ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ 8
ИНСТРУМЕНТЫ И ТЕХНОЛОГИИ В СИСТЕМЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
1.1 Обзор современных направлений в научно-техническом 8
творчестве
1.2 Образовательная робототехника 26
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ПРАКТИЧЕСКОГО ПОСОБИЯ ПО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ РОБОТОТЕХНИКЕ
2.1 Методические аспекты 31
2.2 Сервомоторы учебного робота LEGO EV3 34
2.3 Датчики и сенсоры учебного робота LEGO EV3 43
2.4 Апробация разработанного практикума 61
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 66
Список литературы 68
Приложение 1

Отсутствует часть приложений
Купить

Образовательная робототехника - уникальный инструмент обучения, который помогает сформировать привлекательную для детей учебную среду с практически значимыми и занимательными мероприятиями, подкрепляющими интерес учащихся к изучаемым предметам.
Одна из серьезнейших проблем в описываемой области - отсутствие проработанных учебных программ и учебных материалов для учителей. Пока робототехника распространена в основном в области дополнительного образования, и потому слабо методически формализована. Такое образование зачастую не требует строго прописанных учебных программ. Вместе с тем, классические учебные программы в условиях дополнительного образования с использованием роботов становятся неактуальными, поскольку роль учителя меняется. Отсюда следует вывод, что основные усилия должны быть приложены к разработке не столько нового аппаратного или программного обеспечения для занятий робототехникой, сколько к разработке учебных материалов и программ, где была бы грамотно представлена роль преподавателя [10].
Бурное развитие образовательной робототехники связано, в том числе, и с тем, что инженерное образование сегодня - один из приоритетов государственной политики в образовательной сфере, отражающий необходимость технологического перевооружения российских производств, создания соответствующего кадрового обеспечения промышленности.
В России существует такая проблема: недостаточная обеспеченность инженерными кадрами и низкий статус инженерного образования. Уже сейчас в России имеется огромный спрос на специалистов, обладающих знаниями в этой области. Именно детский сад - это первая ступень, где можно закладывать начальные знания и навыки в области робототехники, прививать интерес воспитанников к робототехнике и автоматизированным системам. Для обеспечения в будущем специалистов инженерных профессий, Министерство образования и науки Пермского края в целях осуществления образования детей дошкольного возраста в подготовке инженерных кадров создают ресурсный центр поддержки детского технического конструирования в муниципальных дошкольных образовательных организациях Пермского края, реализующие основную образовательную программу дошкольного образования, а также привлекают муниципальные дошкольные образовательные организации Пермского края к участию в региональных робототехнических соревнованиях «ИКаРёнок» [16].
Также в рамках федеральной Программы «Робототехника: инженерно-технические кадры инновационной России», которая объединяет более 100 000 молодых людей из 70 регионов страны, в Перми проводят фестиваль «Робофест-Урал», где собираются все юные инженеры из дошкольных, общеобразовательных и других учреждений и борются за победу в Фестивале и право на участие во Всероссийском молодежном робототехническом фестивале «РобоФест-2018». Целью проведения Фестиваля такого уровня является популяризация робототехники среди молодого поколения, обмен опытом технического мышления участников соревнования. В этих условиях необходимым становится формирование инженерного мышление не только в период обучения человека в высшем учебном заведении, а гораздо раньше, на этапе обучения его в дошкольном учреждении.
В государственной программе «Развитие образования на 2013-2020 годы» глава государства В.В. Путин четко определил приоритеты развития образования: повышение качества и престижа инженерного образования, участие бизнеса в образовательном процессе, усиление государственной поддержки инновационных вузов. Также указом Президента Российской Федерации подготовлен проект «О грантах Президента Российской Федерации для поддержки одаренных детей, поступивших в образовательные организации высшего образования», предусматривающий учреждение, начиная с 1 сентября 2015 года, 5 000 грантов Президента Российской Федерации для студентов очной формы обучения образовательных организаций высшего образования из числа одаренных детей, проявивших склонности к техническому и гуманитарному творчеству, изобретательству в размере 20 000 рублей ежемесячно. Это хорошая мотивация для поступления в ВУЗы на технические специальности [16].
Перед Россией стоят глобальные задачи, связанные с интенсивной интеграцией страны в мировое экономическое пространство, формированием благоприятного инвестиционного климата, повышением конкурентоспособности отечественной промышленности. Реализовывать эти задачи должны конкретные люди - главным образом, специалисты с дипломами инженеров. Поэтому приоритетом для передовых вузов должно стать дальнейшее развитие инновационной научно-образовательной структуры. При поддержке государства вузы обязаны осуществлять процесс воспроизводства квалифицированных инженеров, являющихся основой кадрового обеспечения развития реального сектора экономики и государства в целом.
Подготовка научно-технических кадров высокой квалификации должна начинаться с раннего возраста. И образовательная робототехника обладает дидактическими возможностями в повышении познавательного интереса учащихся при условии методически грамотной реализации учебного процесса. На сегодняшний день, робототехника активно внедряется в школах как самостоятельная дисциплина, так и в предметных областях. В последнем случае речь идет о включении робототехники в информатику, математику, физику и технологию. Практика применения робототехники демонстрирует живой интерес учащихся. В том числе это связано с использованием физических цифровых датчиков и многофункционального программируемого измерительного блока.
Актуальность
Направление робототехника является приоритетным в дополнительном образовании. Во многих образовательных учреждениях города и края, робототехника включена в факультативы и элективы пока в качестве самостоятельной дисциплины, но дело подходит к тому, что образовательная робототехника станет если не одним из основных предметов в школах, то как минимум будут внедрена в предметные области, например, технологию.
Предпринимаются шаги по изменению образовательной программы предмета «Технология» с использованием робототехнических платформ. На сегодняшний день нет удачного учебного комплекта методических материалов, которые включали бы в себя не только теоретический материал, но и большой список задач, для закрепления материала с примерами решения сложных задач. Использование пособия, позволит преподавателю выстроить грамотно модель учебного занятия, систематизировать виды и типы учебных занятий, определить задачи и результат каждого этапа занятий и замотивировать учащихся на изучении данного направления.
Объект
Процесс обучения основам конструирования и программирования робототехнических устройств на платформе LEGO MINDSTORMS Education EV3.
Предмет
Использование практического пособия на занятиях по робототехнике.
Цель
Разработка практического пособия по образовательной робототехнике с использованием платформы LEGO MINDSTORMS Education EV3.
Гипотеза
Использование практического пособия на уроках, поможет преподавателю не только грамотно преподносить нужный материал, но и будет способствовать поддержанию высокого интереса со стороны учащихся к изучению предмета.
Задачи работы:
1. Проанализировать основные образовательные инструменты и технологии технического направления.
2. Провести анализ самых популярных методических материалов в области образовательной робототехники.
3. Разработать практическое пособие по образовательной робототехнике с использованием платформы LEGO MINDSTORMS Education EV3.
4. Апробировать разработанное практическое пособие, провести сравнительный анализ.
Научная новизна и практическая значимость:
Разработка практического пособия с использованием программного обеспечения LEGO MINDSTORMS Education EV3, включает в себя подробное описание теоретического материала, пример подробного решения одной из предложенных задач, дифференцированных по сложности. Использование данной методической разработкой, позволит строить грамотный, интересный урок, повышающий мотивацию и стимул изучения такого направления, как робототехника. Практическое пособие сопровождается инструкцией по сборке удобной, гибкой для моделирования и прохождения миссий модели, которая будет удобна для решения любой задачи. Таким образом, нагрузка на преподавателя по отладке лабораторной модели будет минимальной.
Можно отметить только собственные разработки компании Lego, но это лишь несколько лабораторных работ не имеющих подробного описания хода решения важных для усвоения знаний по робототехнике задач. При этом робототехнические комплексы поставлены в большинство школ Пермского края.

Купить