Формирование ключевых компетенций на основе проектной деятельности при изучении робототехники

Вагеник Ирина Юрьевна,
(vagenik@front.ru)
педагог дополнительного образования, руководитель объединения «Робототехника», почетный работник общего образования РФ
Отделение дополнительного образования детей Государственного бюджетного общеобразовательного учреждения лицей №144 (ГБОУ лицей №144)

Главной задачей основного образования в начальной школы в свете реализации ФГОС является создание условий для всестороннего развития ключевых компетентностей обучающихся.

Дополнительное образование представляет детям большие возможности в развитии своих способностей по таким направлениям как художественное, физкультурно-спортивное, социальное, а техническое развито не так хорошо. XXI век – это век высоких информационных технологий, поэтому необходимо развивать детское техническое творчество.

Одним из таких перспективных направлений является робототехника.
Лицей №144 Калининского района поддерживает статус образовательного учреждения повышенного уровня с углубленным изучением предметов физико-математической направленности. Поэтому, неслучайно, большое внимание в Отделении дополнительного образования детей уделяется развитию технической направленности.
Какой ребенок не любит играть, особенно в Лего! Лего-конструкторы «Звездный войны», «Хоббит», «Города», домики для Барби и многое-многое другое – это игрушки XXI века. В последнее десятилетие широкое распространение в начальной школе получили ЛЕГО-технологии, которые позволяют осуществить плавный переход от игровой и предметной деятельности к деятельности учебной.

В российских образовательных программах робототехника приобретает все большее значение. Основой ее является практическая и продуктивная направленность знаний, позволяющая создавать условия для самовыражения и успеха обучающихся, формирование у учащихся начальной школы целостного представления о мире техники, устройстве конструкций, механизмов и машин, их месте в окружающем мире.

В 2012 г. в нашем лицее появились Лего конструкторы, благодаря выигранному гранту.

Прошло всего полтора года, а нами уже получены положительные результаты в этом направлении. В данной работе я представляю свой опыт по внедрению робототехники в дополнительное образование младших школьников через использование конструктора Перворобот LEGO®WeDo™ .

Работа в объединении «Робототехника» ведется по модифицированной программе «Лего робот», которая разработана в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта начального общего образования с учетом особенностей первой ступени общего образования, а также возрастных и психологических особенностей младшего школьника.

Курс образовательной робототехники позволяет объединить занятия конструированием и программированием, что способствует развитию познавательных интересов, интегрированию знаний по информатике и физике с развитием инженерного мышления через техническое творчество.

Обучающиеся создают модели роботов, программируют, работают исследователями, создают свои проекты.

Проектно-исследовательская деятельность на занятиях робототехники позволяет сместить акцент с процесса пассивного накопления обучающимися суммы знаний на овладение ими способами деятельности, что способствует формированию у учащихся начальной школы ключевых компетенций.

Конструирование позволяет развивать коммуникативные навыки обучающихся за счет активного взаимодействия детей в ходе групповой проектной деятельности. Они учатся работать в команде, получая навыки сотрудничества.

Занимаясь по этой программе, обучающиеся приобретают умения и знания:

• личностные: учебно-познавательный интерес к новому учебному материалу, выдвижение гипотезы решения проблемы, постановка цели проекта, умение работать в коллективе.
• предметные: овладение основами конструирования, моделирования, алгоритмизации, программирования, тестирования и отладки программы для созданных моделей.
• метапредметные: использование средств информационных технологий для решения различных учебно-творческих задач в процессе поиска информационного материала в процессе создания творческих проектов при конструировании моделей Лего.

Технология работы с конструктором LegoWeDo состоит из 4-х этапов:

Установление взаимосвязей. Создание каждой модели начинается с просмотра анимированной презентации с участием фигурок героев Маши и Макса. Обсуждается тема занятия..

Конструирование. На этом этапе ребята создают свои модели и, используя программную оболочку, программируют своего робота.

Творчество. Создание мультимедийных проектов на основе собранных моделей, используя информацию из сети Интернет, изучая программу Microsoft PowerPoint, такие проекты, как: «Мечты о лете», «Необитаемый остров», «Курьезы робототехники».

Рефлексия. Обдумывая и осмысливая проделанную работу, обучающиеся углубляют понимание предмета. Они укрепляют взаимосвязи между уже имеющимися у них знаниями и вновь приобретённым опытом, исследуют, какое влияние на поведение модели оказывает изменение ее конструкции: они заменяют детали, проводят расчеты, измерения, оценки возможностей модели, создают отчеты, проводят презентации, придумывают сюжеты, пишут сценарии. На этом этапе - прекрасные возможности для оценки достижений ребят.

Использование LEGO конструктора в дополнительном образовании повышает мотивацию учащихся к обучению, т.к. при этом требуются знания практически из всех учебных дисциплин. Создавая модели роботов, программируя их, обучающийся использует их для решения задач из курсов естественных наук, технологии, информатики, математики, развития речи.

При создании моделей ребенок узнает много нового о явлениях и закономерностях окружающего мира, законах физики: изучение процесса передачи движения и преобразования энергии в машине; идентификация простых механизмов, работающих в модели, включая рычаги, зубчатые и ременные передачи; ознакомление с более сложными типами движения.

Робототехника – это не только конструирование, но и программирование, которое тесно связано с математикой. Это измерение времени в секундах, установление взаимосвязи между расстоянием до объекта и показанием датчика расстояния.

При создании сценария проекта, его защите обогащается словарный запас, что положительно влияет на развитие речи.
В процессе обучения задания по конструированию моделей усложняются: от создания роботов по инструкциям ребята переходят к работе с видеороликами. Происходит формирования объемного пространственного воображения.

Важнейшей отличительной особенностью стандартов нового поколения является их ориентация на результаты образования, причем они рассматриваются на основе системно-деятельностного подхода. Используя знания, полученные по информатике, которая изучается с 1-го класса, ребята создают проекты в программах Paint, Microsoft PowerPoint, защищают их на занятиях, выступают с ними на научно-практических конференциях.

Особенно интересен был проект «Курьезы робототехники», в котором затрагивался вопрос современности «Какой друг лучше: живой или электронный?». И на примере японской собачки «Айбо» было доказано, что робот – это здорово, но друг должен быть настоящим. Практическая часть была представлена лего-роботом собакой, которая выполняла различные команды. Проект на конференции «Первые шаги» был удостоен призом «Зрительские симпатии».

Особенно важно для ребенка признание родителями его способностей. Большой популярностью в ОДОД пользуется День открытых дверей, на котором ребята с удовольствием демонстрируют родителям свои модели. К концу занятия родители из пассивных зрителей становятся активными участниками образовательного процесса и увлеченно с детьми конструируют модели и участвуют в соревнованиях.

Успехи ребенка при создании моделей на занятии, в состязаниях и конкурсах являются положительным результатом освоения программы. Ребята из объединения «Робототехника» участвуют в олимпиаде по информатике, представляют свои работы на конкурсах-выставках компьютерной открытки в Калининском районе.
В 2013 году команда объединения «Робототехника» лицея участвовала в городских состязаниях «Юный техник» и стали лауреатом. Также диплом лауреата был получен на городском творческом конкурсе.

Несмотря на положительные результаты внедрения робототехники в дополнительное образование лицея, остается еще много вопросов, которые надо решать. Это ограниченное число наборов конструкторов, поэтому невозможно охватить всех желающих заниматься в объединении «Робототехника», недостаточно опыта в преподавании данной дисциплины (занимаемся самообразованием), не хватает единомышленников в районе.

В связи с широким спектром образовательных задач, которые ставятся ФГОС, использование образовательной робототехники следует рассматривать как наиболее эффективный способ их решения.