тел: +7 (499) 346-71-03
e-mail: info@raor.ru
 
Забыли пароль?
2014 -> Конференция в Екатеринбурге -> Регистрация докладчика

Секция: Методика и результаты обучения в области робототехники в дополнительном образовании

РОБОТОТЕХНИКА КАК ЭФФЕКТИВНЫЙ ЭЛЕМЕНТ СИСТЕМНО-ДЕЯТЕЛЬНОСТНОГО ПОДХОДА В ОБУЧЕНИИ ПРОГРАММИРОВАНИЮ.

Бородин Вадим Сергеевич

учитель информатики/магистр физики. МБОУ Гимназия №108 им. В.Н.Татищева. Свердловская Область/Екатеринбург 
turistov@gmail.com

Тезисы:

Извечным вопросом любого учителя, желающего выполнить своё призвание хорошо, остаётся вопрос мотивации ученика к учению. Ведь не секрет, что интерес к предмету влияет на усвоение материала. Сегодня принято разделять учение на учение знаниям, умениям и навыкам. Образно говоря, идеальный образовательный процесс выглядит примерно так: мы садимся вместе с учеником в лодку, даём ему весло и пальчиком указываем направление. Себе же оставляем маленькое вёселко для своевременной подмоги на пути формирования знаний о переправе реки, умений адекватно оценивать обстановку на воде и навыков гребли. Урок информатики обладает для развития этих качеств наиболее современным, интересным и легко используемым инструментарием. Именно поэтому современные стандарты образования информатике как предмету отводят важную роль, объединив его, по сути, с математикой. Ведь где как ни на уроках информатики в программировании способно проявиться и развиться умение крепнущего ума мыслить? Мыслить логически, целенаправленно, самостоятельно, что позволит быть успешным не только в информатике, но и в других областях знаний.
Дополнительный вес предмету информатика придаёт явно наметившаяся тенденция к переводу живого эксперимента в плоскость компьютерного в разных отраслях жизнедеятельности человека. Это ускоряет и удешевляет процесс любого анализа, конструирования. Как же можно образованию обойти столь простой и быстрый способ проверки учеником своих знаний здесь и сейчас, формирования новых умений и навыков? Никак! Компьютер всё активнее входит в образовательный процесс, а на уроках информатики мы осваиваем навыки работы с ним.
Но как только компьютер начинает нас «слушаться», то возникает необходимость новых мотивов для роста. И в этот момент именно робототехника способна предоставить таковые. Ведь теперь нас слушаются уже не виртуальные пиксели на экране компьютера, а реальные, «живые» объекты – роботы. В дополнение к этому появляется прекрасная возможность устанавливать межпредметные связи с другими областями знаний: механикой, электричеством, электроникой, оптикой.
Мы воспользовались данными рассуждениями и решили проверить предложенные в них заключения на практике. Основы программирования в нашей школе начинаются с 6-го класса, хотя некоторые из учеников знакомятся с ними уже в 5-х классах по собственной инициативе приходя на дополнительные внеурочные занятия. Ещё год назад в нашем учебном заведении программирование для шестиклассников начиналось со знакомство со средой ЛОГОМИРЫ, так называемой «черепашкой». Однако в этом году ей на смену пришла новая среда программирования. Она называется Scratch. Причиной перехода стало всё множество удобств, которые предоставляет эта система. Первое из них – это дружелюбность интерфейса детскому глазу, что естественно улучшает восприятие системы учеником. Сюда же входит разбиение типов команд по цветам. Во вторых – это идея блочности и сборки скриптов как бы из готовых элементов конструктора. В третьих – это кроссплатформенность и доступность системы он-лайн с возможностью сохранения на сервере своих проектов, публикации их общественности и просмотра огромного архива работ других пользователей. Вспоминая опыт прошлого года представляется возможным выделить существенный рост успеваемости отдельных учеников в области программирования. Речь идёт не об общем росте успеваемости, что весьма непросто скорелировать с результатами параллелей других годов обучения, а скорее о росте индивидуальностей искренне заинтересовавшихся темой программирования и создавших сколь-либо внушительные проекту по собственной инициативе. Собственной инициативы в прошлом году на языке ЛОГОМИРЫ не было и в помине. Более того, инструментарий оболочки программирования Scratch на столько прост, что освоение его занимает всего несколько часов даже у ученика пятого класса.
Как бы там ни было, но после создания нескольких самостоятельных проектов и участия в конкурсе игр на языке программирования Scratch интерес наиболее преуспевшей кучки из 3-х учеников 6-го класса стал по немногу угасать. Это выразилось в снижении интенсивности посещения дополнительных занятий внеурочных занятий этой группой обучающихся. И тут на помощь пришли занятия по робототехнике, проводимые в нашей гимназии для младших классов. Ребят-программистов очень заинтересовала тема роботостроения и в частности «поединков роботов». Сидение за компьютером более их не привлекало, зато создание собственной машины для участия в сражениях роботов занимало полностью. И тут на помощь пришла одна интересная особенность оболочки программирования Scratch. Оказалось, что на базе локальной версии оболочки программирования Scratch командой энтузиастов была создана модификация программы под названием S4A, основной задачей которой является управление программируемыми платами ввода-вывода Arduino, работающими на языке Processing/Wiring. Arduino может использоваться как для создания автономных интерактивных объектов, так и подключаться к программному обеспечению, выполняемому на компьютере. А это то что нужно для создания умных машин. Нашими первыми платами стали платы Iteaduino UNO от производителя ITEAD STUDIO. Они являются аналогами плат Arduino UNO, однако несколько дешевле их. И вообще их цена, вполне подъёмная по сравнению с более брендовыми производителями подобного же оборудования.
После смены прошивки плат Iteaduino UNO нам удалось установить связь между программой S4A и начать первые эксперименты. Имея небольшой стартовый набор деталей поле нашей деятельности было весьма ограничено. Первое естественное желание сделать автономного боевого робота сразу отпало ввиду своей сложности, отсутствия опыта взаимодействия с железом и отсутствия обширного набора запчастей. Решено было начать с простого, а именно, с использования датчиков освещённости (фоторезисторов). И первая же практическая идея – создать автономную платформу управляющую положением солнечных батарей в зависимости от положения солнца. Если бы мы решали её в Scratch виртуально, то наверняка справились бы с ней за 20 минут, легко находя направление платформы на виртуальное солнце, но тут были «живые» датчики, поведение которых неизвестно, способ программирования датчиков и приводов так же неизвестен, но есть задача и есть инструменты и есть живые «объекты», что ещё нужно? Да ничего! И снова интерес к теме подстёгнут, мы с ребятами ищем новые пути.
Как можно понять из выше сказанного в нашем частном случае робототехника – занятие не для всех. Наверное в нашем случае это так. Эволюция смещения интересов наиболее «продвинутой» части учеников неминуемо приводит нас к робототехнике естественным образом. Конечно не станем исключать и обратный эффект, когда заинтересовавшись роботостроением ученик начинает интересоваться программированием. Однако из собственного опыта такое происходит реже, но эксперименты в этой области ещё впереди. По теме данного сообщения остаётся заключить, что робототехника является замечательным инструментом для развития творческих и мыслительных способностей молодёжи среднего и, безусловно, старшего звена. С учётом имеющихся тенденций к автоматизации множества процессов в быту и на производстве, повсеместного распространения электронных устройств и появления первых роботов индивидуального использования привитие культуры роботостроения является критически важным для формирования будущего поколения цифрового и роботизированного века.
Мы начали с ЛОГОМИРОВ, сегодня спроектировали первую автономную робо-конструкцию, что будет завтра? Может ракета, или автономный буровой аппарат, а может летательный аппарат – решать нам, ведь мир так огромен и интересен, что пытливый ум никогда не останется без работы и … робота.

Доклад:






© РАОР
Российская Ассоциация Образовательной Робототехники
info@raor.ru