Введение элементов робототехники на уроках технологии в условиях реализации образовательных стандартов нового поколения.

Лугманов Рафис Мавлавиевич, учитель технологии МБОУ СОШ №7, г Ноябрьск

«Любая нация для повышения своей конкурентоспособности может опираться на три составляющих: инвестиции в новые методы образования помогут воспитывать интеллектуалов, инвестиции в исследования – порождать умные идеи, а подходящая среда позволит первым создавать второе».

Доктор Крейг Барретт (Craig Barrett)

С введением ФГОС существенно изменяется характер обучения в современном образовательном учреждении. Выполнение требований, предъявляемых федеральными государственными образовательными стандартами к метапредметным результатам освоения основной образовательной программы в части формирования и развития у обучающихся общепользовательской компетентности в области использования новых технологий, формирования «умений рационально использовать широко распространенные инструменты и технические средства», невозможно без построения современной инфраструктуры образовательного учреждения.

Наша школа, двигаясь в данном направлении, участвует во многих нововведениях, которые реализуются в системе   образования, и добивается высоких результатов:

- В 2007 году – школа – победитель конкурсного отбора общеобразовательных учреждений, внедряющих инновационные образовательные программы в рамках ПНПО;

- С 2008 года школа становится пилотной площадкой по опережающему введению ФГОС начального общего образования. В 2012-2013 учебном году - 5а класс обучается в опережающем режиме по образовательным стандартам основного общего образования нового поколения.

- в 2009, 2011 годах - школа включена в Национальный реестр «Ведущие образовательные учреждения России».

- в 2010 году – победитель окружного конкурса инновационных проектов школы ступеней (старшая ступень) «Внедрение модели многопрофильной школы старшей ступени обучения» (грант 3 000 000 рублей).

- в 2011 году – школа награждена золотой медалью за проект "Внедрение модели многопрофильной школы старшей ступени обучения во Всероссийском конкурсе "УЧИТЕЛЬ! ПЕРЕД ИМЕНЕМ ТВОИМ..."

С 2011 года – по итогам окружных конкурсов школа становится площадкой для реализации инновационных образовательных проектов: «Внедрение модели многопрофильной школы на старшей ступени обучения», «Школьный технокласс как центр образовательных ресурсов».

В рамках реализации данных проектов школой были приобретены поливалентный зал, мобильный компьютерный класс (кроме него еще 3 компьютерных класса), комплекты Лего-конструкторов и другое оборудование.

Я, как учитель технологии, и как руководитель кружка «Робототехника», хочу остановиться именно на использовании Лего- конструкторов в своей педагогической деятельности. Конструирование на уроках технологии и внеурочной деятельности помогает моим ученикам осваивать основы робототехники.

Успешному использованию Лего-конструкторов в образовательном процессе способствуют такие, характерные для них, особенности как:

• универсальность: возможность использования в начальном, основном общем и среднем (полном) общем образовании.
• межпредметность: использование на уроках и внеурочной деятельности естественнонаучного и гуманитарного циклов.
• нетрадиционность: конструкторы развивают творческие, исследовательские, нешаблонные способы деятельности.

Знакомство с роботами и освоение первых программных продуктов для моих учеников началось с посещения кружка «Роботехника». Кружок функционирует второй год. Занятия проводятся два раза в неделю для обучающиеся 2-4 и 5-8 классов в рамках дополнительного образования.

Во 2-4 классах, обучающихся по новым стандартам, занятия проводятся с использованием лего- конструкторов : набора 9660 «Первые конструкции», набора 9630 «Машины механизмы и конструкции с электроприводом» , набор 9618 «Мосты и сооружения» и конструктора ПервоРобот LEGOWeDo.

В 5-8 классах занятия проводятся с использованием, в основном, конструктора ПервоРобот NXTбазовый набор и ПервоРобот NXT ресурсный набор.

Несмотря на небольшой опыт в конструировании, у нас уже есть определенные успехи. Городским Молодежным центром творчества «Вектор», который является Ресурсным центром Всероссийской программы «Робототехника: инженерно-технические кадры инновационной России» ежегодно проводятся соревнования роботов. Наша команда «Легострой» принимает в них активное участие и занимает призовые места во всех категориях.

Мы были участниками окружных и межрегиональных соревнований:

- В октябре 2012 года г. Муравленко прошел Первый окружной конкурс юных изобретателей и рационализаторов «От замысла к воплощению», где мы представили проект «Робот- дворник;

- В декабре 2012 годав г. Челябинске в рамках Всероссийской научно - практической конференции «Инженерные кадры современной России: от школы до производства» мы приняли участие в открытых межрегиональных соревнованиях, где заняли 4 место в категории «Шагом марш».

В целях совершенствования методического мастерства в течение года я и мои коллеги:

- принимали участие в серии вебинаров по теме «Лего как средство формирования познавательных и творческих способностей учащихся в условиях ФГОС»;

- знакомились с опытом челябинских, московских педагогов, которые уже на протяжении нескольких лет используют лего-конструкторы в обучении;

- в рамках городских отрытых мероприятий обменивались своими знаниями и опытом с коллегами, работающими в данном направлении.

Кроме этого, наши челябинские коллеги провели для нас практико- ориентированные курсы по основам конструирования и самое главное, программирования, чему мы безгранично благодарны им.

Все вышесказанное помогло мне при разработке рабочей программы по технологии для 5 класса и ее реализации в условиях опережающего внедрения ФГОС основного общего образования.

Имея уже определенный опыт работы с конструкторами, могу сказать, что было бы ошибкой не использовать современное оборудование и технические возможности кабинета технологии на своих уроках.

Как известно, в основе Стандарта лежит системно-деятельностный подход. Поэтому считаю, что применение лего-конструкторов, элементов робототехники дают возможность усилить практико-ориентированный, прикладной характер обучения, позволяют внедрять образовательные программы нового поколения в рамках федеральных государственных образовательных стандартов.

Рабочая программа по технологии для 5 класса составлена на основе федерального государственного образовательного стандарта, учебного плана, примерной программы основного общего образования по технологии с учетом примерной   программы по учебному предмету Технология 5-9 классы (Примерные программы по учебным предметам. Технология. 5-9 классы: проект – М. : Просвещение, 2010. – 96с. – (Стандарты второго поколения.) – ISNB 978-5-09-020557-3.) и примерной программы основного общего образования по технологии. Направление «Технический труд» (Т.Б. Васильева, И.Н. Иванова, Технология. Содержание образования: Сборник нормативно-правовых документов и методических материалов. – М. Вентана-Граф 2008 г., стр.144-182).

В примерной программе выделены инвариантная обязательная часть в объеме 128 ч и вариативный авторский компонент, рассчитанный на 42 ч (25% всего учебного времени), который призван расширить или углубить примерную программу. Исходя из этого, 20 часов отведенные на вариативную часть, в 5 классе были распределены следующим образом:

• 2 часа выделены на расширение содержания темы «Электромонтажные и сборочные технологии»

8 часов - на расширение содержания темы «Исследовательская и созидательная деятельность». В рамках этих часов выполняются проектные работы, на выполнение которых обычно не хватает времени).

• 10 часов определены на углубление некоторых разделов примерной программы и изучение тем, которые отсутствуют в ней. В частности, в примерной программе отсутствует раздел «Машины и механизмы. Графическое представление деталей и соединений».

Изучаемые дидактические единицы определены и развернуты в соответствии с примерной программой основного общего образования по технологии (направление «Технический труд» (Т.Б. Васильева, И.Н. Иванова, Технология. Содержание образования: Сборник нормативно-правовых документов и методических материалов. – М. Вентана-Граф 2008 г., стр.144-182), которые так же не противоречат требованиям ФГОС .

Данный раздел способствует расширению и углублению тематики машинной обработки материалов, повышению интереса к конструированию и моделированию. Включение данной темы еще обусловлено материально-техническими возможностями кабинета и необходимостью введения новых технологии в образовательный процесс, в частности Лего-технологии. Наборы Лего ориентированы на регулярную, тематическую, проектную работу, позволяют изучать технологии автоматизированного управления и являются самым простым способом введения учащихся в курс робототехники. Простой интерфейс позволяет объединить конструкцию из Лего и компьютеров в единую модель современного устройства с автоматизированным управлением.

Немного остановлюсь на том, как реализуется содержание примерной программы с введением дополнительного раздела в соответствии с дидактическими единицами.

Элемент тематического плана в 5а классе выглядит так, где знаком «+» обозначены часы за счет вариативной части.

Примерный тематический план 5 класс (ФГОС)

Механизмы технологических машин (4 час)

Основные теоретические сведения

Механизмы и их назначение. Ременные и фрикционные передачи. Детали механизмов. Условные обозначения деталей и узлов механизмов и машин на кинематических схемах. Чтение и построение простых кинематических схем.

Практические работы

Чтение кинематических схем простых механизмов. Сборка моделей механизмов из деталей конструктора типа “Конструктор-механик”. Проверка моделей в действии. Количественные замеры передаточных отношений в механизмах.

Раздел «Машины и механизмы. Графическое представление деталей и соединений» в календарно- тематическом планировании разбит на 10 уроков и представлен на следующем слайде.

Углубление содержания осуществляется за счет возможностей учебного кабинета: методической базы и оснащенности необходимым оборудованием.

Занятия по данной тематике я проводил, используя набор 9630 «Машины механизмы и конструкции с электроприводом». Первое занятие посвящается знакомству с конструктором, названиям деталей, правилам сборки конструкции с непосредственным определением дидактических единиц. На последующих занятиях можно предложить собрать конструкцию на основе кинематической схемы, рисунков, инструкции.

Интересные задания можно придумать, используя изображения узлов машин и механизмов с деталями, которых нет в нашем конструкторе, и дети со временем учатся быстро находить им замену. Иногда такой поиск переходил в предложение более оригинальной идеи. Занятия с использованием лего- конструкторов проходят, всегда, очень плодотворно. Детям интересно, повышается интерес к изучаемому предмету. После таких занятии,   дети с удовольствием изучают уже устройства станков. Они знают названия частей механизмов, для чего они нужны, условные обозначения. И сами смогут попробовать рассказать принцип действия и начертить кинематическую схему.

В заключение хотелось бы сказать, что планы на будущее тоже есть. Администрация планирует выделить часы на внеурочную деятельность для будущих пятиклассников. В рамках этих часов будут проводиться интегрированные с информатикой, математикой, экономикой и окружающим миром занятия по робототехнике.

Будет продолжена работа с обучающимися 6, 7 классов на уроках и внеурочной деятельности. Очень интересные занятия ,на мой взгляд, можно провести при изучении темы «Электротехнические устройства с элемента­ми автоматики» с использованием конструкторов ПервоРобот NXT.

Думаю, нашими стараниями, все у нас получится. И нам удастся воспитать, вырастить достойное, культурное во всех отношениях молодое поколение, готовое поддерживать конкурентоспособность нашей страны.

Источник