Министерство образования и науки Российской Федерации 
Институт ЮНЕСКО по информационным технологиям в образовании
Институт проблем информатики Российской Академии наук
Федеральный институт развития образования
Академия повышения квалификации и профессиональной переподготовки работников образования
Автономная некоммерческая организация
«Информационные технологии в образовании»
Российский государственный гуманитарный университет
Международный институт новых образовательных технологий
III Международная научно-практическая конференция
«Инновации в информационных технологиях и образовании»
«ИТО-Москва-2014»
4 - 5 декабря 2014 года, г. Москва

Робототехника на уроках информатики и во внеурочной деятельности

МАОУ "Лицей № 9" г. Перми
В Пермском крае с 2011 года реализуется программа "Робототехника". Все больше школ приобретают Лего-роботов и вводят уроки робототехники в образовательный процесс. Почему именно робототехника? Во-первых, это приоритетное направление научных исследований во всем мире, во-вторых, занятия робототехникой отвечают требованиям современных образовательных стандартов, и в-третьих - это интересно!

С 2011 года МАОУ «Лицей № 9» г. Перми является апробационной площадкой по внедрению ФГОС на основной ступени образования [1].  Образовательные учреждения, имеющие статус апробационной площадки, занимаются разработкой и апробированием инновационных образовательных практик. В рамках этой деятельности был разработан элективный курс «Робототехника» для 5-7 классов, который  апробируется в лицее во внеурочной деятельности и на уроках информатики и информационных технологий [2].  Почему была выбрана именно робототехника?

Во-первых, робототехника является одним из приоритетных направлений научных исследований во всем мире. Роботы из высокотехнологичных сфер производства приходят в наши дома, становятся  привычными вещами, такими же как телевизор или телефон. Никто уже не сомневается, что рано или поздно роботы станут незаменимыми помощниками человека, возьмут на себя ряд опасных и тяжелых работ. Инженеры, создающие и программирующие роботов, уже востребованы современным обществом и будут востребованы еще больше в ближайщем будущем.

Во-вторых, робототехника в увлекательной форме позволяет детям овладевать знаниями об окружающем мире, его законах. Процесс создания робота – творческий, готового ответа на поставленную задачу нет. Поэтому приходится использовать уже имеющиеся знания и часто искать новые. У ребенка развиваются конструкторские навыки, пространственное мышление, логика, ребенок учится применять на практике полученные знания по математике и физике, учится творить, анализировать ошибки, учится работать в команде.

В третьих, курс робототехники отвечает требованиям федеральных стандартов второго поколения, одним из которых является деятельностный подход в образовании, ставящий главной целью развитие личности учащегося. Он направлен на формирование творческой личности, живущей в современном мире компьютерных технологий. В рамках курса учащиеся узнают о достижениях и направлениях развития мировой робототехники, придумывают, конструируют и программируют  Лего-роботов. Итогом курса являются творческие разработки учащихся, представление и защита созданных моделей.

Занятия ведутся с технологическими  наборами LegoMindstormsNXT2.0, состоящими из деталей Лего, микропроцессора, сервомоторов и различных датчиков, выполняющих роль «глаз» и «ушей» роботов. Используются учебно-методические материалы компании Mindstorms [3].

Процесс создания робота состоит из следующих этапов:

  1. Системный анализ объекта моделирования
  2. Конструирование модели
  3. Программирование
  4. Тестирование конструкции и программы.

Таким образом, при работе над лего-роботом учащиеся учатся использовать такие методы научного познания как системный анализ, информационное моделирование, компьютерный эксперимент.

Не секрет, что программирование является одним из самых сложных разделов информатики. При изучении этого раздела у учащихся резко снижается успеваемость по сравнению с другими темами. Неуспехи в изучении программирования ведут за собой потерю интереса к урокам информатики, интеллектуальную пассивность, плохую успеваемость. Задача учителя - показать учащимся, что содержание предмета актуально, отвечает требованиям современного общества. И начинать это нужно как можно раньше. В этом может помочь робототехника, поскольку программное управление робототехническими системамиявляется одним из динамично развивающихся направлений программирования. Уроки робототехники позволяют без труда ввести учащихся 5-6 классов в сложный раздел «Алгоритмика и основы программирования», изучить основные алгоритмические конструкции: следование, ветвление, цикл, освоить пошаговую детализацию программ.Учащиеся на практике используют такие знания, как вычисление длины окружности (чтобы выразить 1 оборот колеса в сантиметрах), перевод оборотов колеса в градусы (1 оборот = 360 градусов) и другие.

Особенность курса робототехники в том, что он (или его отдельные блоки) может быть реализован в рамках существующих учебных планов по информатике. Далее, после знакомства с основами робототехники, школьники могут выбрать элективный курс по данному направлению для более глубокого изучения.

С 2011 года в Пермском крае реализуется программа «Робототехника», это совместный проект сотрудничества Министерства культуры, молодежной политики и массовых коммуникаций Пермского края и фонда «Вольное дело» (г. Москва) [4]. Основное содержание программы – организация ежегодного цикла соревнований детей и молодежи в сфере высоких технологий, завершающегося Всероссийским робототехническим фестивалем «РобоФест», по итогам которого команды-победители отправляются на международные соревнования представлять Российскую Федерацию.

Учащиеся нашего лицея, изучающие робототехнику, не раз выступали на городских и краевых соревнованиях, организуемых в рамках этой программы, занимая призовые места.

Благодаря этой программе, учителя Пермского края имеют возможность повысить свою квалификацию в области робототехники, получить необходимую методическую помощь, обменяться опытом.

В Перми многие школы приобретают наборы Лего-роботов и программные средствами для работы с ними. Робототехника постепенно вводится в образовательный процесс, начиная уже с 1 класса.

Список использованных источников
  1. http://www.lyceum9.ru/index/fgos_osnovnaja_shkola/0-46- Материалы апробационной площадки МАОУ «Лицей № 9» г. Перми
  2. http://www.lyceum9.ru/FGOS/UMK/smirnova_o.a-umk_robototekhnika.doc- Программа учебно-методического курса «Робототехника для начинающих» МАОУ «Лицей № 9».
  3. http://mindstorms.lego.com– Справочная информация и учебно-методическая поддержка от компании Mindstorms.
  4. http://www.russianrobotics.ru/regions/perm-region/-Официальный сайт программы «Робототехника» в Пермском крае.
Вид представления доклада  Публикация
Уровень  Среднее (полное) общее образование
Ключевые слова  Робототехника, лего-роботы, Mindstorms, программирование, конструирование, инновации в образовании, ФГОС

В статусе «Черновик» Вы можете производить с тезисами любые действия.

В статусе «Отправлено в Оргкомитет» тезисы проходят проверку в Оргкомитете. Статус «Черновик» может быть возвращен тезисам либо если есть замечания рецензента, либо тезисы превышают требуемый объем, либо по запросу участника.

В статусе «Рекомендован к публикации» тезис публикуется на сайте. Статус «Черновик» может быть возвращен либо по запросу участника, либо при неоплате публикации, если она предусмотрена, либо если тезисы превышают требуемый объем.

Статус «Опубликован» означает, что издана бумажная версия тезиса и тезис изменить нельзя. В некоторых крайне редких ситуацих участник может договориться с Оргкомитетом о переводе тезисов в статус «Черновик».

Статус «Отклонен» означает, что по ряду причин, которые указаны в комментариях к тезису, Оргкомитет не может принять тезисы к публикации. Из отклоненных тезис в «Черновики» может вернуть только Председатель программного или председатель оргкомитета.