ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ РОБОТОТЕХНИКА В ОБУЧЕНИИ ПРОГРАММИРОВАНИЮ (yulya. *****@***com), (*****@***ru)
ФГБОУ ВО «Мордовский государственный педагогический институт имени », Саранск, Россия
Аннотация
Рассматривается роль образовательной робототехники и объектно-ориентированных сред программирования на уроках программирования в образовательных организациях в настоящее время.
В настоящее время образовательная робототехника в школе приобретает все большую значимость. Информационные технологии не стоят на месте, и применение робототехники на уроках информатики приобретает всё большую значимость и популярность.
Умение ученика конструировать с помощью LEGO-конструктора позволяет ему моделировать сложные процессы, окружающие его в жизни, а возможность запрограммировать собранную модель – проверить её на работу. Данные занятия с использованием LEGO-конструктора являются начальным этапом моделирования и программирования в начальной школе и продолжается с усложнением работой с использованием робототехники в старшей школе.
В процессе обучения информатики является одним из самых сложных разделов информатики. Школьная практика показывает, что при изучении программирования у учащихся резко снижается успеваемость. Это объясняется рядом факторов: использование устаревших сред программирования, отсутствие межпредметных связей, преобладание вычислительных задач в программировании, низкая мотивация учащихся к предмету. Данные факторы влекут за собой потерю интереса к информатике как предмету. Для того чтобы у ученика формировалась учебная успешность, нужно добиться того, чтобы он был заинтересован в результате своего обучения программированию.
Повысить уровень мотивации учащихся к предмету позволит использование элементов робототехники при обучении программированию; специализированные объектно-ориентированные помогут более легкому пониманию принципов действия алгоритмических конструкций, посодействует развитию умений самостоятельно и творчески мыслить.
Образовательная робототехника позволяет обнаруживать и развивать навыки учащихся в таких направлениях как мехатроника, искусственный интеллект, программирование. Реализовать данную методику в школе можно при помощи образовательной робототехники, в частности, при помощи LEGO-конструктора [1].
В настоящее время на территории Мордовии ведётся работа по обучению программированию с помощью робототехники, всё это организовано в рамках недавно открывшихся и активно развивающихся организаций детского образования, таких как: «Детский технопарк», на базе которого организована модель дополнительного образования «Кванториум», в котором ведётся дополнительная образовательная программа «Робоквантум», также на территории Саранска образовано несколько Центров Молодежного Инновационного Творчества (ЦМИТ), одним из которых является ЦМИТ «МИР-3D», во многих школах Саранска имеются робототехнические конструкторы и ведутся кружки и секции с их использованием.
Программирование с помощью LEGO-конструктора и робототехники позволяют ученику ещё в школе определиться с будущей профессией и определиться со своим местом в жизни [4].
Анализ учебников показал, что обучение программированию производится в основном в инструментальных средах, которые интересны не всем учащимся. Исходя из потери интереса учеников к предмету из-за непонимания программирования нужно искать новые методы обучения [3].
Одним из методов обучения программированию является встраивание элементов робототехники в современный урок для управления роботами. Для этого можно использовать разные среды программирования [2]. Среды можно разделить на две большие группы – это визуальные и текстовые среды программирования. Также среды управления роботами различают по тому, специализированы они на управление каким-либо конкретным роботом или поддерживают ряд роботов различных производителей.
Рассматривая текстовые среды программирования, построение программ в которых осуществляется методом составления программного кода к специализированным можно отнести среды: RobotC, Arduino, к поддерживающим ряд роботов – BricxCC.
Рассматривая визуальные среды программирования, построение программ в которых осуществляется методом «перетаскивания» программных блоков к специализированным можно отнести среды: Lego Mindstorms Education EV3, LEGO Education WeDo, к поддерживающим ряд роботов – Microsoft Robotics.
Анализируя среды программирования роботов можно сделать вывод, что самыми популярными средами программирования по использованию и применению к обучению программированию, применяемыми в России в настоящее время, являются: для младших школьников – LEGO Education WeDo Software, для старших – LEGO Mindstorms Education EV3. При помощи данных сред можно запрограммировать такие конструкторы как: LEGO WeDo и LEGO Mindstorms Education EV3 [5].
На основании этого нами была разработана дополнительная общеобразовательная программа «Программируй и развивайся с LEGO MINDSTORMS», предназначенной для учащихся 5-9 классов. Одним из методов обучения в данной программе является использование конструктора LEGO Mindstorms и специализированной графической среды Lego Mindstorms EV3 в процессе обучения программированию [6].
В программу входит: учебно-тематическое планирование, подобрано содержание ресурсов, разработаны методические рекомендации по изучению дисциплины, разработаны интерактивные задания для проверки усвоенных знаний, предложены примерные темы проектов, подобрана литература.
Использование LEGO-конструкторов в учебной и внеурочной деятельности повышает мотивацию учащихся к обучению, т. к. при этом требуются знания практически из всех учебных дисциплин от искусств и истории до математики и естественных наук.
Литература
Афонин, робототехнические системы : курс лекций / , . М. : НОУ Интуит, 2016. 223 с. Злаказов, Лего-конструирования в школе / , , . М. : Бином, 2011. 120 с. Кормилицына, смарт-приборов в учебном процессе образовательного учреждения //Учебный эксперимент в образовании. 2016. № 1 (77). С. 51–58. Лусс, навыков конструктивно-игровой деятельности у детей с помощью ЛЕГО / . М.: Гуманитарный издательский центр ВЛАДОС, 2003. 104 с. Овсяницкая, программирования робота EV3 в среде Lego Mindstorms EV3 / , , . М. : Перо, 2016. 300 с. , Обучение программированию с применением lego-конструкторов // Молодежный научный форум: технические и математические науки, 2017. № 1 (41). С. 253-257.