Введение 3
Глава I. Теоретические аспекты обучения робототехнике 6
§ 1.1. Образовательная робототехника во внеурочной деятельности обучающихся 6
§ 1.2. Обзор технических средств обучения образовательной робототехнике 16
§ 1.3. Анализ возможностей использования TRIK Studio при подготовке к соревнованиям по робототехнике в условиях дистанционного обучения 25
Глава II. Подготовка к соревнованиям по робототехнике в условиях дистанционного обучения на базе TRIK Studio 32
§ 2.1. Методические рекомендации по организации образовательного процесса в дистанционной форме для подготовки к соревнованиям по робототехнике на базе TRIK Studio 32
§ 2.2. Разработка системы заданий для подготовки к соревнованиям по робототехнике 44
§ 2.3. Апробация системы заданий для подготовки к соревнованиям по робототехнике 51
Заключение 54
Список использованных источников 55
Приложения 62
Приложение 1 62
Приложение 2 63
Приложение 3 65
Решая все новые задачи, которые ставит перед школой государство, ограниченная рамками учебного плана, школа не может постоянно увеличивать количество часов на изучение отдельных предметных областей. Учитель в рамках программных часов на уроке не имеет возможности на практике отработать с учащимися теоретические знания, освоить сложное оборудование.
В настоящее время робототехника является быстроразвивающимся направлением деятельности человека, в котором профессии техник- робототехник и инженер-робототехник играют значительную и постоянно растущую роль. Робототехника является важной частью промышленности, в различных отраслях экономики: обрабатывающая промышленность,
горнодобывающая промышленность, сельское хозяйство, аэрокосмическая деятельность, горнодобывающая промышленность и медицина.
Робототехника - это прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем. Само определение робототехники подразумевает работу с определенными электронно-техническими устройствами. Обучение робототехнике довольно сложный и трудоёмкий процесс, в котором необходимо знать основы работы создания робота.
Уже несколько месяцев, как некоторые образовательные учреждения России перешли на дистанционную форму обучения в связи с пандемией Covid-19. Робототехнические кружки тоже «перебрались» в онлайн. Коронавирус изменил мир робототехники. Для работы в условиях пандемии разрабатывают роботов. Но изменения коснутся не только сферы медицины, но и образовательной робототехники. Конечно, очные занятия для детей интереснее, потому что все можно потрогать. Робототехника подразумевает работу с электроникой. Ребенок видит результат, может его потрогать. В онлайн такой возможности нет. Но полезные навыки дети получают. Мы нашли возможность обучать их программированию, работе с микроконтроллерами, схемотехнике. Сейчас довольно много инструментов, которые позволяют делать это онлайн.
Выше изложенное позволяет выделить противоречия между:
• требованиями общества к информационно развитой личности в области технического творчества и в не полной мере обеспеченностью материально-техническим оснащением образовательного процесса;
• государственной политикой по формированию интереса к инженерно-техническому обучению с младшего школьного возраста и недостаточностью обеспечения решения данной проблемы программами обучения;
• большим интересом ученых к проблеме обучения спортивной робототехнике подрастающего поколения и недостаточной разработанностью проблемы обучения спортивной робототехнике обучающихся начиная с младшего школьного возраста.
Объект исследования - подготовка к соревнованиям по робототехнике школьников в условиях дистанционного обучения.
Предмет исследования - использование дистанционных технологий при подготовке школьников к соревнованиям по робототехнике.
Цель работы: разработать систему заданий для подготовки школьников к соревнованиям по робототехнике в условиях дистанционного обучения.
Задачи работы:
• изучить особенности образовательной робототехники во внеурочной деятельности обучающихся;
• провести обзор технических средств обучения образовательной робототехнике;
• провести анализ возможностей использования TRIK Studio при подготовке школьников к соревнованиям по робототехнике в условиях дистанционного обучения;
• рассмотреть рабочую программу курса подготовки школьников к соревнованиям по робототехнике в условиях дистанционного обучения на базе TRIK Studio;
• разработать систему заданий для обучения образовательной робототехнике для подготовки к соревнованиям в условиях дистанционного обучения.
Теоретико-методологическую основу исследования составляют работы в области основ обучения робототехнике в школе А.В. Желокин, введения в робототехнику В.В. Степиной, развития инженерного мышления З.С. Сазоновой и Н.В. Чечеткининой, и др.
Практическая значимость исследования заключается в определении содержания теоретического материала и формировании элементов дидактического обеспечения, направленных на формирование знаний и умений при изучении дисциплины, а также в разработке заданий для подготовки школьников к соревнованиям по робототехнике и методические рекомендации для педагогов по обучению младших школьников спортивной робототехнике в условиях дистанционного обучения.
Структура дипломной работы соответствует логике исследования и включает введение, две главы, логически разделенные на параграфы, заключение и список использованных источников.
В данной работе нами была разработана система заданий для подготовки школьников к соревнованиям по робототехнике в условиях дистанционного обучения.
В ходе написания работы нами были изучены особенности образовательной робототехники во внеурочной деятельности обучающихся. Нами проведен обзор технических средств обучения образовательной робототехнике. Мы провели анализ возможностей использования TRIK Studio при подготовке школьников к соревнованиям по робототехнике в условиях дистанционного обучения. Проведя анализ проблемы обучения школьников образовательной робототехнике, мы конкретизировали понятие обучения образовательной робототехнике школьников, под которым мы понимаем - вид педагогической деятельности, способствующий формированию у учащихся элементов инженерного мышления, способности к начальному программированию, развитию навыков анализа заданных ситуаций необходимых для успешного выступления на соревнованиях по робототехнике. В результате анализа возможностей, достоинств и особенностей рассмотренных выше сред программирования был сделан выбор в пользу среды TRIK Studio.
Нами была рассмотрена рабочая программа курса подготовки школьников к соревнованиям по робототехнике в условиях дистанционного обучения на базе TRIK Studio. Также мы разработали систему заданий для обучения школьников—образовательной робототехнике для подготовки к соревнованиям в условиях дистанционного обучения.
Апробация курса прошла успешно. Ученики показали заинтересованность данным направлением. Зачетный урок показал успешность освоения пройденного материала, все ученики справились с тестированием и практическими заданиями.
Цель достигнута, задачи выполнены.
1. Андреев В.П., Кирсанов К.Б. Интернет-лаборатория как электронный ресурс для дистанционного обучения робототехнике // Сетевое партнерство в науке, промышленности и образовании. Труды Международной мультиконференции. 2016. С. 45-52.
2. Белиовский Н. А., Белиовская Л. Г., Использование LEGO-роботов в инженерных проектах школьников. Отраслевой подход. М.: ДМК Пресс, 2016. 88 с.
3. Бельчусов А. А. Проблемы образовательной робототехники // Мониторинг образовательной робототехники и IT-образования города Москвы. - М.: АНО «АИР», 2017. - С. 80-81.
4. Бешенков С.А., Шутикова М.И., Филиппов В.И. Использование среды программирования trik studio при обучении робототехнике // Инфоком.
2018. № 1 (2). С. 4-9.
5. Бояркина Ю.А. Образовательная робототехника/ Ю.А. Бояркина. - Тюмень: ТОГИРРО, 2013. - 61 с.
6. Вылегжанина И.В., Макарова Е.С. Педагогические условия формирования пространственного мышления младших школьников на занятиях по робототехнике во внеурочной деятельности // Научно-методический электронный журнал Концепт. 2020. № 6. С. 94-109.
7. Гагарина Д. А., Гагарин А. С. Робототехника в России:
образовательный ландшафт. Часть 1 / Национальный исследовательский
университет «Высшая школа экономики», Институт образования. - М.: НИУ ВШЭ, - 2019. - С. 69.
8. Гейхман Л.К., Титова М.В. Образовательная робототехника в работе с детьми дошкольного и младшего школьного возраста // Вестник ПНИПУ. Проблемы языкознания и педагогики. 2015. №4 (14). С. 115-126
9. Горохова Л. А. Опыт дистанционного обучения робототехнике в регионах России // Сборник трудов международного научно-технического форума: в 11 томах. Под общ. ред. О.В. Миловзорова. 2018. С. 40-43
10. Данчук И.И. Робототехника в развитии технического творчества школьников во внеурочной деятельности в дополнительном образовании // Педагогический журнал. 2018. Т. 8. № 6A. С. 113-122.
11. Димитрова М.Д., Шимов И.В. Организация самостоятельной работы школьников в процессе обучения основам курса робототехники //Педагогическое образование в России. 2018, № 3. С. 224-230
12. Желокин А.В. Основы обучения робототехнике в школе / А.В. Желокин // Сборник научных статей международной молодежной школы- семинара “Ломоносовские чтения на Алтае”. - Барнаул, 2017. - С.141-142
13. Злаказов А.С. Уроки LEGO-конструирования в школе/ А.С. Злаказов. - М.: Бином, 2018. - 120 с.
14. Иванова А.В. Электронный курс для обучения робототехнике младших школьников в условиях смешанного обучения // Электронный сборник статей по материалам XLVI студенческой международной научно-практической конференции. 2018. С. 553-557.
15. Исмаилов Г.М., Минеев-Ли В.Е., Скорнякова Л.В. Особенности обучения младших школьников образовательной робототехники // материалы II Всероссийской научно-методической конференции с международным участием. 2019. С. 279-285.
16. Какоулина Е.О. Методика ведения занятий по робототехнике // Решетневские чтения. 2016. №20. С. 519-520
17. Каляев И. А. Однородные нейроподобные структуры в системах выбора действий интеллектуальных роботов / И.А. Каляев, А.Р. Гайдук. - М.: Янус-К, 2018. - 280 с.
18. Каляев И. А. Однородные нейроподобные структуры в системах выбора действий интеллектуальных роботов / И.А. Каляев, А.Р. Гайдук. - Москва: Гостехиздат, 2019. - 280 с.
19. Конструируем роботов на ScratchDuino. Первые шаги. - Москва: Мир, 2016. - 183 с.
20. Копосов Д.Г. Первый шаг в робототехнику: практикум для 5-6 классов. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. - 286 с.
21. Копосов Д.Г. Первый шаг в робототехнику: рабочая тетрадь для 5-6 классов. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. - 86 с.:
22. Корсункий, В. А. Выбор критериев и классификация мобильных робототехнических систем на колесном и гусеничном ходу. Учебное пособие / В.А. Корсункий. - М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2017. - 862 с.
23. Корягин А. В. Образовательная робототехника LEGO WeDo. Сборник методических рекомендаций и практикумов / А.В. Корягин. - М.: ДМК Пресс, 2016. - 254 с.
24. Краснова, С. А. Блочный синтез систем управления роботами- манипуляторами в условиях неопределенности / С.А. Краснова, В.А. Уткин, А.В. Уткин. - М.: Ленанд, 2018. - 208 с.
25. Кудакова Н. С. Робототехника - средство математического развития младших школьников // Начальная школа. - 2016. - № 9. - С. 32-34.
26. Кузнецова М.О. Использование языка Microsoft Small Basic в образовательной робототехнике // Робототехника и образование: школа, университет, производство. - Пермь: Изд-во Пермского государственного национального исследовательского университета, 2018. -123 с.
27. Лабутин В.Б. Возможности конструктора и виртуальной среды TRIK при обучении робототехнике // Педагогическая информатика. 2015. № 4. С. 80-84.
28. Литвинов Ю.В., Кириленко Я.А. TRIK Studio: среда обучения программированию с применением роботов // V Всеросс. конф. «Современное технологическое обучение: от компьютера к роботу». 2015. С. 5-7.
29. Литвинов Ю.В. Визуальные средства программирования роботов и их использование в школах // Современные информационные технологии и ИТ-образование, сборник избранных трудов VII Международной научно - практической конференции. ИНТУИТ.РУ, 2019. С. 858-868.
30. Мамичев Д. И. Простые роботы своими руками, или несерьёзная электроника. М.: СОЛОН-Пресс, 2016. 144 с.
31. Марченко В.И. Обучение теоретическим основам
образовательной робототехники учащихся 5-7 классов в условиях электронного обучения // Информатизация непрерывного образования - 2018. материалы Международной научной конференции. 2018. С. 162-165.
32. Мордвинов Д.А., Литвинов Ю.В. Сравнение образовательных сред визуального программирования роботов. // Компьютерные инструменты в образовании. СПб: Компьютер в учебном процессе, 2016. С. 145-161
33. Мусинко В.М. Конструкторы LEGO и робототехника в современном школьном образовании/ В.М. Мусиенко, Д.С. // Юный ученый. -
2019. - №1.1. - С. 41-44.
34. Наталевич А. Н. Основы конструкторской и проектно-исследовательской деятельности в учебных программах по робототехнике // Научно-методический журнал «Концепт». - 2019. - Т. 25. - С. 56-60.
35. Новогородова, А.С. Развитие навыков начального конструирования и моделирования на основе конструкторов лего / А.С. Новогородова. - Челябинск.: Взгляд, 2018. - 30 с.
36. 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.
37. Опрышко Н.Н. Современная образовательная технология - LEGO- конструирование и робототехника в процессе обучения в начальной школе // Проблемы и перспективы развития образования в России. Сборник материалов L Всероссийской практической конференции. 2017. С. 51-58.
38. Петракова О.В. Дистанционное обучение основам робототехники - наш шаг в будущее // Педагогическое образование на Алтае. 2019. № 1. С. 575-578.
39. Петрущенков А.В., Кузьмин С.В. Организация деятельности школьников в рамках программы дополнительного образования по робототехнике // Известия Балтийской государственной академии рыбопромыслового флота. 2018. № 2 (44). С. 89-94.
40. Поднебесова Г.Б. Элективные курсы по информатике и информационно-коммуникационным технологиям / Г.Б. Поднебесова. - Челябинск.: ЧГПУ, 2064. - 266 с.
41. Пустыльник П.Н. Дистанционное обучение: trik studio в школе // Современное технологическое обучение: от компьютера к роботу. IX Всероссийская конференция. 2019. С. 5-6.
42. Робототехника в России: образовательный ландшафт. Часть 1 / Д. А. Гагарина, А. С. Гагарин; Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики». - М.: НИУ ВШЭ, 2019. — 108 с
43. Роганов В.Р. Особенности подготовки членов команд из школьников 5-8 классов, претендующих на занятие призовых мест в соревнованиях программы «РОБОТОТЕХНИКА: Инженерно-технические кадры инновационной России» -Пенза: ООО ВидеоЗ», 2016.-С.4-17.
44. Роганов В.Р., Роганова Э.В., Асмолова Е.А., Филиппенко В.О.
Один из вариантов реализации инновационных проектов в условиях современной России: Вестник Южно-Российского государственного
технического университета (Новочеркасского политехнического института). Серия: Социально-экономические науки. -2017. -№ 5. - С. 58-62.
45. Рождественская И.Н. Методические аспекты организации образовательной деятельности по реализации дополнительных общеобразовательных программ технической направленности/ И.Н. Рождественская, Е.В. Лямцева. - Челябинск.: Взгляд, 2019. - 80 с.
46. Рождественская И.Н. Технологическое образование школьников в условиях инновационного развития педагогики: сборник статей и материалов научно-методического семинара / И.Н. Рождественская, Е.В. Лямцева, Л.Л. Ромашкова. - Челябинск.: Взгляд, 2018. - 136 с.
47. Ромасева Ю.А. Роль робототехники в дополнительном образовании младших школьников / Ю.А. Ромасева, М.И. Турушев. - Чебоксары: ЦНС Интерактив плюс, 2018. - № 3 (4). - С. 48-50.
48. Сертакова О.Э. Использование в образовании системы управления роботизированными проектами TRIK STUDIO // Информационные технологии в образовательном процессе вуза и школы. Материалы ХШ Всероссийской научно-практической конференции. 2019. С. 129-134.
49. Скурихина Ю.А. Робототехника. программирование в среде TRIK STUDIO // Учебное пособие / Киров, 2018.
50. Сорокин С. С. О системе обучения робототехнике младших школьников // УГТУ. 2018. № 1. С. 446-450
51. Софронова Н.В. Робототехника как инновационное направление
обучения информатике в школе // Инновационные информационные технологии: материалы III Международной научно-практической
конференции. М.: ВШЭ, 2017. С. 120-124.
52. Ступин А. А., Ступина Е. Е. Дистанционная коллективная деятельность - современная форма активизации обучающихся в образовательной робототехнике // Дистанционное и виртуальное обучение.
2018. № 2 (122). С. 83-93.
53. Ступина Е.Е., Дуничев Н.В. Обучение робототехнике с использованием дистанционных технологий / Подготовка педагогических кадров в условиях введения профессиональных стандартов и реиндустриализации региона. Сборник статей Всероссийской научно-практической конференции. 2019. С. 74-79.
54. Тукумбетов А.М. Формирование основ проектно¬
исследовательской деятельности в процессе обучения младших школьников робототехнике // Молодежный научный вестник. 2018. № 12 (37). С. 162-167.
55. Филимонова Е.В. Задачный подход к обучению робототехнике с использованием среды trik studio в школьном курсе информатики // Наука и школа. 2020. № 2. С. 109-121.
56. Филиппов С.А. Робототехника для детей и родителей. Спб.: Наука,
2019.
57. Филиппов С.А. Уроки робототехники. Конструкция. Движение Управление. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Лаборатория знаний, 2018
58. Халамов В. Н. Образовательная робототехника в начальной школе: учебно-методическое пособие. - Челябинск: Взгляд, 2020. - 152 с.
59. Шакирьянов Э. Д. Соревновательная робототехника. Программирование робота LEGO «Перевозчик» // М.: Издательские решения. - 110 с.
60. Штепа Ю. П., Шевченко Н. В., Баженов Р. И. Элементы робототехники в курсе информатики начальной школы // Начальная школа. - 2018. - № 9. - С. 68-70.
61. Юревич Е. И. Основы робототехники. М.: БХВ-Петербург, 2019. 368 с.
62. Яковлева, З.В. Образовательная робототехника на уроках информатики и ИКТ / З.В. Яковлева. - М.: Перо, 2014. - 48 с.
63. Ярова С.С. Повышение квалификации педагогического состава посредством дистанционного обучения программированию и робототехнике // Вестник Московского городского педагогического университета. Серия: Информатика и информатизация образования. 2020. № 2 (52). С. 98-106.
64. Робототехника для начинающих: [Электронный ресурс] URL: https://legoteacher.ru/(Дата обращения: 11.2020)
65. Scratch: programming for all / M. Resnick, J.Maloney, A. Monroy- Hern'andez // Communications of the ACM, 2009. f 52, _ 11. 5. 60-67
66. TRIK - Кибернетический конструктор: [Электронный ресурс]. URL:https://trikset.com/(Дата обращения: 12.2020)
67. TRIK-Studio. Рабочая программа.: [Электронный ресурс] URL: https://robofinist.ru/files/48071/filename/1%20%D1%86%D0%B8%D0%BA%D0 %BB.%D0%A2%D0%A0%D0%98%D0%9A.%D0%9F%D1%80%D0%B5%D0 %BF%D0%BE%D0%B4%D1 %8B%20%D0%BA%D1%83%D 1%80%D1 %81 % D1%8B.%20.pdf (дата обращения 05.01.2021)