Номинация

Методические материалы по сопровождению одаренных детей средствами предметных лабораторий, центров образовательной робототехники

Елпанова Наталья Павловна

elpanova-natalya@mail.ru

Муниципальное бюджетное

общеобразовательное учреждение

начальная общеобразовательная школа

№95 г. Челябинска

Аннотация работы

Организация центра образовательной робототехники в МБОУ НОШ № 95 г. Челябинска способствует успешному сопровождению одарённых детей в области технического творчества. Эффективность подтверждается участием и победами в различных конкурсах и соревнованиях по робототехнике и легоконструированию. Центр является базой поддержки детей, обладающих техническими способностями. Перед школьниками открываются широкие возможности реализации своих творческих замыслов. В основе функционирования центра лежит образовательная программа «Робототехника», элементы которой представлены в статье.

Развитие технических способностей средствами центра образовательной робототехники.

В современном мире стремительно развивается техническая отрасль. Сложившиеся условия служат предпосылкой для реализации творческих возможностей личности, имеющей безграничный потенциал в биологическом отношении. На первый план выступает задача поиска подходов, технологий, методик для реализации творческого потенциала, выявления скрытых резервов личности.

Федеральный государственный образовательный стандарт устанавливает требования к результатам освоения основной образовательной программы начального общего образования. Государство делает социальный заказ на личность:

·                   способную использовать приобретенные знания и умения для творческого решения несложных конструкторских, художественно-конструкторских (дизайнерских), технологических и организационных задач;

·                   способную решать проблемы творческим и поисковым путём;

·                   умеющую планировать, контролировать и оценивать учебные действия;

·                   определяющую эффективные способы достижения результата;

·                   использующую различные способы поиска, сбора, обработки, анализа, передачи информации [6].

Исходя из этого, первоочередная задача образовательной системы обеспечить реализацию установок заявленных государством и обществом. Необходимо организовать сопровождение ребёнка таким педагогом, который будет способствовать развитию творческого потенциала личности, а также создание специальных условий для расширения возможности изобретательства, свершения творческого замысла, проведение опытно-поисковых исследований школьниками, совершенствование способностей одарённых и талантливых детей.

Б.М. Теплов под способностями понимает – индивидуально-психологические качества, от которых зависит успешность выполнения деятельности и которые не сводятся к знаниям и умениям [2]. С.Л. Рубинштейн рассматривает способности как свойства и особенности (индивидуальные особенности) человека, которые делают его пригодным к успешному выполнению определённых видов общественно-полезной деятельности [5]. Способности определяют успехи человека в каких-либо видах деятельности. Это могут быть способности музыкальные, художественно-творческие, литературные, лингвистические, математические, технические, спортивные и так далее.

Рассмотрим понятие технические способности в психолого-педагогической литературе.

Технические способности - взаимосвязанные и проявляющиеся независимо друг от друга личностные качества: к обращению с техникой, к пониманию техники, к изготовлению технических устройств, к техническому изобретательству. При этом стоит учитывать, что такая работа требует особых умственных способностей, а также высокого уровня развития мелкой моторики рук, ловкости. Л. Терстон рассматривает технические способности как общие умственные [8]. Исследователи В.Ю. Шурыгин, А.В. Дерягин под техническими способностями понимают взаимосвязанные и проявляющиеся независимо друг от друга качества к пониманию вопросов, связанных с техникой, к изготовлению технических устройств, к техническому изобретательству. Это способности, которые выявляются в непосредственной работе с техническим оборудованием или его различным частями. При этом такая работа требует особого рода умственных способностей, а также высокого уровня развития сенсомоторных способностей [1].

На наш взгляд технические способности – это личностные качества человека, позволяющие ему достигать особых успехов при создании различных приспособлений, механизмов и устройств. У такой личности должна быть хорошо сформирована мелкая моторика, пространственное представление, логическое мышление, а также должен быть высокий интеллектуальный уровень.

В МБОУ НОШ № 95 г. Челябинска развитию технических способностей у школьников способствует центр образовательной робототехники, который был создан в 2012 году. Нами была разработана образовательная программа по «Робототехника».

Цель программы: развитие общеучебных навыков детей старшего дошкольного возраста и учащихся 1-4 классов с помощью моделирования и программирования конструктора «Лего».

Задачи программы:

- развитие общеучебных, коммуникативных умений;

- формирование элементов информационной культуры через навыки информационного видения явлений и процессов окружающего мира при создании моделей (текст, диаграмма, рисунок, модель конструктора);

- формирование навыков программирования;

- развитие образного и логического мышления, мелкой моторики руки и творческих способностей;

- развитие технического мышления, формирование умения самостоятельно решать поставленную задачу через реализацию метопредметных связей;

- развитие коммуникативных умений и способность строить комфортные коммуникативные отношения в микрогруппе и коллективе.

- создание условий для творческого развития личности ребенка;

- развитие мотивации личности к познанию и творчеству;

- обеспечение эмоционального благополучия ребенка;

- приобщения обучающихся к общечеловеческим ценностям;

- профилактика асоциального поведения.

Образовательные конструкторы позволяют учащимся:

- проявлять творческих подход к решению поставленных задач;

- распределять обязанности в группе;

- создавать программируемые модели реальных и фантастических объектов [7].

Особенностью реализации программы является использование образовательных конструкторов, так как образовательный конструктор и программное обеспечение к нему представляют детям прекрасную возможность учиться на собственном опыте. Учение происходит успешно, когда ребенок вовлечен в процесс создания значимого и осмысленного продукта. Важно, что в конструировании и программировании ребенок строит свои знания, а учитель лишь консультирует работу. Программное обеспечение отличается понятным интерфейсом, позволяющим ребенку постепенно превращаться из новичка в опытного пользователя. На занятиях мы используем следующие формы работы:  эвристическая беседа, решение проблемных задач, практическая работа (конструирование и программирование), викторины, игровые приёмы и др.

Курс программы рассчитан на обучение в течение одного учебного года 1 раз в неделю.

Содержание дополнительной образовательной программы по робототехнике с использованием конструктора «Первые механизмы»,

WeDo с детьми 6-7 лет (1 класс)

№ п/п	Название раздела	Количество часов
		По авторской программе	По рабочей программе
1.	Введение.	1	1
2.	Знакомство с LEGO. Первые конструкции	15	15
3.	Знакомство  и программирование  LEGO education «WeDo»	17	17
ИТОГО:		33	33

1 год обучения

Учебно-тематический план дополнительной образовательной программы по робототехнике с использованием конструктора

Раздел	Дата		Тема урока	Основные виды и формы деятельности ученика
	п/п	п/ф
Введение			Введение. История LEGO. Первые конструкции.	Рассказ истории LEGO. Просмотр отрывка из мультика об истории. Знакомство с деталями. Игра «Сделай как я»
Знакомство с LEGO. Первые конструкции			LEGO «Железная дорога» паровозы,  пассажирский поезд	Урок проводится в форме викторины, загадки, ребусы по теме. Конструирование. Выставка работ.
			LEGO «Железная дорога»  товарный поезд,  станция, перрон,  депо, вокзал.	Коллективная работа - конструирование вокзала.
			LEGO «Город»  дом для семьи.	Беседа «Какие бывают дома», конструирование дома для семьи.
			LEGO «Город» небоскрёбы, сады и памятники города	Коллективная работа - конструирование городских улиц.
			LEGO «Город»  большая городская больница, большой зоопарк	Задание-шифр – дети разгадывают задание и делают конструкцию по замыслу. Выставка работ.
			LEGO «Город»  пожарная станция, полицейский участок	Беседа о городских службах, об их значимости. Творческое конструирование пожарной станции и полицейского участка.
			LEGO «Город»  школы, магазины,  строительная площадка	Коллективное сочинение сказки о городе. Конструирование. Выставка работ.
			LEGO «Транспорт» легковой и грузовой транспорт	Игра «Светофор». Презентация «Какой бывает транспорт». Изобретение нового вида транспорта. Конструирование.
			LEGO «Транспорт»  пассажирский и служебный транспорт	Беседа «Как вести себя в общественном транспорте», «Какой бывает служебный транспорт». Конструирование. Выставка работ.
			LEGO «Транспорт»  строительный, воздушный и водный транспорт	Игра «Пульт». Конструирование. Рассказ о конструкциях.
			LEGO «Транспорт»  авторемонтная мастерская	Конструирование универсального транспорта. Сочинение рассказа об изобретённом транспорте. Работа в паре.
			LEGO «Космос» космодром, космическая станция	Игра «Да, нет». Эвристическая беседа «Что я знаю о космосе». Конструирование в группах.
			LEGO «Космос»  Шаттл	Урок-путешествие. Конструирование космического корабля.
			LEGO «Космос»  звери, рыбы, птицы, насекомые	Игра «Цепочка». Конструирование. Выставка и творческий рассказ о конструкции.
			LEGO «Животные»  динозавры	Игра «Машина времени». Конструирование древних животных. Выставка работ.
LEGO education «Первые механизмы»			LEGO «Первые механизмы».	Презентация «Язык LEGO». Конструирование
			LEGO «Первые механизмы». Зубчатые передачи, ременные передачи.	Конструирование моделей с повышенной передачей движения; с пониженной передачей движения. Сравнение получившихся моделей в действии.
			LEGO «Первые механизмы». Нестандартные соединения	Конструирование с использованием различных соединений и при помощи различных фиксаторов. Выявление наиболее устойчивого соединения.
			LEGO «Первые механизмы». Качели	Конструирование по технологическим картам Решение проблемных задач
			LEGO «Первые механизмы». Вертушка	Решение проблемных ситуаций. Конструирование по технологическим картам. Экспериментирование, решение проблемных задач.
			LEGO «Первые механизмы». Машинка со спидометром	Игра «Зеркало». Конструирование, решение проблемных задач
			LEGO «Первые механизмы». Машинка с механическим двигателем	Схематичная зарисовка (вид сверху, сбоку, прямо). Конструирование по технологическим картам. Экспериментирование
			LEGO «Первые механизмы». Хоккеист	Конструирование по технологической карте. Игра в мини-хоккей
			LEGO «Первые механизмы». Собачка	Игра «Узнай по голосу» Конструирование. Выставка работ.
			LEGO «WeDo» Знакомство с деталями и программированием	Презентация «Язык LEGO». Создание элементарных программ.
			LEGO «WeDo» мотор и зубчатые колёса	Конструирование моделей с повышенной передачей движения; с пониженной передачей движения. Сравнение получившихся моделей в действии.
			LEGO «WeDo» шкифы	Конструирование с использованием различных соединений и при помощи различных фиксаторов. Выявление наиболее устойчивого соединения.
			LEGO «WeDo» датчики	Исследование датчиков. Лаборатория LEGO «WeDo».
			LEGO «WeDo» колёса и кулачок, вертушка	Решение проблемных ситуаций. Конструкции с различными типами колёс.
			LEGO «WeDo» Язык программирования	Изучение программы, составление простейших программ для своих конструкций.
			LEGO «WeDo» творческий проект	Конструирование под диктовку (проверочная работа). Творческие проекты из конструктора LEGO «WeDo»
			Творческая проектная работа	Конструирование и презентация своих работ

Содержание дополнительной образовательной программы по робототехнике с использованием конструктора NXT с детьми 8-9 лет

 (2 класс)

№ п/п		Название раздела	Количество часов
			По авторской программе		По рабочей программе
1.		Введение	2		2
2.		LEGO «WeDo»  Программирование LEGO «WeDo»	26		26
3.	Создание  проекта		5		5
ИТОГО:				33	33

2 год обучения

Учебно-тематический план дополнительной образовательной программы по робототехнике с использованием конструктора LEGO «WeDo», NXT с детьми 8-9 лет ( 2 классы)

Раздел	Дата		Тема урока	Основные виды и формы деятельности ученика
	п/п	п/ф
Введение			Введение. История LEGO. Первые конструкции.	Рассказ истории LEGO. Знакомство с деталями. Игра «Сделай как я»
			Роботы вокруг нас. Техника безопасности на уроке.	Беседа, просмотр презентации «Роботы вокруг нас». Показательное выступление робота
Конструирование LEGO «WeDo» Программирование WeDo			LEGO «WeDo»  обезьянка-барабанщица	Игра «Зеркало». Конструирование обезьянки-барабанщицы, создание музыкального оркестра.
			LEGO «WeDo»  голодный аллигатор	Схематичная зарисовка (вид сверху, сбоку, прямо). Конструирование хищника.
			LEGO «WeDo»  рычащий лев	Использование датчиков движения и датчиков звука. Урок проводится в игровой форме. Групповая работа.
			LEGO «WeDo» зоопарк	Игра «Узнай по голосу» Конструирование. Выставка работ.
			LEGO «WeDo» футбольный матч	Конструирование. Игра «Футбол».
			LEGO «WeDo» спасение самолёта	Решение проблемных ситуаций. Использование моторов LEGO «WeDo». Конструирование.
			LEGO «WeDo» непотопляемый парусник	Эвристическая беседа. Игра «Лабиринт». Конструирование парусника с двигательными механизмами.
			LEGO «WeDo» певчие птички	Беседа о птицах. Конструирование и программирование певчих птиц. Решение проблемных задач.
			LEGO «WeDo» волчёк	Конструирование и программирование крутящейся конструкции волчёк-юла.
			LEGO «WeDo» порхающая птица	Конструирование механизма с использованием моторов и датчиков.
			LEGO «WeDo» работа по схеме	Конструирование проекта помощник диск-жокея. Игра «Угадай мелодию».
			Итоговое занятие  по работе с «WeDo»	Создание собственного проекта «WeDo»
			Конструирование тележки  NXT	Повторение техники безопасности. Конструирование по инструкции. Работа в паре.
			Микропроцессоры, датчики, порты, моторы и правила работы с ними.	Исследование возможностей моторов, датчиков, портов. Изучение основного меню блока  NXT
			Пикторграммы и их соединение.	Изучение программы NXT 2.0. Основные пиктограммы, возможности соединения.
			Палитра команд.	Изучение основной палитры команд (движение, запись, звук, экран, цикл)
			Программирование датчика света	Программирование. Обнаружение черты. Реакция на свет. Движение по чёрной линии.
			Программирование датчика звука	Программирование. Обнаружение звука. Управление скоростью по звуку.
			Программирование датчика касания	Программирование. Обнаружение касания. Создание сенсорного бампера. Создание пульта из датчиков касания.
Создание  проекта			Программирование датчика движения	Программирование. Определение расстояния. Контроль расстояния. Сенсорный бампер.
			Сохранение команд, программ	Сохранение команд, программ на компьютере, на блоке NXT. Чистка памяти блока NXT.
			Конструирование и программирование движения и поворотов	Программирование движения по квадрату, разворот на месте, ускорение, плавный поворот.

Содержание дополнительной образовательной программы по робототехнике с использованием конструктора NXT с детьми 9-10 лет (3-4 класс)

№ п/п		Название раздела	Количество часов
			По авторской программе		По рабочей программе
1.		Введение	2		2
2.		Конструирование и программирование «Экограда»	5		5
3.		Программирование и конструирование NXT	21		21
4.	Создание  проектов		5		5
ИТОГО:				33	33

2 год обучения

Учебно-тематический план дополнительной образовательной программы по робототехнике с использованием конструктора NXT с детьми 9-10 лет

 ( 3-4 классы)

Раздел	Дата		Тема урока	Основные виды и формы деятельности ученика
	п/п	п/ф
Введение			Повторение. Структура интерфейса, меню, панели инструментов окна.	Беседа. Просмотр презентации «Язык Lego». Повторение основных элементов программирования. Игра «Пульт»
			Техника безопасности. Моделирование, конструирование моста.	Обсуждение техники безопасности и правил поведения в классе. Конструирование различных моделей мостов: разводной, передвижной, с укреплениями. Выявление наиболее устоичивой конструкции
Конструирование и программирование «Экограда»			Конструирование, программирование  «Экогорода»	Эвристическая беседа о городах их системах жизнеобеспечения. Конструирование «Экогорода» Программирование конструкций NXT, исследование функциональности «Экогорода». Решение проблемных задач. Проведение соревнований, прохождение многоуровневой системы в «Экограде».
			Пикторграммы и их соединение. Ветвления по датчикам.	Повторение и углубленное изучение программного обеспечения NXT. Особенности программирования датчиков
			Использование цикла и ветвления по датчикам.	Программирование робота на повторение действий и выполнение условий
			Задачи на программирование сервомоторов	Решение проблемных задач. Ускоренное движение робота, движение вперёд, назад, движение по спирали
Программирование и конструирование NXT Создание проектов			Дорожка с двумя программируемыми датчиками	Конструирование. Программирование. Прохождение дистанции
			Соревнования  -сумо	Урок-состязание. Конструкции с пониженной передачей. Выявление самого сильного робота. Задача вытолкнуть соперника из круга.
			Соревнования -спринтер	Урок-состязание. Конструкции с повышенной передачей. Выявление самого быстрого робота.
			Программирование дистанционного управления с датчиками касания, звука и цвета	Программирование. Изучение свойств датчиков. Использование устройства блютуз.
			Создание модели,  идущей по полосе препятствий.	Констуирование модели для полосы препятствий. Программирование.
			Создание полосы препятствий к программе робота	Программирование. Решение творческих задач.
			Работа по технологическим картам	Самостоятельная работа. Чтение программ. Создание программы для робота NXT
			Конструирование гоночной машины	Конструирование по схеме. Программирование, решение проблемных задач
			Конструирование и программирование робота-наездника «Сегвэй»	Конструирование по схеме. Программирование, решение проблемных задач
			Сборка и программирование робота «Альфарекс»	Конструирование по схеме. Программирование, решение проблемных задач
			Дистанционное управление роботом.	Программирование. Использование функции блютуз. Управление при помощи другого робота, при помощи телефона
			Конструирование и программирование «Робота -трансформера»	Конструирование по схеме. Программирование, решение проблемных задач
			Творческие проекты	Самостоятельная работа. Конструирование, программирование. Защита проектов

Информационная карта

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ

Ф.И.О. педагога	Елпанова Наталья Павловна
Тип программы	Адаптированная
Образовательная область	Научно-техническая
Направленность деятельности	Интеллектуальная
Способ освоения содержания образования	Творческо-исследовательский
Уровень освоения содержания образования	Общекультурный
Уровень реализации программы	Начальное основное образование
Форма реализации программы	Индивидуально-групповая
Продолжительность реализации программы	2 года

Таким образом, обобщая выше изложенное, мы пришли к выводу о том, что  центр образовательной робототехники становится базисом развития технических способностей у детей. Развитие технических способностей у школьников - это целенаправленное взаимодействие значимых взрослых с ребёнком по развитию его сенсомоторных возможностей (это активное конструирование), пространственного и творческого мышления (моделирование своего замысла и умение читать технологические карты), обеспечивающих основу индивидуальных способностей в области технического творчества.

Мониторинг осуществляется через наблюдение за работой учащихся в паре на занятиях и анализе продуктов совместной (2 человека) деятельности по следующим показателям:

- освоена сборка модели конструктора Лего серий WeDo и NXT;

- способны различать типы алгоритмов по последовательности шагов;

- умеют составлять простые программы для роботов с датчиками;

- владеют основными способами создания программируемых моделей по собственному замыслу.

Выход: командное участие в ежегодных городских конкурсах по робототехнике.

Библиографический список:

1.     Кураев Г.А. Психология человека / Г.А. Кураев, Е.Н Пожарская -  DJVU. Ростов-на-Дону, 2002. - 232 с.

2.     Лейтес Н.С. Возрастная одарённость и индивидуальные различия: избранные труды / Н.С. Лейтес. – М.: Издательство Московского психолого-социального института; Воронеж: ИздательствоНПО «МОДЭК», 2003. – 464 с.

3.     Образовательная робототехника в дополнительном образовании школьников: Методическое пособие /Сост. Гинзбург Е.Е., Винокуров А.В.-Йошкар-Ола: ОАНО «Инфосфера», 2011.-36с.

4.     Ридецкая О.Г. Психология одаренности / О.Г. Ридецкая - Учебно-практическое пособие. - М.: Евразийский открытый институт, 2010. - 374 с.

5.     Трубайчук Л.В.  Феноменология развития одарённости детей дошкольного возраста / Л.В. Трубайчук. – М.: Баласс, 2010. – 166 с.

6.     Филиппов С.А. Робототехника для детей и родителей / С.А. Филиппов.-СПб.: Наука, 2010.-195с.

7.     ФГОС Начальная школа. Утвержден приказом Минобрнауки России от 6 октября 2009 г. № 373; в ред. приказов от 26 ноября 2010 г. № 1241, от 22 сентября 2011 г. № 2357

8.     Электронный ресурс: [http://ru.wikipedia.org].