Обучение программированию с применением Lego-конструкторов

В наше время, во время информационных технологий большую актуальность приобретает образовательная робототехника. Процесс информатизации не стоят на месте, вовлечение робототехники в школьный процесс принимает всё большие обороты, использование робототехники на уроках информатики приобретает всё большую значимость и популярность. Так же робототехника всё чаще используется на уроках физики. Основным инструментом робототехники является LEGO-конструктор. Умение ученика конструировать с помощью LEGO-конструктора позволяет ему моделировать сложные процессы, окружающие его в жизни, а возможность запрограммировать собранную модель даёт возможность проверить её на работу, привести в действие [1].

Робототехника представлена учащимся технологией 21 века, способствует развитию их коммуникативных способностей, развивает навыки взаимодействия, развивает их реакцию, мыслительные процессы помогает раскрыть творческий потенциал, позволяет проявиться творческой составляющей, а также обеспечивает возможность проявления алгоритмического мышления на этапе программирования. Дети и подростки лучше понимают, когда они что-либо самостоятельно создают или изобретают. Данная стратегия обучения реализуется с помощью образовательной среды LEGO.

Новые ФГОС требуют освоения основ конструкторской и проектно-исследовательской деятельности [4].

Сейчас очень важно, чтобы специалисты в области робототехники обучали ребёнка решать множество задач, при помощи автоматизированных сооружений, которые он сможет сам, как придумать, спроектировать, защищать, так и воплотить его в реальной модели, т.е. непосредственно сконструировать и запрограммировать [6].

В настоящее время в России развиваются нанотехнологии, электроника, механика и программирование, активно развиваются компьютерных технологий и робототехники. Если интегрировать преподавание таких предметов как информатика, физика, математика, технология, черчение, естественные науки с развитием инженерного мышления и всё это объединить через техническое творчество, то во многом успехи нашей страны в XXI веке будут определять не природные ресурсы, а уровень интеллектуального потенциала, который определяется уровнем самых передовых на сегодняшний день технологий.

В Саранске развивается недавно открывшийся детский технопарк «Кванториум». Рапалагается он на базе Технопарк – Мордовия.

«Кванториум» – федеральная сеть детских технопарков, новый российский формат дополнительного образования детей в сфере инженерных наук, основанный на проектно – командной деятельности.

«Кванториум» – это среда ускоренного развития технических способностей детей; пространство интеллектуальной смелости; условия для формирования изобретательского мышления; опережающие технологии развития детей; платформа создания нового российского образовательного формата для детей в области инженерных наук, основанного на проектной командной деятельности.

В «Кванториуме» Саранска занимаются дети с младших классов школы. Данный центр разделён на 7 основных направлений или «Квантов»: «IT-технологии», «Робототехника», «Нанотехнологии», «Биотехнологии», «Автотехнологии», «Аэротехнологии», «Лазерные технологии».

Итогом обучения будет уникальный проект, созданный ребёнком.

Техническое творчество – мощный инструмент синтеза знаний, закладывающий прочные основы системного мышления.

В процессе конструирования и программирования дети могут получить дополнительные знания втаких областях: информатика, физики, механика, электроника, программирование [5].

Использование LEGO-конструкторов в учебной и внеурочной деятельности мотивирует учащихся к обучению, т.к. при этом требуются знания практически из всех учебных дисциплин от искусств и творчества до математики и естественных наук.

Одной из важных характеристик представляется тренировка работы как в коллективе, так и развитие самостоятельного технического творчества.

Изучая простые механизмы, ребята учатся работать руками (развитие мелких и точных движений), развивают элементарное конструкторское мышление, развивают мелкую маторику, фантазию, изучают принципы работы многих механизмов.

LEGO позволяет учащимся:

·     совместно обучаться в рамках одной команды;

·      распределять обязанности в своей команде;

·     проявлять повышенное внимание культуре и этике общения;

·     проявлять творческий подход к решению поставленной задачи;

·     создавать модели реальных объектов и процессов;

·     видеть реальный результат своей работы.

Робототехника – это область науки и техники, связанная с разработкой и применением роботов, а также компьютерных систем для управления ими, сборе и обработки информации [3].

В данное время робототехнические конструкторы используются для проведения демонстрационных учебных экспериментов по информатике, физике, математике и основам безопасности жизнедеятельности. Все это помогает познакомить ребенка с законами реальной жизни и особенностями функционирования восприятия этого мира кибернетическими механизмами [2].

Программирование роботов в основном осуществляется в объектно-ориентированных средах, таких как: LEGO Mindstorms Education EV3, Lego Education WeDo, Rogic Program, LabVIEW и др., программирование в которых визуальное, осуществляется перетаскиванием блоков

В Мордовии всё большую популярность приобретает робототехника, кружки, секции, клубы. За короткое время изобретательством стали заниматься несколько сотен детей. Сейчас в республике организовано более 20 клубов юных изобретателей. Дети разрабатывают самые разные модели – электронные погрузчики, автомобили, лодки и самолеты. И каждая конструкция имеет шансы на серийное производство в будущем в реальном масштабе.

На территории Саранска образовано несколько ЦМИТов. Один из которых Центр молодежного инновационного творчества «МИР-3D» (ЦМИТ «МИР-3D»). Это современная высокотехнологичная площадка для привлечения детей и молодежи к научно-техническому творчеству, формирования у них основ научно-технической грамотности, мотивации к получению инженерно-технического образования и закрепления молодежи в наукоемких сферах производства. На базе ЦМИТ «МИР-3D» функционирует лаборатория «Увлекательная робототехника», инструментами которой является образовательные конструкторы и робототехника: Lego WeDo, LEGO Mindstorms, ТЕХНОЛАБ «Исследовательский уровень»

Во многих школах Саранска образованы кружки по робототехнике. Так, например в МОУ «СОШ №9» существует кружок «Основы робототехники». Предназначен для работы с младшими школьниками. Работа ведётся с конструктором Lego WeDo.

Работа с образовательными конструкторами LEGO позволяет школьникам в форме познавательной игры узнать многие важные идеи и развить необходимые в дальнейшей жизни навыки.