Условия успешного внедрения андроидных роботов в образование школьников

ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ВНЕДРЕНИЯ РОБОТОТЕХНИКИ В ОБРАЗОВАНИЕ ШКОЛЬНИКОВ 8
1.1. Роботы. Определение и классификация 8
1.2. Андроидные роботы. Модели андроидных роботов 20
1.3. Образовательная робототехника в условиях реализации федерального
государственного образовательного стандарта 25
1.4. Отношение школьников к роботам 31
ВЫВОДЫ ПО I ГЛАВЕ 40
ГЛАВА II. РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ КУРСА «АНДРОИДНАЯ РОБОТОТЕХНИКА» В ШКОЛЫ 42
2.1. Методические аспекты разработки учебно-методического обеспечения по
учебному курсу «Андроидная робототехника» 42
2.1.1. Разработка рабочей программы курса 42
2.1.2. Разработка лабораторного практикума «Программирование
андроидных роботов AR-101M» 49
2.1.3. Практические рекомендации по программированию андроидного
робота AR-101M 59
2.2. Условия внедрения курса «Андроидная робототехника» в образование
школьников 69
ВЫВОДЫ ПО II ГЛАВЕ 73
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 74
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 77
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 80
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 81
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 82
ПРИЛОЖЕНИЕ 4 85


Купить

Робототехника является одним из важнейших направлений научно-технического прогресса, в котором проблемы механики и новых технологий соприкасаются с проблемами искусственного интеллекта.
Инновационный путь развития России в современном мире невозможен без системного обновления в образования, которое должно продуктивно использовать все имеющиеся ресурсы для развития интеллектуального и творческого потенциала следующего поколения. Это говорит о том, что в России существует проблема недостаточной обеспеченности инженерными кадрами и низкий статус инженерно-технологического образования. Поэтому необходимо популяризировать профессии инженера, конструктора, программиста. Начинать готовить таких специалистов нужно в школе и с самого младшего возраста. Как сказал Д.А. Медведев «Уже в школе дети должны получить возможность раскрыть свои способности, подготовиться к жизни в высокотехнологичном конкурентном мире» [19]. Поэтому в настоящее время, образовательная робототехника в школе приобретает все большую значимость и актуальность.
Сегодня во многих российских школах учащиеся вовлечены в проектирование и программирование робототехнических устройств, с применением LEGO-роботов. Однако требования времени и общества к информационной компетентности учащихся постоянно возрастают. Ученик должен быть мобильным, современным, готовым к разработке и внедрению инноваций в жизнь. Поэтому учеников нельзя ограничивать изучением только LEGO-роботов, ведь кроме них существуют и другие роботы, такие как антропоморфные, биоморфные, промышленные и т.д. В системе образования LEGO -роботы используются для обучения учащихся основам конструирования и программирования. В отличие от LEGO-роботов, андроидный робот выглядит и функционирует подобно человеку и он значительно проще адаптирован к совместной работе с людьми.
Основы образовательной робототехники рассматриваются в работах ученых А.А. Мякушко, Е.И. Юревича, В.Н. Халамова. Разработан учебно-методический комплект «Первый шаг в робототехнику» под авторством Д.Г. Копосова[10]. Тренер чемпионов мира по робототехнике С.А. Филиппов в своей книге «Робототехника для детей и родителей» делится секретами своего мастерства[30]. Ловин Дж. издал книгу для любителей «Создаем робота- андроида своими руками», где описаны 12 робототехнических проектов с использованием, как промышленных частей и деталей, так и любых подручных средств. Таким образом, выявлена отсутствие учебников использующих андроидных роботов в обучении школьников. Именно поэтому, проблема исследования обусловлена необходимостью и потребностью изучения школьниками андроидных роботов в современном мире и отсутствием учебно-методического обеспечения.
Объектом исследования являются малоразмерные андроидные роботы отечественного производства.
Предметом исследования служит условия успешного внедрения андроидных роботов в общеобразовательные школы.
Цель исследования заключается в разработке учебно-методического обеспечения по андроидной робототехнике, как один из условий успешного внедрения андроидных роботов в образование школьников.
Гипотеза исследования состоит в том, что полнота овладения робототехникой, интерес к роботам, а также готовность учащихся к выбору в старшей школе технических профилей повысятся, если в содержание школьного обучения включить изучение андроидных роботов.
Для достижения поставленной цели и гипотезы необходимо решить следующий ряд задач:
1. Изучить и проанализировать отношение учащихся к андроидной робототехнике.
2. Изучить возможности андроидного робота серии «ДЯ-101М».
3. Разработать рабочую программу внедрения андроидных роботов в обучение школьников.
4. Разработать лабораторный практикум «Программирование андроидных роботов».
5. Описать условия успешного внедрения андроидных роботов в образование школьников.
Теоретическая значимость исследования заключается в том, что в отличие от учебников по образовательной робототехнике (Д.Г. Копосов, А.С. Филиппов), в которых рассматриваются вопросы изучения Lego-роботов в средней школе, в настоящей работе впервые дается содержание курса «Андроидная робототехника» и разработан лабораторный практикум по изучению программирования андроидных роботов серии AR-101M.
Практическая значимость состоит в возможности использования разработанного практикума и рабочей программы в общеобразовательной школе, что позволит создать единый курс по изучению андроидных роботов школьниками, который в свою очередь позволит подготовить молодых инженеров, конструкторов и программистов. Результаты проведенного анкетирования среди школ города Елабуга касающиеся андроидных роботов могут быть использованы в подобных родах исследований.
Основные положения данной квалификационной работы были изложены:
- на Международном научно-практическом электронном журнале «Экономика и социум» (январь 2016 г.) со статьей «Изучение и анализ опроса «Отношение школьников к роботам» [31];
- на Итоговой образовательно-научной конференции студентов КФУ 2016 года, в секции «Информатика, компьютер, образование», в номинации «Робототехника» было занято I место;
- на конкурсе «Лучшей научной статьи», где заняла II место в номинации «Программирование» (ЕИ КФУ, 22 апреля 2016 г.);
- на Региональной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых по естественным наукам Владивосток (заочное участие со статьей «Разработка лабораторного практикума по программированию андроидных роботов» - 15-30 апреля 2016 года);
- на Международной научно-образовательной выставке Московский международный салон образования (Москва, Министерство Образования и науки РФ 13.04.2016 - 16.04.2016) было выставлено учебное пособие «Программирование андроидного робота AR-101M».
Структура работы. Работа состоит из введения, двух глав, заключения и приложений. В первой главе раскрывается основные понятия андроидной робототехники, изучается роль и место курса робототехники в школе в условиях внедрения ФГОС. Во второй главе разрабатывается курс «Андроидная робототехника», выбираются наиболее подходящие технологии, средства и методы обучения при изучении основам робототехники, описываются условия успешного внедрения андроидных роботов в образование школьников. В приложениях выложены рабочая программа курса «Андроидная робототехника», лабораторный практикум «Программирование андроидного робота AR-101M» и количественные результаты анализа анкетирования «Отношение школьников к роботам».

Купить