ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РОБОТОТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ПРИ ОБУЧЕНИИ ИНФОРМАТИКЕ В НАЧАЛЬНОЙ ШКОЛЕ В ЗДОРОВЬЕСБЕРЕГАЮЩИХ УСЛОВИЯХ

By | 23.04.2018
Статья опубликована в рамках: Международной научно-практической интернет-конференции «Актуальные проблемы методики обучения информатике в современной школе» (Россия, г.Москва, МПГУ, 24-26 апреля 2018г.)

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РОБОТОТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ПРИ ОБУЧЕНИИ ИНФОРМАТИКЕ В НАЧАЛЬНОЙ ШКОЛЕ В ЗДОРОВЬЕСБЕРЕГАЮЩИХ УСЛОВИЯХ

Лягинова Ольга Юрьевна
кандидат педагогических наук, доцент

ФГБОУ ВО «Череповецкий государственный университет»
Россия, г.Череповец, e-mail: LyaginovaOY@chsu.ru

Лавров Владимир Валерьевич
аспирант, ФГБОУ ВО «Череповецкий
государственный университет
»
Россия, г.Череповец, e-mail: justvlade@mail.ru

Москвин Денис Сергеевич
студент, ФГБОУ ВО «Череповецкий
государственный университет
»
Россия, г.Череповец, e-mail: LyaginovaOY@chsu.ru

В настоящее время в России принята программа «Цифровая экономика Российской Федерации», в рамках реализации которой поставлена задача формирования среды, создающей условия для развития цифровых платформ и технологий, эффективного взаимодействия субъектов рынков и отраслей цифровой экономики и охватывающей нормативное регулирование, информационную инфраструктуру, кадры и информационную безопасность. Особое внимание уделяется развитию перспективных и критических технологий шестого научно-технологического уклада, включая информационные технологии, в большинстве стратегий развития субъектов Российской Федерации.

Решение поставленных задач, требует подготовленных специалистов, обучение которых начинается на ступени начального общего образования. Считаем, что особое внимание в данных условиях следует уделить изучению информатики, в рамках которой происходит формирование алгоритмического (компьютерного) мышления школьников, основное знакомство с различными информационными технологиями, обеспечением информационной безопасности при работе с ними. В современных условиях недостаточно быть только пользователем технологий, ключевым становится формирование алгоритмического мышления, компетенций школьников в области программирования, что обеспечивает понимание логики, стоящей за программами и интерфейсами, их возможностей и ограничений. Неудивительно, что большое внимание в настоящее время уделяется робототехнике, которой занимаются дети, начиная с младшего школьного возраста. Обычно в рамках таких занятий используются конструкторы Lego Mindstorms, позволяющие собрать робота из имеющихся деталей по инструкции или на основе собственного плана, написать программу для управления роботом на компьютере или планшете, используя специализированную программную среду, а также управлять действиями робота при помощи написанной программы с компьютера или планшета. Данная технология реализуется обычно в рамках системы дополнительного образования, т.к. у большинства общеобразовательных школ нет финансовых возможностей обеспечить закупку необходимого количества комплектов Lego Mindstorms, чтобы обеспечить каждого обучающегося всеми необходимыми узлами. Сборка робота – длительный процесс, который не укладывается в формат 45-минутного урока, если один обучающийся начал сборку робота и не успел ее закончить за урок, то другой обучающийся уже не сможет использовать данный комплект. Кроме того, программирование созданного робота и управление им также занимает продолжительное время, которое обучающийся непрерывно проводит за компьютером или планшетом, что противоречит санитарно-эпидемиологическими требованиями к условиям и организации обучения в общеобразовательных учреждениях. Перечисленные выше ограничения приводят к тому, что в рамках курса информатики начальной общеобразовательной школы формирование алгоритмического мышления обучающихся осуществляется без использования компьютерной техники и каких-либо технических устройств, алгоритмы записываются только на бумаге, исполнение алгоритмов осуществляется мысленно, ребенок не может на практике проверить правильность своих решений, ему приходится доверять только компетентности преподавателя, который дает заключение о результате выполнения работы.

Таким образом, существует проблема, заключающаяся в противоречии между необходимостью применения компьютерной техники в процессе обучения информатике и отсутствием возможности ее использования в здоровьесберегающих условиях в рамках начального общего образования.

Считаем, что преодолеть данное противоречие можно с использованием робототехнической системы, разработанной специально для формирования алгоритмического мышления младших школьников в здоровьесберегающих условиях в рамках классно-урочной системы обучения. В настоящее время на базе ФГБОУ ВО «Череповецкий государственный университет» идет разработка прототипа робота, обладающего следующим функционалом:

  1. Перемещение в пространстве на основе программного управления.
  2. Анализ цвета поля, по которому перемещается робот.
  3. Анализ препятствий на пути движения.

Для реализации программного управления роботом на его корпусе реализован кнопочный интерфейс, обеспечивающий ввод, запуск и останов программы. Для удаленного управления роботом с компьютера, планшета или смартфона разработан веб-интерфейс, использующий беспроводную связь по технологии Wi-Fi. В ходе проведения занятий преподаватель может решить, каким образом робот получит программу действий: ребенок запрограммирует его с использованием кнопочного интерфейса на корпусе или же напишет программу с использованием команд исполнителя и базовых алгоритмических структур (следование, развилка, цикл) на компьютере/мобильном устройстве и перешлет готовую программу роботу через беспроводную сеть.

Робот может осуществлять свое движение по любой твердой поверхности или по специальному полю, размером 1х1 метр, которое разделено на квадраты. Квадраты окрашены различным цветом, могут иметь перегородки, частично отделяющие их от остальной части поля, на поле могут быть установлены препятствия, которые следует преодолеть роботу. Сложность программы, которую пишет обучающийся для робота, меняется в зависимости от того, знает ли ребенок заранее, где находятся перегородки, препятствия, цвет квадратов, по которым будет двигаться робот, или он должен написать универсальную программу, обеспечивающую движение от начальной до конечной точки с учетом цвета, перегородок и препятствий. При этом поле собирается как пазл, перегородки между отдельными квадратами поля и препятствия выставляются в произвольном порядке, что обеспечивает большое число комбинаций при сборке поля движения робота, и, следовательно, большое число задач, решаемых с его помощью.  Также школьники могут сами подготовить новое поле для движения и придумать задачи, которые предстоит решить их одноклассникам.

Предполагается, что на уроке может быть организована как индивидуальная, так и групповая работа. В случае индивидуальной работы каждый ребенок получает собственного робота, которого он программирует, для каждого обучающегося может быть подготовлено отдельное поле движения, предполагающее реализацию конкретной программы движения. В случае групповой работы группе детей может быть предложена одна и та же задача, и одно поле, на котором обучающиеся проверят корректность работы своей программы, обсудят возникшие проблемы и найдут их решение.

Считаем, что использование предлагаемой робототехнической системы обеспечит формирование алгоритмического мышления школьников в рамках курса информатики в здоровьесберегающих условиях, при этом будут сформированы компетенции обучающихся о области базового программирования и управления искусственными системами.

 

Отправить ответ

Уведомить о
avatar
wpDiscuz