EntradaEducación moderna: robótica en la escuela. Dónde aprender robótica
En ruso programas educativos Ah, la robótica es cada vez más importante. Estudiantes escuelas rusas involucrado en el diseño y programación de dispositivos robóticos, utilizando robots LEGO, robots industriales, robots especiales para el Ministerio de Situaciones de Emergencia de Rusia
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Robótica en la Educación
Merzlíkina N.V.
Es muy difícil imaginar la vida moderna sin utilizar tecnologías de la información. La transición intensiva hacia la informatización de la sociedad determina una implementación cada vez más profunda de las tecnologías de la información en diversas áreas. actividad humana. En noviembre de 2015 se celebró una reunión de la comisión de desarrollo. sociedad de información al Consejo de la Federación. Uno de los temas tratados en la reunión fue el desarrollo robótica educativa.
La robótica está adquiriendo cada vez más importancia en los programas educativos rusos. Los estudiantes de escuelas rusas participan en el diseño y programación de dispositivos robóticos, utilizando robots LEGO, robots industriales y robots especiales para el Ministerio de Situaciones de Emergencia de Rusia.
Robótica Es una ciencia aplicada que se ocupa del desarrollo de sistemas automatizados. sistemas tecnicos. Se basa en disciplinas como la electrónica, la mecánica y la programación. La robótica es una de las áreas más importantes del progreso científico y tecnológico, en la que los problemas de la mecánica y las nuevas tecnologías entran en contacto con los problemas. inteligencia artificial.
Robótica educativaes una herramienta que sienta una base sólida para el pensamiento sistémico, la integración de la informática, las matemáticas, la física, el dibujo, la tecnología y las ciencias naturales con el desarrollo de la creatividad en ingeniería.
Implementación de tecnologíarobótica educativaen el proceso educativo contribuye a la formación de acciones educativas universales personales, normativas, comunicativas y cognitivas, que son un componente importante del Estándar Educativo del Estado Federal.
Hoy en día existen diferentes puntos de vista sobre el tema de la robótica educativa. Así revela esta pregunta Arkady Semenovich Yushchenko: Doctor en Ciencias Técnicas, Profesor, Jefe del Departamento del Estado de Moscú Universidad Tecnica lleva el nombre de N.E. Bauman: “Un robótico es alguien que puede conectar las partes mecánicas, eléctricas y de computadora (y el trabajo de estos especialistas) entre sí. Pero cuando me encuentro con la robótica en la escuela, para mí es simplemente un tipo de equipo educativo de desarrollo que se utiliza para ayudar al estudiante a dominar mejor el conocimiento del plan de estudios escolar y adquirir las habilidades adicionales necesarias”.
Vladislav Nikolaevich Khalamov, director del centro educativo y metodológico de robótica educativa: “La robótica es una herramienta universal para la educación general. La robótica encaja perfectamente en la educación adicional, las actividades extracurriculares y la enseñanza de materias escolares, y en estricta conformidad con los requisitos del Estándar Educativo del Estado Federal. Es adecuado para todas las edades, desde preescolares hasta estudiantes. Y el uso de equipos robóticos en el aula es al mismo tiempo aprendizaje y creatividad técnica, lo que contribuye a la educación de personas activas y apasionadas con el pensamiento de ingeniería y diseño”.
Hasta los años 60 del siglo pasado, la robótica fue tratada exclusivamente como una invención de los escritores de ciencia ficción, lo que, sin duda, se vio facilitado por el hecho de que el término "robot" fue acuñado por Karel Capek y su hermano Josef (el término fue creado por primera vez). utilizado en la obra de K. Capek "Rossum's Universal Robots", 1921).
La orientación técnica y de ingeniería del uso de la robótica educativa sirve como una brillante oportunidad para que un niño demuestre sus conocimientos en el campo de la ingeniería y el pensamiento técnico mediante la creación rápida (móvil) de constructores que utilizan mecanismos de ingeniería y soluciones técnicas simples y complejos. Actualmente, en educación se utilizan varios sistemas robóticos, por ejemplo, LEGO Education, FischerTechnik, Mechatronics Control Kit, Festo Didactic y otros.
Uno de aspectos importantes Estimular a los niños a desarrollar de forma independiente la actividad mental creativa y mantener el interés en la educación técnica es su participación en competiciones, olimpíadas, conferencias y festivales técnicos. Existe todo un sistema de competiciones de robótica. niveles diferentes: regional, interregional, de toda Rusia, internacional.
Robótica educativa en Últimamente Se desarrolla a la velocidad de la luz, se está introduciendo en todos los ámbitos de la vida, como los ordenadores en los años 80 del siglo pasado. Hoy en día, la robótica educativa permite identificar tempranamente las inclinaciones técnicas de los estudiantes y desarrollarlas en esta dirección. Esta comprensión de la robótica nos permite construir un modelo de aprendizaje continuo para todas las edades, desde estudiantes jardín de infancia a los estudiantes. Una de las características importantes del trabajo con robótica educativa debería sercreación de un sistema continuo- la robótica debería trabajar para el desarrollo creatividad técnica, educación del futuro ingeniero, desde el jardín de infantes hasta el momento en que recibe una profesión e incluso ingresa a la producción.
Hoy en día, las clases de robótica se están volviendo muy populares. Estas lecciones ayudan a los escolares a formar y desarrollar el pensamiento crítico, aprender a abordar creativamente el proceso de resolución de problemas de diversos niveles de complejidad y también adquirir habilidades de trabajo en equipo.
Nueva generación
La educación moderna avanza hacia nueva ronda de su desarrollo. Muchos profesores y padres buscan una oportunidad para que los niños se interesen por la ciencia, inculquen el amor por el aprendizaje y les carguen el deseo de crear y pensar de forma innovadora. Las formas tradicionales de presentar material hace tiempo que perdieron su relevancia. La nueva generación no es como sus antepasados. Quieren aprender de una manera animada, interesante e interactiva. Esta generación navega fácilmente tecnologías modernas. Los niños quieren desarrollarse de tal manera que no sólo estén al día con las tecnologías en rápido desarrollo, sino que también participen directamente en este proceso.
A muchos de ellos les interesa: “¿Qué es la robótica? ¿Dónde puedes aprender esto?
Educación y robots
Este disciplina académica Incluye materias como diseño, programación, algoritmos, matemáticas, física y otras disciplinas relacionadas con la ingeniería. La Olimpiada Mundial de Robótica (Olimpiada Mundial de Robótica - WRO) se celebra anualmente. En el ámbito educativo, se trata de una competición masiva que permite a quienes se topan por primera vez con un tema similar aprender mejor qué es la robótica. Brinda a participantes de más de 50 países la oportunidad de probarlo. A la competición asisten unos 20 mil equipos formados por niños de 7 a 18 años.
El principal objetivo de WRO: desarrollo y popularización de la CTT (creatividad científica y técnica) y la robótica entre jóvenes y niños. Estas Olimpiadas son una herramienta educativa moderna del siglo XXI.
Nuevas oportunidades
Para que los niños comprendan mejor qué es la robótica, se necesitan habilidades teóricas y prácticas adquiridas en las clases en el marco de trabajo del club y el plan de estudios escolar para el estudio de materias de ciencias naturales y Ciencias Exactas. La pasión por la disciplina robótica se convierte gradualmente en un deseo de aprender más profundamente sobre ciencias como las matemáticas, la física, la informática y la tecnología.
WRO es una oportunidad única para que sus participantes y observadores no sólo aprendan más profundamente sobre la robótica, sino también para desarrollar la creatividad y las habilidades de pensamiento crítico que son tan necesarias en el siglo XXI.
Educación
El interés por la disciplina educativa de la robótica crece día a día. La base material mejora y se desarrolla constantemente, muchas ideas que hasta hace poco eran un sueño ahora son una realidad. Estudiar el tema "Fundamentos de la robótica" se ha hecho posible para gran número niños. En las lecciones, los niños aprenden a resolver problemas con recursos limitados, procesar y asimilar información y utilizarla de la manera correcta.
Los niños aprenden fácilmente. La generación joven moderna, educada con diversos aparatos, por lo general no tiene dificultades para dominar la disciplina "Fundamentos de la robótica", siempre que tenga el deseo y la sed de nuevos conocimientos.
Es necesario que incluso a los adultos les resulte más difícil volver a entrenar que enseñar las mentes puras pero sedientas de los niños. Una tendencia positiva es la enorme atención prestada a la popularización de la robótica en ambiente juvenil por agencias gubernamentales rusas. Y esto es comprensible, ya que la tarea de modernizar y atraer a jóvenes especialistas es una cuestión de competitividad del Estado en el ámbito internacional.
Importancia del tema
Hoy tema de actualidad El Ministerio de Educación está introduciendo la robótica educativa en el ámbito de las disciplinas escolares. Se considera una importante zona de desarrollo. En las lecciones de tecnología, los niños deben adquirir una comprensión de esfera moderna desarrollo de tecnología y diseño, que les dan la oportunidad de inventar y construir ellos mismos. No es necesario que todos los estudiantes se conviertan en ingenieros, pero todos deberían tener la oportunidad.
En general, las lecciones de robótica son sumamente interesantes para los niños. Es importante que todos lo entiendan, tanto los profesores como los padres. Estas clases brindan la oportunidad de ver otras disciplinas desde una perspectiva diferente y comprender el significado de su estudio. Pero es el significado, la comprensión de por qué esto es necesario, lo que mueve la mente de los chicos. Su ausencia anula todos los esfuerzos de profesores y padres.
Un factor importante es que aprender robótica no es un proceso estresante y absorbe completamente a los niños. Esto no es sólo el desarrollo de la personalidad del estudiante, sino también una oportunidad para alejarse de la calle, el entorno desfavorable, el pasatiempo ocioso y las consecuencias que ello conlleva.
Origen
El nombre de robótica en sí proviene del correspondiente inglés robótica. Se trata de una ciencia aplicada que se ocupa del desarrollo de sistemas técnicos automatizados. En producción, es uno de los principales fundamentos técnicos de la intensificación.
Todas las leyes de la robótica, como la ciencia misma, están estrechamente relacionadas con la electrónica, la mecánica, la telemecánica, la mecanotrónica, la informática, la ingeniería de radio y la ingeniería eléctrica. La robótica en sí se divide en industrial, de construcción, médica, espacial, militar, submarina, de aviación y doméstica.
El concepto de “robótica” fue utilizado por primera vez en sus historias por un escritor de ciencia ficción en 1941 (la historia “Mentiroso”).
La palabra "robot" fue acuñada en 1920 por escritores checos y su hermano Josef. Fue incluido en la obra de ciencia ficción "Rossum's Universal Robots", que se representó en 1921 y disfrutó de un gran éxito de audiencia. Hoy se puede observar cómo la línea trazada en la obra se ha desarrollado ampliamente a la luz de la cinematografía de ciencia ficción. La esencia de la trama: el propietario de la planta está desarrollando y poniendo en marcha la producción de una gran cantidad de androides que pueden trabajar sin descanso. Pero estos robots acaban rebelándose contra sus creadores.
Ejemplos historicos
Curiosamente, los inicios de la robótica aparecieron en la antigüedad. Prueba de ello son los restos de estatuas en movimiento que fueron realizadas en el siglo I a.C. Homero escribió en la Ilíada sobre doncellas creadas de oro que podían hablar y pensar. Hoy en día, la inteligencia de la que están dotados los robots se llama inteligencia artificial. Además, al antiguo ingeniero mecánico griego Arquitas de Tarento se le atribuye el diseño y la creación de la paloma voladora mecánica. Este evento se remonta aproximadamente al año 400 a.C.
Hay muchos ejemplos de este tipo. Están bien tratados en el libro de I.M. Makarov. y Topcheeva Yu.I. "Robótica: historia y perspectivas". Habla de forma popular sobre los orígenes de los robots modernos y también describe la robótica del futuro y el correspondiente desarrollo de la civilización humana.
tipos de robots
En escenario moderno Las clases más importantes de robots de uso general son los móviles y manipulativos.
El móvil es maquina automatica con chasis móvil y accionamientos controlados. Estos robots pueden caminar, desplazarse, rastrearse, gatear, nadar o volar.
Un manipulador es una máquina automática estacionaria o móvil, que consta de un manipulador con varios grados de movilidad y control de programa que realiza funciones motoras y de control en la producción. Estos robots se pueden montar en el suelo, en portal o suspendidos. Están más extendidos en las industrias de fabricación de instrumentos y maquinaria.
Formas de moverse
Los robots con ruedas y orugas se han generalizado. Mover un robot andante presenta un problema dinámico desafiante. Estos robots todavía no pueden tener el movimiento estable inherente a los humanos.
Respecto a los robots voladores, podemos decir que la mayoría de los aviones modernos son solo eso, pero están controlados por pilotos. Al mismo tiempo, el piloto automático puede controlar el vuelo en todas las etapas. Los robots voladores también incluyen su subclase: misiles de crucero. Estos dispositivos son livianos y realizan misiones peligrosas, incluido disparar a las órdenes del operador. Además, existen dispositivos de diseño capaces de disparar de forma independiente.
Hay robots voladores que utilizan las técnicas de propulsión que utilizan los pingüinos, las medusas y las mantarrayas. Este método de movimiento se puede ver en los robots Air Penguin, Air Ray y Air Jelly. Son fabricados por Festo. Pero los robots RoboBee utilizan métodos de vuelo de insectos.
Entre los robots rastreros, hay una serie de desarrollos que se parecen en movimiento a gusanos, serpientes y babosas. En este caso, el robot utiliza fuerzas de fricción sobre una superficie rugosa o la curvatura de la superficie. Este tipo de movimiento es útil para espacios estrechos. Estos robots son necesarios para buscar personas bajo los escombros de los edificios destruidos. Los robots con forma de serpiente son capaces de moverse en el agua (como el ACM-R5 fabricado en Japón).
Los robots que se mueven a lo largo de una superficie vertical utilizan los siguientes enfoques:
- similar a una persona que trepa por una pared con repisas (robot Capuchino de Stanford);
- similar a los geckos equipados con ventosas (Wallbot y Stickybot).
Entre los robots nadadores, hay muchos desarrollos que se mueven según el principio de imitar a los peces. La eficiencia de dicho movimiento es un 80% mayor que la eficiencia del movimiento con hélice. Estos diseños se caracterizan por un bajo nivel de ruido y una alta maniobrabilidad. Por eso son de gran interés para los investigadores submarinos. Estos robots incluyen modelos de la Universidad de Essex: Robotic Fish and Tuna, desarrollados por el Field Robotics Institute. Siguen el modelo del movimiento característico del atún. Entre los robots que imitan el movimiento de una raya se conoce el desarrollo de la empresa Festo: Aqua Ray. Y el robot que se mueve como una medusa es Aqua Jelly del mismo desarrollador.
trabajo de club
La mayoría de los clubes de robótica están dirigidos a principiantes y escuela secundaria. Pero también los niños edad preescolar no están privados de atención. Rol principal El desarrollo de la creatividad juega un papel aquí. Los niños en edad preescolar deben aprender a pensar libremente y traducir sus ideas en creatividad. Por eso las clases de robótica en clubes para niños menores de 6 años están dirigidas a uso activo cubos y juegos de construcción sencillos.
Sin duda, el plan de estudios escolar se está volviendo más complicado. Le brinda la oportunidad de familiarizarse con diferentes clases de robots, probarse en la práctica y profundizar en la ciencia. Las nuevas disciplinas revelan el potencial del niño para adquirir habilidades y conocimientos profesionales en el campo de la ingeniería elegido.
Complejos robóticos
El desarrollo moderno de la robótica se encuentra en tal etapa que parece que está a punto de ocurrir un gran avance en la tecnología robótica. Esto es lo mismo que ocurre con las videollamadas y los dispositivos móviles. Hasta hace poco, todo esto parecía inaccesible al consumo masivo. Pero hoy es algo común y ha dejado de sorprender. Pero cada exposición de robótica nos muestra proyectos fantásticos que capturan el espíritu de una persona con solo pensar en su implementación en la vida de la sociedad.
En el sistema educativo, las complejas instalaciones de robots permiten implementar un programa utilizando actividades del proyecto, entre las que destacan las siguientes:
Control
Por tipo de sistemas de control existen:
- biotécnico (comando, copia, semiautomático);
- automático (software, adaptativo, inteligente);
- interactivo (automatizado, de supervisión, interactivo).
Las principales tareas del control de robots incluyen:
- planificar movimientos y posiciones;
- planificación de fuerzas y momentos;
- identificación de datos dinámicos y cinemáticos;
- análisis de precisión dinámica.
El desarrollo de métodos de control es de gran importancia en el campo de la robótica. Esto es importante para la cibernética técnica y la teoría del control automático.
Robótica educativa
Podlesnykh Elena Viktorovna
profesor de TI
Escuela secundaria MBOU nº 17
Nuevo Urengói
I. Introducción.
La vida moderna es muy difícil de imaginar sin el uso de la tecnología de la información. La transición intensiva hacia la informatización de la sociedad determina una introducción cada vez más profunda de las tecnologías de la información en diversas áreas de la actividad humana.
Introducción de nuevos estándares estatales educación general
implica el desarrollo de innovaciones tecnologías pedagógicas. El más importante rasgo distintivo La nueva generación de estándares se centra en los resultados educativos y se consideran sobre la base de un enfoque de actividad sistémica. La actividad actúa como una condición externa para el desarrollo de procesos cognitivos en un niño. Esto significa que para que un niño se desarrolle es necesario organizar sus actividades. Esto significa que la tarea educativa es organizar las condiciones que provocan la acción de los niños.
Esta estrategia de aprendizaje es fácil de implementar en el entorno educativo LEGO, que combina juegos LEGO especialmente diseñados para lecciones grupales, un sistema de tareas cuidadosamente pensado para niños y un concepto educativo claramente formulado.
La robótica está adquiriendo cada vez más importancia en los programas educativos rusos. Los estudiantes de escuelas rusas participan en el diseño y programación de dispositivos robóticos, utilizando robots LEGO, robots industriales y robots especiales para el Ministerio de Situaciones de Emergencia de Rusia.
II. Relevancia. La humanidad necesita urgentemente robots que puedan extinguir incendios sin la ayuda de un operador, moverse de forma independiente a través de terrenos realmente accidentados y previamente desconocidos y realizar operaciones de rescate durante desastres naturales y accidentes. plantas de energía nuclear, en la lucha contra el terrorismo. Existe la necesidad de robots móviles diseñados para satisfacer las necesidades cotidianas de las personas. Y ahora en la producción y la industria modernas existe una demanda de especialistas con conocimientos en este campo. Por ello, la robótica educativa está adquiriendo cada vez más importancia y relevancia en la actualidad.
III. Problema.
Se me presentó un problema: cómo garantizar un aprendizaje eficaz de un curso de robótica y uso práctico en el proceso educativo?
IV. Objetivos:
- Atraer la atención de los niños superdotados al campo alta tecnología y actividades de innovación;
- Popularización de la creatividad científica y técnica y la robótica;
- Formación de competencias en el campo de la producción técnica mediante sistemas robóticos;
V. Objetivos:
- Creación de un círculo sobre robótica y creatividad científica y técnica.
- Desarrollo de métodos de enseñanza de los fundamentos de la robótica y la creatividad científica y técnica.
- Desarrollo de una plataforma educativa y competitiva.
- Introducción de la robótica en las lecciones del programa educativo.
Por supuesto, en mis programas de trabajo siempre destaco el aspecto educativo en la impartición del curso. Al prepararme para cada lección, trato de pensar en las tareas educativas.
VI. Novedad.
La novedad del concepto es que el Constructor y su software proporcionan gran oportunidad El niño aprende de su propia experiencia. Este conocimiento hace que los niños quieran avanzar por el camino del descubrimiento y la investigación, y cualquier éxito reconocido y apreciado les aporta confianza en sí mismos. El aprendizaje se produce con éxito cuando el niño participa en el proceso de creación de un producto significativo y significativo que sea de su interés. Es importante que el niño construya sus propios conocimientos, y el profesor sólo le aconseja.
VII. Aspectos teóricos.
La robótica es una ciencia aplicada que se ocupa del desarrollo de sistemas técnicos automatizados. Se basa en disciplinas como la electrónica, la mecánica y la programación.
La robótica es una de las áreas más importantes del progreso científico y tecnológico, en la que los problemas de la mecánica y las nuevas tecnologías entran en contacto con los problemas de la inteligencia artificial.
Los constructores LEGO Mindstorms le permiten organizar actividades educativas en diversos temas y realizar clases integradas y de meta-temas. Con la ayuda de estos kits podrás organizar actividades educativas altamente motivadas en diseño espacial, modelado y control automático. Y el profesor puede crear condiciones tales que el alumno quiera realizar su propio experimento.
Los robots Lego brindan grandes oportunidades para impartir lecciones de informática sobre temas relacionados con la programación. El entorno de programación Lego le permite diseñar visualmente programas para robots, es decir. Permita que el niño literalmente "toque con las manos" conceptos abstractos de la informática. La construcción de robots queda fuera del ámbito de una lección de informática: los niños sólo programan los distintos comportamientos de robots ya montados, equipados con los sensores e instrumentos necesarios. Esto permite a los estudiantes concentrar su atención en los problemas de procesamiento de información mediante ejecutores programables, que se resuelven en un curso de informática.
VIII. Métodos de enseñanza:
En mi trabajo utilizo métodos de enseñanza explicativo-ilustrativo, heurístico, basado en problemas, programado, reproductivo, de búsqueda parcial, de búsqueda, así como el método de presentación de problemas.
Y, sin embargo, lo principal a la hora de estudiar robótica es el método del proyecto.
El método del proyecto se refiere a la tecnología de la organización. situaciones educativas, en el que los estudiantes plantean y resuelven sus propios problemas y apoyan la tecnología actividad independiente alumno.
Principales etapas del desarrollo del proyecto Lego:
- Designación del tema del proyecto.
- El propósito y objetivos del proyecto presentado.
- Desarrollo de un mecanismo basado en el modelo Lego NXT.
- Elaboración de un programa para el funcionamiento del mecanismo en el entorno Lego Mindstorms.
- Probando el modelo, eliminando defectos y mal funcionamiento.
Al desarrollar y depurar proyectos, los estudiantes comparten sus experiencias entre sí, lo que tiene un efecto muy efectivo en el desarrollo de habilidades cognitivas y creativas, así como en la independencia de los estudiantes. De esta manera, podemos asegurar que Lego permita a los estudiantes tomar decisiones por sí mismos, teniendo en cuenta las características del entorno y la disponibilidad de materiales de apoyo. Y lo importante es la capacidad de coordinar sus acciones con las de los demás, es decir, - Trabajar en un equipo.
IX. Resultados de la introducción de un curso de robótica en el proceso educativo.
- Lego permite a los estudiantes:
- entrenar juntos dentro del mismo equipo;
- distribuir responsabilidades en su equipo;
- mostrar una mayor atención a la cultura y la ética de la comunicación;
- mostrar un enfoque creativo para resolver un problema determinado;
- crear modelos de objetos y procesos reales;
- ver resultado real tu trabajo.
- Creado programa de trabajo Taza “Construcción Lego y conceptos básicos de robótica Mindstorms NXT” del año de estudio. En desarrollo apoyo metodológico clases: apuntes de lecciones y presentaciones para ellos.
- Se han identificado los temas del curso “Informática y TIC”, en los que es posible incluir la robótica en proceso educativo. Equilibrado planificación temática temas Se están desarrollando materiales metodológicos para su enseñanza.
- Como resultado de la formación, los estudiantes pudieron mostrar sus logros a nivel urbano, regional y en toda Rusia. El ganador de la conferencia de la ciudad "Un paso hacia el futuro" fue Pugach Nikita y el ganador fue Repka Artem. El equipo Alpha-X (Yaroslav Chernikova y Nikolai Pishnenko) obtuvo el primer puesto en el concurso de robótica urbana en la categoría "Kegelring". Y el equipo NXT.exe (Roman Volovatov y Vladislav Ryazanov) obtuvo el 1er lugar en la nominación "Following the Line" y el 2do lugar en la nominación "Kegelring". Repka Artem y Pugach Nikita participaron en el concurso regional de jóvenes innovadores e inventores “Del concepto a la implementación”. En el año académico 2012-2013, el equipo NXT.exe (Vladislav Ryazanov, Yuri Tatarchuk, Artem Repka, Andrey Morgunov) participó en el trabajo de la Asamblea Distrital de Jóvenes Inventores en Nadym. Según los resultados de su trabajo, el equipo de NXT.exe recibió el gran premio de tercer grado. También hay premios a nivel de toda Rusia: Repka Artem obtuvo el segundo lugar en Competición de toda Rusia creatividad científica y técnica " Técnicos jóvenes– el futuro de la Rusia innovadora”. Los resultados obtenidos demuestran que los niños disfrutan diseñando y programando y están preparados para seguir dominando un campo tan nuevo, moderno y demandado como es la robótica.
- Resumiendo la implementación del curso en el espacio educativo de la escuela, podemos decir lo que implicó:
- Mejorar la calidad de la educación y el interés por el tema entre los estudiantes;
- Formación de nuevos modelos de actividades educativas utilizando las TIC;
- Formación de competencia informativa;
- Nuevas formas de trabajo con niños superdotados;
- Formación especializada innovadora;
- Aplicación de tecnologías de juego en educación;
- Tecnologías TIC modernas en la educación adicional;
- Una forma eficaz de trabajar con niños problemáticos;
- Desarrollo potencial creativo estudiantes;
- Popularización de la profesión de ingeniero (diseñador).
- Crear condiciones que permitan a los estudiantes realizar sus habilidades e intereses;
Conclusión.
La participación de los escolares en la investigación en el campo de la robótica, el intercambio de información técnica y conocimientos básicos de ingeniería y el desarrollo de nuevas ideas científicas y técnicas crearán las condiciones necesarias para Alta calidad educación, mediante el uso de nuevos enfoques pedagógicos y el uso de nuevas tecnologías de la información y la comunicación en el proceso educativo.
En resumen, podemos decir que la dirección de la “robótica educativa” tiene grandes perspectivas de desarrollo.
La robótica en la escuela es una excelente manera de preparar a los niños para vida moderna lleno de alta tecnología. Esto es necesario, ya que nuestras vidas simplemente están repletas de diversos equipos de alta tecnología. Su conocimiento abre muchas oportunidades para la generación más joven y acelerará el desarrollo de la tecnología.
En 1980, Logo Seymour Paper, fundador del lenguaje de programación, propuso en su libro el uso de computadoras para enseñar a los niños. Paper basó su propuesta en la curiosidad natural de los niños y los medios para satisfacerla. Después de todo, cada niño es un arquitecto, construye de forma independiente la estructura de su propio intelecto y, como habrás adivinado, cualquier arquitecto necesita el material con el que se construye todo. Y es el entorno el que es muy material. Y cuantos más de estos materiales, más podrá lograr el niño.
1. ¿Por qué necesitamos cursos de robótica para niños?
Vale la pena prestar atención al hecho de que en la vida cotidiana en el hogar, en la escuela y en las instituciones públicas, los niños están rodeados de una amplia variedad de dispositivos y dispositivos técnicos:
- Computadora;
- TELEVISOR;
- Lavadora automática;
- Tabletas;
- Smartphones, teléfonos y mucho más.
Para los niños, como para muchos adultos, todos estos dispositivos son objetos completamente desconocidos, es decir, todos saben para qué sirve tal o cual dispositivo y cómo usarlo, pero el principio de funcionamiento solo lo conocen unos pocos. . Esto plantea la pregunta: ¿es necesario saber esto? La respuesta es, por supuesto, y en primer lugar, para protegerse, así como para alargar la vida útil del dispositivo que está utilizando.
Además, muchos se preguntarán ¿qué tiene que ver la robótica con esto? Para obtener la respuesta, conviene entender qué es un robot. Este es un mecanismo automatizado que tiene un programa para realizar una función particular. En otras palabras, una lavadora automática normal puede denominarse robot, que está programada para lavar, enjuagar y escurrir la ropa, y para ello se proporcionan varios modos.
El programa de robótica de la escuela permite a los niños aprender más sobre los principios de funcionamiento de dichos dispositivos. Esto hará que los niños tengan más movilidad y estén preparados para introducir diversas innovaciones en la vida cotidiana. Al mismo tiempo, podrán tener más conocimientos técnicos. EN aspecto teórico En este sentido, los niños reciben ayuda de materias como física, matemáticas, informática, química y biología. Pero un sintetizador de tales ciencias, que sea capaz de desarrollar el nivel técnico de alfabetización de la generación más joven, mediante investigación científica y práctica y proyectos creativos es el programa de trabajo de robótica en la escuela.
1.1. El interés de los niños por aprender.
Vale la pena señalar que gracias a la curiosidad de los niños, los cursos de robótica en las escuelas son bastante capaces de convertirse en el método más interesante de conocimiento y aprendizaje no solo tecnologías digitales y la programación, sino también el mundo entero que nos rodea, e incluso nosotros mismos.
Además, la peculiaridad de este tema es que los niños se enfrentan constantemente a varias técnicas no sólo en la escuela, sino también en casa y en la vida cotidiana. Esto aumenta significativamente el interés por adquirir conocimientos y hace que sea más fácil y rápido asimilar la información.
1.2. Los principales problemas del programa de robótica en la escuela.
A la hora de introducir cursos de robótica en el currículo escolar en el proceso educativo, nos enfrentamos a dos problemas principales:
- Nivel insuficiente de materiales didácticos;
- Alto costo de una unidad de constructor robótico. Vale la pena señalar que en la gran mayoría de los casos se utilizan desarrollos extranjeros.
En este momento Los programas de robótica escolar pueden utilizar varios sistemas robóticos especiales, como Mechatronics Control Kit, Festo Didactic, LEGO Mindstorms, etc. Sin embargo, podemos destacar los complejos más comunes en Rusia. Estos incluyen lo siguiente:
- Tormentas mentales de LEGO. Se trata de un juego de construcción especial de nueva generación, presentado por Lego en 2006. El cerebro del diseñador robótico es la microcomputadora Lego. A sus puertos están conectados varios sensores y actuadores (mecanismos). Dependiendo de la imaginación del diseñador, el robot se puede ensamblar en forma de persona, máquina, animal, etc. Al mismo tiempo, el mecanismo construido es capaz de realizar diversas funciones. Para configurar el comportamiento del robot, es necesario escribir un programa. Esto se puede hacer usando la propia microcomputadora, que tiene claves, o usando un especial software en PC.
- Diseñador Fischertechnik. Este diseñador es uno de desarrollo. Es adecuado para niños, adolescentes y estudiantes. Un diseñador de este tipo le permite crear una amplia variedad de robots y asignarles programas utilizando una computadora.
- Tablero de rascar.
- Arduino.
- Diseñadores UMKI. Dichos módulos están equipados con un microprocesador, así como con conjuntos de sensores.
Todos estos módulos tienen un coste bastante elevado, lo que los hace menos accesibles. Sin embargo, al mismo tiempo, pueden desarrollar activamente a los niños en todas las áreas relacionadas con la robótica: habilidades de pensamiento, lógica, algorítmicas e informáticas, así como habilidades de investigación y, lo más importante, conocimientos técnicos.
2. Robótica educativa en la escuela primaria
Teniendo en cuenta los problemas anteriores, por el momento el programa de robótica en las escuelas todavía no está disponible en todas partes. Sin embargo, incluso sin el uso de equipos especiales, los constructores y robots reales en programas escolares En Informática y TIC, merece la pena empezar a estudiar Introducción a la Robótica. Esto permitirá que los estudiantes se familiaricen más con el tema, y también ayudará en pasos posteriores en esta área del conocimiento. En este caso, basta con impartir solo dos lecciones, después de las cuales los niños podrán practicar robótica de forma independiente.
Los conceptos básicos de robótica para niños de escuela primaria permitirán a los estudiantes comprender qué es un robot y el principio de su funcionamiento. También será interesante para los niños saber que el concepto de "robot" fue acuñado por el escritor de ciencia ficción Karel Capek en 1920. Estos son los conceptos básicos de la robótica, que le permiten sumergirse en un mundo lleno de inventos sorprendentes y altas tecnologías que despiertan instantáneamente en los niños un gran interés por esta ciencia.
Además, los conceptos básicos de la robótica ayudarán a los niños que opten por estudiar robots en su educación futura.
Las tecnologías no se detienen, están en constante evolución y es muy posible que su hijo o estudiante diseñe un nanorobot capaz de tratar las enfermedades más complejas. El programa de robótica en la escuela es un gran paso hacia las tecnologías del futuro, hacia el desarrollo y mejora de la tecnología.
3. Clase magistral de robótica: vídeo
Instituto Estatal Regional de Tiumén
desarrollo de la educación regional
EDUCATIVO
ROBÓTICA
Pautas
Compilado por:
Boyarkina Yu.A., Ph.D., Profesora Asociada del Departamento de Educación Científica y Matemática TOGIRRO
Robótica educativa.
Kit de herramientas. / Compilado por Boyarkina Yu.A.
Tiumén: TOGIRRO, 2013
Este manual es una ayuda metodológica para especialistas y docentes de instituciones educativas, liderando actividades practicas sobre la implementación de programas educativos en el campo de la robótica educativa.
El manual analiza una serie de cuestiones relacionadas con el uso de la robótica educativa en las clases de primaria, secundaria y escuela secundaria en las condiciones de la introducción del Estándar Educativo del Estado Federal. El manual contiene materiales probados que resumen la experiencia de la introducción de la robótica educativa por parte de instituciones educativas en la región de Tyumen.
El manual metodológico se recomienda para el personal docente que implementa programas de educación general en el contexto de la introducción del Estándar Educativo del Estado Federal en una institución educativa, metodólogos que supervisan la implementación de la robótica, estudiantes de cursos de formación avanzada y directores de instituciones educativas.
CAPÍTULOI
FUNDAMENTOS TEÓRICOS Y CARACTERÍSTICAS METODOLÓGICAS DE LA IMPLEMENTACIÓN DE LA ROBÓTICA EN EL PROCESO EDUCATIVO ESCOLAR
Un buen ingeniero debe constar de cuatro partes: 25% - ser teórico; 25% artista, 25% experimentador y 25% inventor
P.L.Kapitsa
Ya en la escuela, los niños deberían tener la oportunidad.
descubre tus habilidades, prepárate para la vida
en un mundo competitivo de alta tecnología
D. A. Medvedev
INTRODUCCIÓN
Robótica- ciencia aplicada involucrada en el desarrollo de sistemas técnicos automatizados. La robótica se basa en disciplinas como la electrónica, la mecánica y la programación.
La robótica es una de las áreas más importantes del progreso científico y tecnológico, en la que los problemas de la mecánica y las nuevas tecnologías entran en contacto con los problemas de la inteligencia artificial. En la etapa actual, en el contexto de la introducción del Estándar Educativo del Estado Federal, existe la necesidad de organizar lecciones y actividades extracurriculares encaminado a satisfacer las necesidades del niño y las demandas de la sociedad en aquellos ámbitos que contribuyan a la implementación de las principales tareas del progreso científico y tecnológico. a tal tendencias modernas La escuela incluye robótica y diseño robótico. EN actualmente En muchos Instituciones educacionales Rusia y la región de Tyumen están intentando integrar la robótica Lego en el proceso educativo. Se realizan concursos de robótica, los estudiantes participan en varias competiciones, que se basan en el uso de nuevas ideas científicas y técnicas, el intercambio de información técnica y conocimientos de ingeniería. 
EN sociedad moderna Los robots se están introduciendo en la vida cotidiana; muchos procesos están siendo reemplazados por robots. Los campos de aplicación de los robots son diferentes: medicina, construcción, geodesia, meteorología, etc. Una persona ya no puede imaginar muchos procesos de la vida sin dispositivos robóticos (robots móviles): un robot para todo tipo de juguetes para niños y adultos, un robot como enfermera, un robot como niñera, un robot como ama de llaves, etc.
Actualmente hay una gran demanda de especialistas con conocimientos en el campo de la robótica de ingeniería. Gracias a esto, se planteó el tema de la introducción de la robótica en el proceso educativo, partiendo de escuela primaria y además en todos los niveles de la educación, incluidas las universidades, es bastante relevante. Si un niño está interesado en esta área desde el principio edad más joven, podrá descubrir muchas cosas interesantes y, lo más importante, desarrollar las habilidades que necesitará para conseguir una profesión en el futuro. Por ello, la introducción de la robótica en el proceso educativo y en el tiempo fuera de clase cobra cada vez más importancia y relevancia.
El propósito de utilizar la construcción Lego en el sistema. educación adicional- es el dominio de las habilidades técnicas iniciales de diseño, desarrollo las habilidades motoras finas, estudio de conceptos de diseño y propiedades básicas (rigidez, resistencia, estabilidad), habilidades de interacción grupal. Los niños reciben juegos de construcción equipados con un microprocesador y juegos de sensores. Con su ayuda, un estudiante puede programar un robot (una máquina inteligente) para que realice determinadas funciones.
Los nuevos estándares de formación tienen una característica distintiva: la atención a los resultados educativos, que se consideran sobre la base de un enfoque de actividad sistémica. Esta estrategia didáctica ayuda a implementar ambiente educativo Lego.
El principal equipo utilizado para enseñar robótica a los niños en las escuelas son los juegos de LEGO.
Constructores LEGO hay varios tipos dirigido a la educación de los niños, teniendo en cuenta la satisfacción características de edad y las necesidades del niño.
Consideremos clasificación de constructores
, utilizado en instituciones educativas.
Hacemos– un set de construcción destinado a niños de 7 a 11 años. Le permite construir modelos de automóviles y animales, programar sus acciones y comportamiento.
mi- laboratorio "Energía, trabajo, poder"- para niños a partir de 8 años. Introduce a los estudiantes a diversas fuentes de energía, métodos de su transformación y conservación.
mi- laboratorio "Fuentes de energía renovable"- para niños a partir de 8 años. Introduce a los estudiantes a las tres principales fuentes de energía renovable.
"Tecnología y Física"- para niños a partir de 8 años. Te permite estudiar las leyes básicas de la mecánica y la teoría del magnetismo.
"Neumática"- para niños a partir de 10 años. Permite el diseño de sistemas que utilizan flujo de aire.
LEGO Mindstorms “Industria del entretenimiento. Primer robot" (RCX) es un set de construcción (un conjunto de piezas de acoplamiento y componentes electrónicos) para niños mayores de 8 años. Diseñado para crear dispositivos robóticos programables.
LEGO Mindstorms “Dispositivos automatizados. Primer robot" (RCX) - para niños a partir de 8 años. Le permite crear dispositivos robóticos programables.
LEGO Mindstorms "Primer robot" (nxt) - para niños a partir de 8 años. Le permite crear dispositivos robóticos programables tanto simples como bastante complejos.
Los constructores PervoRobot NXT permiten al profesor mejorar, tomar nuevas ideas, atraer y retener la atención de los estudiantes, organizar actividades educativas utilizando varios artículos y realizar clases integradas. Artículos adicionales, contenidos en cada conjunto de kits de construcción, permiten a los estudiantes crear modelos de sus propios inventos y diseñar robots que se utilizan en la vida.
Estos constructores muestran a los estudiantes la relación entre diversas áreas del conocimiento; en las lecciones de informática pueden resolver problemas de física, matemáticas, etc. Los modelos del diseñador PervoRobot NXT dan una idea del funcionamiento de estructuras mecánicas, fuerza, movimiento y velocidad, y ayudan a realizar cálculos matemáticos. Estos conjuntos ayudan a estudiar secciones de la informática: modelado y programación.
RECOMENDACIONES METODOLÓGICAS PARA EL USO DE LA ROBÓTICA EN EL PROCESO EDUCATIVO
Como parte de las lecciones escolares y la educación adicional, los sistemas robóticos Lego se pueden utilizar en las siguientes áreas:
Demostración;
Trabajos y experimentos de laboratorio frontales;
Actividades de proyectos de investigación.
Explicativo - ilustrativo - presentación de información diferentes caminos(explicación, cuento, conversación, instrucción, demostración, trabajo con mapas tecnológicos, etc.);
Heurístico: un método de actividad creativa (creación de modelos creativos, etc.);
Problemático: planteamiento del problema y búsqueda independiente sus soluciones por parte de los estudiantes;
Programado: un conjunto de operaciones que deben realizarse durante la ejecución. trabajo practico(formulario: taller de informática, actividad de proyecto);
Reproductivo: reproducción de conocimientos y métodos de actividad (forma: recopilación de modelos y estructuras a partir de una muestra, conversación, ejercicios analógicos);
Parcialmente - buscar - resolver problemas problemáticos con la ayuda de un profesor;
Motor de búsqueda: resolución independiente de problemas;
El método de presentación de problemas es la formulación de un problema por parte del profesor, su solución por parte del propio profesor y la participación de los estudiantes en la solución.
El aprendizaje basado en proyectos es un método de enseñanza sistemático que involucra a los estudiantes en la adquisición de conocimientos y habilidades a través de una investigación amplia basada en preguntas complejas del mundo real y tareas cuidadosamente diseñadas.
Principales etapas del desarrollo del proyecto Lego:
Designación del tema del proyecto.
El propósito y objetivos del proyecto presentado. Hipótesis.
Desarrollo de un mecanismo basado en el modelo Lego NXT (RCX).
Elaboración de un programa para el funcionamiento del mecanismo en el entorno Lego Mindstorms (RoboLab).
Probando el modelo, eliminando defectos y mal funcionamiento.
Al desarrollar y depurar proyectos, los estudiantes comparten sus experiencias entre sí, lo que influye de manera muy efectiva en el desarrollo de habilidades cognitivas y creativas, así como en la independencia de los escolares. Así, se puede estar convencido de que Lego, al ser una herramienta adicional a la hora de estudiar una carrera de informática, permite a los estudiantes tomar decisiones de forma independiente, aplicables a una situación determinada, teniendo en cuenta las características del entorno y la disponibilidad de materiales auxiliares. Y lo importante es la capacidad de coordinar sus acciones con las de los demás, es decir, Trabajar en un equipo.
Una ventaja adicional de estudiar robótica es la creación de un equipo y, en el futuro, la participación en competiciones de robótica municipales, regionales, de toda Rusia e internacionales, lo que aumenta significativamente la motivación de los estudiantes para adquirir conocimientos. El principal objetivo del uso de la robótica es el orden social de la sociedad: formar una personalidad capaz de fijarse de forma independiente objetivos educativos, diseñar formas de implementarlos, monitorear y evaluar sus logros, trabajar con diferentes fuentes de información, evaluarlas y formularlas en base a esto. base. Mi propia opinión, juicio, valoración. Es decir, la formación de competencias clave de los estudiantes.
El enfoque basado en competencias en la educación general y secundaria corresponde objetivamente tanto a las expectativas sociales en el campo de la educación como a los intereses de los participantes. proceso educativo. El enfoque basado en competencias es un enfoque que se centra en los resultados de la educación, y el resultado de la educación no es la cantidad de información aprendida, sino la capacidad de actuar en diversas situaciones problemáticas.
La tarea principal del sistema educativo general es sentar las bases de la competencia informativa de un individuo, es decir, ayudar al estudiante a dominar los métodos de recopilación y acumulación de información, así como la tecnología para su comprensión, procesamiento y aplicación práctica.
Las posibilidades para incluir la robótica en el estudio de materias de educación general se presentan con más detalle en la Tabla 1.
tabla 1
Posibilidades de utilizar la robótica en el proceso educativo.
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ESCUELA PRIMARIA |
ESCUELA BASICA |
ESCUELA SECUNDARIA |
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actividades de la lección |
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Constructores educativos: El mundo que nos rodea Matemáticas Geometría Protozoos figuras geometricas Perímetro Cifras iguales Área, unidades de área Simetría Lógica y combinatoria Propiedades de los objetos, clasificación por características. Secuencias, cadenas. Pares y grupos de objetos. Conjuntos iguales y diferentes. Bolsas Problemas lógicos y combinatorios. Proyectos DUPLOEn lecciones de tecnología, desarrollo del habla.Letras DUPLOen lecciones de ingles LEGO primer robot Lección del mundo que nos rodea. Sección "Mundo animal" Demostración de robots programados en lecciones del mundo circundante, matemáticas (relaciones espaciales). Informática (programación de robots) |
CIENCIAS DE LA COMPUTACIÓN http://gaysinasnz.ucoz.ru/index/planirovanie_na_2011_2012_uchebnyj_god/0-35 - correo electrónico. portafolio de Gaisina I.R., profesora de informática, Snezhinsk |
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