплинарных связей при решении задачи о
прохождении лабиринта с помощью одометрии 21
2.1 Раскрытие понятия одометрии 21
2.2 Постановка задачи 23
2.3 Конструкция робота 25
2.4 Реализация на языке EV3-G 26
2.5 Знания, умения и навыки, приобретаемые в ходе изучения раздела
«Одометрия» 28
3 Реализация междисциплинарных связей при решении задачи о
прохождении лабиринта с помощью правила одной руки 29
3.1 Постановка задачи 29
3.2 Конструкция робота 30
3.3 Алгоритм решения 32
3.4 Реализация на языке Small Basic 35
3.5 Знания, умения и навыки, приобретаемые в ходе изучения раздела
«Правило одной руки» 36
Заключение 38
Библиографический список 39
В настоящее время в России активно развивается образовательная робототехника: открываются кружки, робототехнические центры, проводится множество олимпиад. В процессе работы большинство преподавателей, как правило, используют удобные и популярные конструкторы, которые имеют уже готовые методические материалы и инструкции. Однако в подобных методичках недостаточно полноценно реализованы возможности взаимодействия робототехники с другими академическими дисциплинами. На данный момент данный вопрос приобретает особую актуальность, так как обучение образовательной робототехнике позволяет поднять уровень познавательного интереса в целом. Целью работы является разработка методических материалов по теме «Робот в лабиринте», позволяющих реализовать междисциплинарные связи на занятиях образовательной робототехникой.
Задачи выпускной квалификационной работы:
1. рассмотреть роль робототехники в образовательном процессе ;
2. рассмотреть ключевые компетенции учащихся, формируемые посредством образовательной робототехники ;
3. исследовать междисциплинарные связи, реализуемые при изучении робототехники;
4. изучить возможности робототехнической платформы Lego;
5. проанализировать алгоритмы поиска выхода из лабиринта;
6. разработать методические материалы по теме: «Робот в лабиринте».
В качестве технической базы была выбрана робототехническая платформа Lego Mindstorms, графическое программное обеспечение EV3-G и кодовый язык программирования Small Basic с расширением EV3 Basic.
Работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы. Первая глава посвящена исследованию влияния робототехники на процесс обучения школьников, изучению возможностей робототехнической платформы Lego Mindstorms. Вторая глава включает в себя основные теоретические аспекты одометрии и реализацию решения задачи "Робот в лабиринте"на языке EV3-G. Третья глава включает в себя анализ различных алгоритмов поиска выхода из лабиринта и реализацию алгоритма "одной руки"на языке Small Basic. В заключении кратко приведены основные результаты работы.
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы были разработаны методические материалы по теме «Робот в лабиринте», позволяющие реализовать междисциплинарные связи на занятиях образовательной робототехникой.
Разработанные материалы могут быть использованы в рамках внеурочной деятельности или школьных занятий, связанных с робототехникой.
Также данные материалы могут быть использованы для самостоятельного изучения темы «Робот в лабиринте».
1. Абушкин Х.Х., Дадонова А.В. Межпредметные связи в робототехнике как средство формирования ключевых компетенций учащихся / Х.Х. Абушкин, А.В. Дадонова//Учебный эксперимент в образовании. - 2014. - № 3. - С.32- 35
2. Вегнер К.А. Внедрение основ робототехники в современной школе / К.А. Вегнер//Вестник Новгородского государственного университета им. Ярослава Мудрого. - 2013. - № 74 (Том 2). - С.17-19
3. Ершов М.Г. Использование робототехники в преподавании физики / М.Г. Ершов//Вестник Пермского государственного гуманитарно-педагогического университета. - 2012. - №8. - С.77-85
4. Ершов М.Г. Робототехника как средство индивидуализации образовательного процесса по физике / М.Г. Ершов // Пермский педагогический журнал. - 2014. - №5. - С.104-109
5. Зерминов А.Е. Как выбрать клуб для занятия робототехникой и для чего она вашему ребенку/А.Е. Зерминов//Крошка. - 2018. - №7. - С. 46-47
6. Материалы заданий командной инженерной олимпиады школьников «Олимпиада Национальной технологической инициативы» по профилю интелектуальные робототехнические системы, 2017/18 уч.г.
7. Образовательная робототехника: дайджест актуальных материалов / ГАОУ ДПО «Институт развития образования Свердловской области»; Библиотечно-информационный центр; сост. Т. Г. Попова. - Екатеринбург: ГАОУ ДПО СО «ИРО», 2015. - 70 с
9. Робототехника и образование: школа, университет, производство: материалы Всерос. науч.-практ. конф. (г. Пермь, 14-15 февраля 2018 г.)/Перм. гос. нац. исслед. ун-т. - Пермь, 2018. - 123 с.
10. Тузикова И.В. Изучение робототехники - путь к инженерным специальностям/И. В. Тузикова//Школа и производство. - 2013. - № 5. - С. 45-47
11. Kunduracioglu I. Examining the Interface of Lego Mindstorms Ev3 Robot Programming /1. Kunduracioglu // Journal of Educational Technology and Online Learning. - 2018. -Vol.1. - P. 28-46
Электронные ресурсы:
12. Будишевский О. Алгоритм поиска путей в лабиринте
[Электронный ресурс] / О. Будишевский - Режим доступа:
https://habr.com/ru/post/198266/
13. Одометрия [Электронный ресурс]. - 2012. - Режим доступа:
http://robocraft.ru/blog/technology/ 736.html
14. Правила для проведения соревнований "Первый шаг в робототехнику для начинающих робототехников. Лабиринт - Режим доступа: https://wroboto.ru/rules/freecat/svob/svobcat-62.html
15. Прохождение лабиринта: правила и алгоритмы
[Электронный ресурс]. - 2005-2019. - Режим доступа:
http://myrobot.ru/articles/logo-mazesolving.php
16. Современная энциклопедия [Электронный ресурс]. - 2000-2019. - Режим доступа:http://niv.ru/doc/encyclopedia/modern/index.htm
17. Что такое образовательная робототехника сегодня [Электронный ресурс], - 2018 - Режим доступа:https://habr.com/ru/post/410601/
18. EV3 Basic [Электронный ресурс], - 2015-2018. - Режим доступа: https://sites.google.com/site/ev3basic/
ev3-basic-programming/ev3-basic-manual/manual-in-russian
19. Wales J. Wikipedia: The Free Encyclopedia [Электронный ресурс], - 20012019. - Режим доступа: https://en.wikipedia.org/wiki/Odometry