«Робототехника как инструмент развития инженерного мышления»
,
учитель информатики и математики
муниципальное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа № 1 р. п. Новые Бурасы Новобурасского района Саратовской области»
E-mail: *****@***ru
Ключевые слова: робототехника, инженерное мышление, уровень сформированности.
Аннотация. В статье рассматриваются вопросы формирования инженерного мышления у обучаемых на занятиях робототехникой. Представлена такосономия Блума для определения основных видов деятельности при формировании инженерного мышления Отмечены технологии, формы, методы организации занятий робототехникой.
Проблема нехватки квалифицированных инженерных кадров является актуальной для многих регионов нашей страны. Популяризация «технического образования» должна стать одним из направлений профориентации будущих выпускников школ. В решении этой задачи современной системе образования поможет робототехника.
Так что же такое «робототехника»? Этот вопрос раскрыл Аркадий Семенович Ющенко — доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой Московского государственного технического университета имени . Он рассказал, что робототехникой занимается много лет. - Для меня робот состоит из нескольких частей, каждую из которых обслуживают соответствующие специалисты, которых мы готовили всегда. Например, механическую часть – механики, силовую часть – электрики, компьютерную часть – электронщики и программисты. А робототехник – это тот, кто может соединить все эти части (и работу этих специалистов) воедино. Но когда я сталкиваюсь с робототехникой в школе, то для меня это просто вид развивающего учебного оборудования, которое используется для того, чтобы школьнику лучше усвоить знания школьной программы и получить необходимые дополнительные навыки. [1]
Нужно отметить, что робототехника – это не некий абстрактный объект из категории «высочайших» технологий, доступный для понимания и освоения лишь избранным, как часто нам пытаются это представить. Напротив, это – универсальный инструмент для общего образования.
Робототехника идеально вписывается и в дополнительное образование, и во внеурочную деятельность, и в преподавание предметов школьной программы, причем в четком соответствии с требованиями ФГОС. Она подходит для всех возрастов – от дошкольников до студентов. А использование робототехнического оборудования на уроках – это и обучение, и техническое творчество одновременно, что способствует воспитанию активных, увлеченных своим делом людей, обладающих инженерно-конструкторским мышлением.
В результате освоения основ робототехники, конструирования, программирования, изучения основных принципов механики у учащихся развивается инженерное мышление.
Под инженерным мышлением будем понимать комплекс интеллектуальных процессов и их результатов, которые обеспечивают решение задач в инженерно-технической деятельности.[2]
Инженерно-техническое мышление – это способность и умение решать технические задачи, прежде всего. Если для оценки сформированности использовать таксономию Блума, можно конкретизировать цели формирования инженерно-технического мышления учащихся.
Что же должны знать, понимать, применять, анализировать, синтезировать и оценивать обучающиеся, занимающиеся робототехникой?
Знать:
- основные технические термины и понятия,
- устройство и принцип действия основных механизмов,
- основы конструирования,
- методы поиска и обработки информации,
- роль робототехники в развитии общества, производства.
Понимать:
- сущность решаемой технической задачи,
- назначение и принцип действия технических устройств,
- значение робототехники в развитии производства.
Уметь применять:
- технические знания для решения конкретной задачи,
- знания для технических расчетов,
- умения для обработки технической информации.
Анализировать:
- техническое задание, документацию, правила,
- структуру разрабатываемого устройства,
- назначение конструкции,
- прототипы конструироваемого объекта.
Синтезировать:
- идеи создания новых конструкций,
- переосмысливать технические объекты,
- видеть в них новые свойства и другое назначение.
Оценивать:
- оптимальность решения технической задачи,
- полученный результат,
- новые идеи.
В целом, все эти показатели позволят более полно представить основные элементы деятельности обучающихся на занятиях робототехники. И это в целом формирует инженерное мышление.
С учетом возрастных особенностей, уровня обученности, интеллектуальной подготовленности реализация модели развития инженерного мышления требует соответствующих методик для каждой возрастной категории.
Для дошкольников – это пропедевтика, подготовка к школе с учетом требований ФГОС. Это подготовительный курс к занятиям техническим творчеством в школьном возрасте. Конструирование и техническое творчество детей улучшает пространственное мышление, помогает в дальнейшем при освоении геометрии и инженерного дела. Дети ощущают потребность творить гораздо острее взрослых и важно поощрять эту потребность.
В школе учащиеся используют робототехнику как интерактивный элемент, с помощью которого теоретические знания закрепляются на практике.
Работа в школе направлена на формирование заинтересованности школьника в исследовании разнообразных явлений окружающего мира, физических свойств предметов, в получении технического образования. Объединить теорию и практику возможно, если использовать робототехнику при изучении различных предметов.
В результате освоения основ робототехники:
- происходит создание на базе реально действующих моделей роботов разной степени сложности; получение учащимися инженерных, конструкторских и вычислительных
навыков;
- формируются умения применять знания и мыслить логически, творчески подходить к решению поставленных задач, проводить исследования, создавать проекты и презентации итогов собственного труда; повышается качество образования по информатике, физике, математике; увеличивается количество выпускников школ, выбирающих инженерно-технический профиль обучения в ВУЗах.
Участие в соревнованиях по робототехнике для школьников является одним из мотивирующих факторов для занятий конструированием, а увеличение количества обучающихся, вовлеченных в занятия робототехникой, благоприятно влияет на развитие их научно-технического мышления и повышение престижа инженерных профессий.
При занятии робототехникой применяются различные педагогические технологии: технология игрового обучения, технологии продуктивного обучения, методы ученического исследования, информационные технологии, технология уровневой дифференциации, методики сенсорного развития интеллекта, технология КСО, здоровьесберегающие технологии, и другие.
Основным методом обучения является метод проектов, основанный на групповой исследовательской работе. Такая организация деятельности учащихся влияет на развитие познавательных, творческих навыков, способствует приобретению учащимися навыка исследования как универсального способа освоения действительности, развитию способности к исследовательскому типу мышления, активизации личностной позиции обучающихся в образовательном процессе на основе приобретения субъективно новых знаний.
Таким образом, правильно организованные занятия по робототехнике способствуют освоению школьниками УУД и создаёт прочный фундамент для развития предметных, ключевых и метапредметных компетенций.
1. Материалы заседания комиссии Совета Федераций по развитию информационного общества 2015 г.
2. Развитие инженерного мышление учащихся в процессе обучения. // Педагогическое образование в России. 2016. № 6. С.44-49
