Образовательная робототехника как инструмент формирования исследовательских навыков школьников

Educational robotics as a tool for the formation of research skills of students

 

Автор: Смирнова Ольга Анваровна

МАОУ «Лицей № 9», г. Пермь, Россия.

e-mail: olgas.67@mail.ru

Smirnova Olga Anvarovna

Lyceum № 9, Perm, Russia.

e-mail: olgas.67@mail.ru

 

Аннотация: В современном мире стремительно развивается образовательная робототехника. Она является важной и привлекательной областью технических знаний и практической деятельности для школьников. В статье представлены предложения по  организации учебно-исследовательской работы на базе робототехнических проектов. Результатом использования робототехники как инструмента обучения будет являться развитие навыков, необходимых человеку XXI века, таких как исследовательские навыки, творческое мышление, принятие решений, решение проблем, коммуникативная и командная работа.

Abstract: Educational robotics intensive develops in the modern world. This is an important and attractive area of technical knowledge and practical activities for students. The article presents proposals for the organization of educational and research work of students on the basis of robotic projects. The result of using robotics as a learning tool will be the development of the skills necessary for people of the 21st century  such as research skills, creative thinking, decision-making, problem solving, communication and team work.

Ключевые слова: учебно-исследовательская деятельность школьников, образовательная робототехника.

Keywords: research work of students, educational robotics.

Тематическая рубрика: Средняя школа, НПО, СПО.

 

Одной из основных задач модернизации системы образования в России является задача обеспечения современного качества образования. Школьное образование должно быть направлено не только на усвоение выпускником определенной суммы знаний, но и на развитие его как личности. Модернизация системы образования осуществляется за счет информатизации образования, внедрения инновационных технологий обучения. В новом Федеральном государственном стандарте среднего (полного) общего образования прописана необходимость обучения школьников  проектной и учебно-исследовательской деятельности. Как показывают исследования, ведение учебно-исследовательской деятельности является эффективным средством развития личности, дает возможность приобрести ценные личностные качества: умение работать в коллективе, выявлять проблему, находить пути ее решения, планировать свою деятельность, критически оценивать полученные результаты, тем самым решая задачу успешной социализации личности в современном обществе.

Важным фактором мотивации школьников к обучению исследовательской деятельности является применение инновационных технологий обучения. Необходимо создавать и удерживать у школьников ощущение новизны,  актуальности исследуемых проблем, их связь с жизнью, личную и социальную значимость приобретения исследовательских навыков. Одной из инновационных технологий обучения является образовательная робототехника, которая  постепенно вошла в образовательный процесс многих школ России. Обычно в образовании не употребляются термины такие как «образовательная физика» или «образовательная математика». То, что в школе изучается именно «образовательная робототехника» подчеркивает, что этот термин отделяет робототехнику от промышленной и научной составляющих. Сейчас это направление стало «модным» и востребованным как учениками, так и родителями.

Целью многих программ обучения образовательной робототехнике является обучение конструированию и программированию роботов, подготовка к многочисленным робототехническим соревнованиям разных уровней. Но образовательная робототехника может использоваться и как инструмент обучения, а не как цель. С этой точки зрения, с помощью робототехники можно изучать любой школьный предмет: математику, физику, английский язык. Изучение образовательной робототехники может быть направлено на приобретение определенных навыков, личных и метапредметных компетенций, которые пригодятся в жизни  при выборе профессии, при выборе области своих интересов.

В МАОУ «Лицей № 9» г. Перми образовательная робототехника используется  как инструмент формирования и развития исследовательских навыков школьников. Для этого был разработан элективный курс для обучающихся 5-6 классов «Исследователи мира роботов», который предполагает как изучение основных элементов образовательной робототехники: конструирование, алгоритмизация, программирование, изучение различных устройств робота, так и организацию учебно-исследовательской работы, отработку этапов проведения исследования от выбора темы до защиты, решение исследовательских задач. 

В поддержку курса создан сайт «Учебно-исследовательская работа школьников», рабочая тетрадь, помогающая освоению основных этапов проведения исследований, сборник упражнений для отработки необходимых навыков, таких как: выявление проблемы, формулирование гипотезы, определение объекта и предмета исследования и другие. В рабочей тетради и на сайте также представлены советы по оформлению и защите исследовательской работы, критерии оценивания, приведены примеры успешных выступлений, таких, например, как выступления на TED.

Обучающиеся ежегодно представляют свои работы на традиционном лицейском конкурсе учебно-исследовательских работ, становятся победителями научно-практических конференций городского и всероссийского уровней.

В качестве примера приведем некоторые упражнения на формирование навыка выдвижения гипотезы.

Задание 1. Ответьте на вопросы, сформулировав гипотезу. Для формулирования гипотезы можно использовать следующие слова: может быть, предположим, допустим, возможно, что…, если…, то….

«Станут ли роботы умнее человека?»,

«Безопасен ли беспилотный транспорт?»,

«Заменят ли роботы продавцов в магазинах?»

Задание 2. «Полезные предметы». Дан список предметов:

- датчик касания

- датчик света

- датчик звука

- датчик расстояния

- пятое колесо

- клешня

- манипулятор

- гусеницы.

Ответьте на вопросы:

1. Придумай ситуацию, когда для робота будут полезен один предмет из списка.

2. Придумай ситуацию, когда будут полезны 2 или 3 предмета  из списка.

3. Придумай ситуацию, когда каждое из устройств будет бесполезно.

Задание 3. «Найдите возможную причину события».

«Робот остановился».

«Робот ударился о стену».

«Робот безостановочно кружит на месте».

«Робот при движении не реагирует на звук».

Задание 4. «Что будет, если …». Ответьте на вопросы:

«Что будет, если весь городской транспорт станет беспилотным?»

«Что будет, если у каждого дома будет робот-помощник?»

«Что будет, если дроны будут бесконтрольно летать над городом?»

Данный курс ведется в лицее в течение трех лет. Для мониторинга развития исследовательских навыков используются следующие методики: «Методика диагностики творческого мышления» (Е.Е. Туник),  «Опросник креативности Джонсона» (адаптированный Е.Е. Туник), которые показывают, что организованная, целенаправленная работа по развитию исследовательских навыков приносит результаты, а тот факт, что исследования ведутся в среде образовательной робототехники, вызывает повышенный интерес обучающихся к такого рода деятельности.

 

Список литературы:

1. Комарова И.В. Технология организации проектно-исследовательской деятельности школьников в условиях ФГОС. - СПб: Издательство «КАРО», 2015 г.

2. Савенков А.И. Путь в неизведанное. Развитие исследовательских способностей школьников. - М: Издательство «Генезис», 2005 г.

3. Туник Е. Е. Лучшие тесты на креативность. Диагностика творческого мышления. - СПб.: Издательство «Питер», 2013 г.