CC BY
182Ученые записки Крымского федерального университета имени В. И. Вернадского Социология. Педагогика. Психология. Том 5 (71). 2019. № 3. С. 72-83.
УДК 373
ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ РОБОТОТЕХНИКА КАК ИНСТРУМЕНТАРИЙ РАЗВИТИЯ ИННОВАЦИОННОГО ПОТЕНЦИАЛА ШКОЛЬНИКОВ
Юртаева О. А.
ГБОУ ДПО РК «Крымский республиканский институт постдипломного педагогического
образования», Симферополь, Республика Крыш, Россия
E-mail: [email protected]
В статье обоснована актуальность исследования развития инновационного потенциала школьников средствами образовательной робототехники, которая обусловлена потребностями современного общества в предпрофессиональной подготовке научно-технических и инженерных кадров к инновационной деятельности. Раскрываются возможности образовательных конструкторов. Обосновывается последовательность и содержание этапов, выбор форм и методов педагогической работы по развитию инновационного потенциала школьников в процессе изучения робототехники и конструирования роботов. Рассматривается инновационный потенциал техносферы как системы сетевого взаимодействия образовательных учреждений.
Ключевые слова: инновационный потенциал, образовательная робототехника, соревновательная робототехника, инновационная техносфера.
ВВЕДЕНИЕ
Постановка проблемы. Стремительное развитие искусственного интеллекта в цифровую эпоху, внедрение в современную индустрию новых технологических решений ставит перед педагогической наукой проблемы поиска информационно-цифровых и технических подходов к образовательному процессу, обновления его содержания, внедрения в практику инновационных технологий и функционирования механизмов опережения. Традиционный инструментарий, который используется при изучении физико-математических и естественнонаучных дисциплин, становится неактуальным для разработки новых программ по модернизации образовательного процесса.
Современные тенденции информатизации и креативной индустриализации обуславливают необходимость в использовании в педагогической практике инноваций в междисциплинарной сфере познания, в частности в области робототехники. Как известно, робототехника как междисциплинарная область знания включает информатику и программирование, механику и мехатронику, электронику и автоматику, физику и математику, что, в свою очередь, способствует интегрированию полученных знаний и разностороннему раскрытию потенциальных возможностей обучаемых. В образовательном процессе робототехника выступает интегратором системной целостности знаний и инструментарием гармоничного развития внутренних ресурсов школьников. В связи с этим актуальность приобретает исследование проблемы использования технологий программирования,
72
моделирования и конструирования робота как инструментария для развития инновационного потенциала учащихся, привлечения их к техническому творчеству. Вместе с тем, включение обучаемых в процесс создания робота и управление автоматизированным процессом его функционирования в различных сферах деятельности предполагает формирование у них инструментальных компетенций, развитие творческих способностей и инновационной активности.
Актуальность проблемы исследования. Роботизация различных сфер деятельности, в том числе образовательной, обуславливают необходимость предпрофессиональной подготовки научно-технических и инженерных кадров в сфере инноваций и высоких технологий, развитие у них инновационного потенциала. Этот достаточно длительный и сложный процесс подготовки квалифицированных кадров к инновационной деятельности в области программирования и конструирования образцов системной инженерии начинается уже на этапе школьного образования с изучения основ образовательной робототехники.
Освоение принципов, механизмов и особенностей роботостроения осуществляется в широком образовательном пространстве - в учебных заведениях, учреждениях дополнительного образования, творческих студиях и лабораториях при проведении учебных экспериментов по смежным областям знания - физике, электронике, мехатронике, информатике, автоматике, химии. Тем самым, образовательное пространство, которое расширяется новыми сферами познания и приобретает инновационную направленность, становится платформой для проявления инициативы и раскрытия творческих способностей будущих инженерно-технических кадров. В условиях привлекательной для учащихся инновационной среды в процессе моделирования и создания роботов у них формируется мотивация к научно-техническому творчеству, развивается инновационный потенциал, активизируется поиск оригинальных конструкторских решений в сфере искусственного интеллекта.
Поэтому в научной литературе интенсифицируются поиски новых подходов к обучению основам робототехники, технологий формирования творческого мышления и инструментальных компетенций учащихся, разрабатываются программы и механизмы внедрения в образовательный процесс инноваций в области роботостроения. Особую значимость приобретает рассмотрение образовательной робототехники как инструментария развития инновационного потенциала учащихся, а также их предпрофессиональной подготовки к научно-техническому творчеству, что актуализирует поиск решения поставленной проблемы.
Анализ публикаций по теме исследования показал значительный интерес современных исследователей к рассматриваемой проблеме. Наибольшее количество трудов по образовательной робототехнике имеет методическую направленность. Так, разработке дидактического обеспечения изучения основ робототехники и программирования по дисциплине «Информатика» посвящены работы Белиовской Л. Г. [1]. Методика Зайцевой А. А. основана на интегрировании образовательной робототехники в программы дисциплин начальной школы. В учебно-методическом
73
комплексе содержатся рекомендации по изучению робототехники, составлению рабочих тетрадей, заданий для самостоятельной работы с иллюстрированным материалом - графическими элементами [2].
Решению исследовательских задач по моделированию роботов и применению их технических характеристик при изучении математики посвящены работы Папко С. С., Ушакова А. А. Авторы подчеркивают значение интегрированного подхода для достижения взаимосвязи компьютерной грамотности и математической компетентности учащихся [3, 4].
Дидактические аспекты изучения робототехники в школе раскрываются в публикациях Фёдоровой Н. Д. Специфика освоения основ робототехники младшими школьниками рассматривается в этих работах сквозь призму конструирования и моделирования с использованием конструкторов Lego и WeDo; особенности моделирования и изучения более сложных языков программирования в основной школе выявляются благодаря использованию конструкторов Mindstorms NXT и проведению опытов с применением датчиков Vernier; преодоление сложностей углублённого изучения программирования и конструирования робототехнических комплексов в старших классах раскрывается автором при освоении учащимися станков с числовым программным управлением (языки LabVIEW и Java).
Особое внимание исследователи уделяют разработке программ и методических материалов для внеурочной работы. Дьякова Н. А. выявляет особенности изучения робототехники в контексте дисциплины «Информатика» (в частности, рассмотрение последовательности «алгоритмизация и программирование - исполнитель - основы логики и логические основы компьютера»).
Овсяницкая Л. Р., предлагает методики организации экспериментальной, соревновательной, кружковой работы в занимательной форме с использованием программируемых конструкторов WeDo, RCX, NXT [5-8].
Однако в научной литературе не недостаточно исследован предпрофессиональный этап развития научно-технического творчества школьников в области робототехники, что подтверждает актуальность исследования проблемы использования образовательной робототехники как инструментария для развития и актуализации инновационного потенциала будущих инженерно-конструкторских кадров.
Цель статьи - рассмотрение образовательной робототехники как эффективного инструментария в развитии инновационного потенциала школьников.
Для достижения этой цели следует решить такие задачи:
- раскрыть особенности образовательных конструкторов и их возможности в развитии инновационного потенциала школьников;
- охарактеризовать этапы, формы и методы педагогической работы по изучению основ робототехники;
- раскрыть значение информационной техносферы как системы сетевого взаимодействия в области робототехники для успешного развития инновационного потенциала школьников.
74
ИЗЛОЖЕНИЕ ОСНОВНОГО МАТЕРИАЛА
Раскрывая роль образовательной робототехники как многофункционального инструментария развития инновационного потенциала школьников, следует, прежде всего, обратиться к категориальному анализу рассматриваемого феномена.
Обобщение теоретических положений позволяет интерпретировать понятие «инновационный потенциал личности» как совокупность ресурсов, необходимых для осуществления инновационной деятельности, как комплекс её творческих и социокультурных характеристик, благодаря которым проявляется готовность усовершенствовать инновационную деятельность - осваивать нововведения, генерировать новые идеи, разрабатывать инновационные технологии, обеспечивать технологическое претворение действительности, реализацию инновационных продуктов. Как динамичная структура личности инновационный потенциал включает также комплекс психических процессов - воображение и фантазию, ассоциации и интуицию, эмоциональное разнообразие и творческое мышление. Этот комплекс реализуется в рефлексивно-творческой мобилизации воли и внутренних ресурсов, направленных на достижение нереализованного - «выход за пределы» индивидуального пространства личности.
Показателями активности инновационного потенциала может выступать интеллектуальная инициатива, рассматриваемая как продолжение интеллектуальной деятельности за пределами ситуативной данности, а также уровень развития инновационного мышления, которое характеризуется единством творческого и критического мышления, проявляется в генерировании новых знаний, способности к получению и обработке новой информации, направленностью на поиск нового.
В современном образовательном пространстве развитие инновационного потенциала подрастающего поколения, его подготовка к инновационной деятельности осуществляется как непрерывный процесс, организованный по принципу преемственности, в системе «детский сад - школа - университет». Особое место в этом процессе принадлежит школе, где проводится работа по профориентации учащихся в области робототехники, приобщению их к научно-техническому творчеству. Логично, что освоение робототехники с позиций рассмотрения её как интегрированной области знания имеет целью формирование целостного представления о мире и, соответственно, всестороннее и гармоничное развитие личности школьника. При решении поставленной цели педагогической работы используется соответствующий робототехнический инструментарий:
1. Образовательные конструкторы «Kicky», предназначенные для ознакомления с основами робототехники по инструкции. Организацию занятий по конструированию роботов предлагается проводить в игровой форме (сказок, историй), что способствует развитию у школьников такого аспекта инновационного потенциала, как творческие способности.
2. Образовательные конструкторы HUNA-MRT, разработанные по принципу «от простого к сложному» и состоящие из наборов различных уровней сложности: 1) начальный уровень - наборы с пластиковыми деталями и минимумом электроники; 2) продвинутый уровень - наборы с контролёрами для управления моделями, датчиками
75
и исполняющими устройствами; 3) сложный уровень - конструкторы с металлическими деталями и различными функциональными возможностями. При помощи конструктора HUNA-MRT создаются трёхмерные модели, сборку которых, благодаря конструкции деталей, можно сделать с шести сторон. Таким способом развивается у школьников пространственное мышление.
3. Образовательные конструкторы серии «Class» с запрограммированным материнским плато используются для овладения основами программирования. К его преимуществам относятся: простой и понятный школьникам интерфейс; доступная форма пояснения; логично структурированные программы с позиций алгоритмизированного подхода. Программа пишется вертикально, что максимально приближает её к следующему этапу программирования и освоения языков программирования.
4. Образовательный конструктор серии «ТОР» является продолжением серии «Class». Его применение предполагает создание технически более сложных моделей, увеличение возможностей при конструировании объектов, в частности, использование металлических блоков, винтов, гаек. Единая система датчиков и механики позволяет создавать металлопластиковые модели и успешно решать сложные конструкторские задачи по механике.
5. Образовательный конструкторские наборы серии «Hunitronik» обладают дополнительными возможностями, а именно: а) набор электронных модулей на основе популярной платформы Arduino; б) плато расширения Extension IO Shield для подключения датчиков и других устройств; в) комплект датчиков физических параметров, необходимых для создания интерактивных проектов; г) среда программирования контролеров Arduino, которая имеет два интерфейса пользователя, графический интерфейс Ardublok для начинающих и традиционную текстовую среду разработки кода на языке «Си» для Arduino; д) методические материалы для проведения занятий по робототехнике с использованием компонентов HUNATRONIC с примерами конструкций разных механизмов, роботов, анимированных персонажей.
6. Образовательный конструктор Lego Education WeDo предлагает три набора: базовый, ресурсный и простые механизмы. В процессе увлекательных занятий школьники осваивают принципы конструирования моделей робота, работы датчиков, электромотора, мультиплексора, «Чёрного ящика» по сбору, сохранению и обработке информации. Школьники овладевают способами взаимодействия робота с программным обеспечением. При конструировании роботов у учащихся появляется возможность наделять интеллектом свои модели, в частности, приборы, используемые в быту, мобильные роботы с датчиком температуры и датчиком для измерения магнитного поля. Конструктор Lego Education WeDo используется педагогами для внедрения Lego-технологий, которые используются при формировании мотивации школьников к выполнению творческих заданий по конструированию роботов. Так, на занятиях рассматриваются такие темы, как: «Зачем строят корабли», «Зачем летают в космос», «Техника будущего», «Город будущего». Применение Lego-технологий с использование конструктора Lego Education WeDo позволяет преодолевать трудности, которые возникают во время
76
освоения теоретического материала, овладевать интегрированными знаниями и способами творческой деятельности в области робототехники.
7. Образовательный конструктор Lego Mindstorms EV3 предполагает выполнение школьниками более сложных задач по программированию и конструированию роботов нового поколения, которые умеют ходить, ездить, разговаривать, думать и даже «управлять» битвой роботов. Такие задачи решаются учащимися после нескольких проб, в результате которых школьник понимает, как робот воспринимает ту или иную ситуацию. При этом учитываются такие факторы, как погрешность в показаниях датчика робота, его механизмов, воздействие окружающей среды. Школьники имеют возможность провести эксперимент по испытанию работы созданной ними конструкции робота, получить представление о координации и силе тяготения. Функциональность такого робота во многом зависит от творческого воображения и фантазии школьника, что, безусловно, активизирует развитие его инновационного потенциала.
8. Образовательный конструктор LEGO DUPLO имеет значительные дидактические возможности для развития инновационного потенциала школьников на основе виртуальных образов с использованием информационных технологий. В процессе моделирования и проектирования учащиеся осваивают такие понятия, как «точка опоры», «ось вращения», «направление движения», «равновесие», «трение», овладевают закономерностями и принципами механики. Проектирование с использованием LEGO DUPLO способствует воспитанию у школьников познавательной самостоятельности, а именно: самостоятельно создавать «поле» творческой деятельности, намечать цели и задачи конструирования, разрабатывать план деятельности, координировать свою деятельность с другими участниками проекта.
Расширение спектра использования робота происходит благодаря включению школьников в игровую ситуацию. Предлагаемые программы направлены на формирование умения собирать роботы и манипулировать конструкциями, создавать креативные рисунки и образцы строительной техники, свободно ориентироваться в пространстве («Городские строения», «Пожарная станция», «Полиция», «Железная дорога», «Звёздные войны», «Пиратский корабль», «Изобретатели»). Переход от предметной деятельности к образной символике способствует ускорению процесса моделирования и проектирования робототехнических конструкций.
К преимуществам LEGO DUPLO следует отнести создание творческой среды благодаря использованию комплекта для ролевых игр и свободного конструирования. При выполнении заданий используются конструктивные элементы, комплекты, содержащие наборы карт, творческие задания трёх уровней сложности, комплекты методических рекомендаций для педагогов. В этом аспекте интерес представляет Lego-технология «Играем в оркестре». В сюжете этой игровой технологии рассказывается история о неявке на праздник приглашённого оркестра. Участникам игры необходимо «организовать» оркестр и сделать музыкальные инструменты из предложенного материала. Дидактический материал Lego-технологии «Играем в оркестре» включает технологические карты разных цветов. На картах жёлтого цвета представлены фотографии сцен и описание действия определённого механизма;
77
голубые карты помогают собрать предлагаемые модели из деталей конструктора. Такие технологии призваны развивать у школьников как образное, так и логическое мышление, активизировать фантазию, а также показать, как из простых элементов можно создать задуманное.
Дальнейшее усложнение процесса развития инновационного потенциала школьников осуществляется благодаря повышению трудностей при программировании и моделировании роботов с использованием Lego конструкторов Mindstorms NXT, а также при освоении робототехнических комплексов и языков программирования (LabVIEW). Процесс развития инновационного потенциала школьников средствами осуществляется поэтапно: первый этап предполагает создание роботов по предложенным схемам; второй - включает работу с программами; третий - характеризуется направленностью на создание и программирование собственных роботов.
На первом - информационно-ознакомительном этапе педагогической работы обучение направлено на ознакомление с основами робототехники, развитие познавательного интереса школьников. Рассмотрение процессов моделирования и конструирования роботов происходит по схемам в процессе овладения различными модификациями конструктора Lego Education WeDo. Школьники по инструкции знакомятся с принципами конструирования моделей, работой датчиков и мотора, способами взаимодействия робота с программным обеспечением. В увлекательной форме учащиеся узнают об особенностях сбора, хранения, обработки информации, а также специфике управляющего воздействия (темы «Информация», «Информационные процессы»). Интерес представляет пошаговый процесс алгоритмизации программного обеспечения (темы «Алгоритмы и исполнители»). Создание и программирование 12 несложных моделей роботов с электромоторами, датчиками наклона и движения, мультиплексором стимулирует к проявлению интеллектуальной инициативы, формирует творческое мышление, активизирует внутренний потенциал.
Второй - проблемно-поисковый - этап предполагает развитие интеллектуальной активности учащихся в процессе работы с наборами Lego Mindstorms EV3. Перед учащимися ставятся более сложные задачи, ориентированные на освоение функциональных возможностей роботов нового поколения и овладение основами программирования роботов. Так, при программировании робота собирается экспериментальный материал, обобщение которого позволяет понять, как робот воспринимает ситуацию и как различные факторы влияют на его функционирование. Включение школьников в экспериментальную работу позволяет не только закрепить на практике полученные знания по программированию, микроэлектронике и мехатронике, но и развивает у него сообразительность, формирует исследовательские способности и творческое мышление.
На третьем - проектно-конструкторском - этапе развития инновационного потенциала школьников предполагается обратить внимание на формирование способности к научно-техническому творчеству, развитие инновационного мышления. Интеллектуальная деятельность школьников на данном этапе имеет
78
инновационную направленность и включает самостоятельное проектирование и создание робототехнических конструкций, выполнение более сложных задач по моделированию роботов с применением LEGO конструкторов Mindstorms NXT, датчиков Vernier, станков с числовым программным управлением. Повышается уровень сложности робототехнических комплексов и языков программирования.
Процедура создания робота обусловлена логикой выполнения задач и алгоритмом действий по его созданию: 1) разработка концепции и определение конструктивных особенностей робота; 2) разработка робота на компьютере; 3) изготовление частей и механизмов робота; 4) конструирование механической части робота; 5) разработка алгоритма управления и написание программы управления роботом; 6) комплексная настройка узлов и механизмов робота, а также программного обеспечения; 7) проведение эксперимента.
Для успешного решения усложнённых задач при обучении робототехнике используют такие формы обучения, как научно-популярные лекции и междисциплинарные веб-семинары, кружковые и лабораторные занятия, мастер-классы и выставки, что обеспечивает развитие инновационного сознания школьников. Положительные результаты в развитии инновационного потенциала школьников имеет соревновательная робототехника. В команде у школьников формируются умения многоаспектно рассматривать проблемы, распределять обязанности в группе при её решении, логично и чётко излагать свои суждения.
В методической литературе рекомендуется проводить занятия с командой в такой последовательности: 1) постановка целей и задач занятия; 2) выбор способов их решения; 3) комплектование команд для моделирования робота; 4) конструирование робота с необходимыми блоками, моторами и сенсорами; 5) программирование; 6) отработка действий робота на полигоне; 7) суждения об усовершенствовании действий робота, изменении его конструкции или программы для более качественного решения поставленной задачи; 8) подготовка к соревнованиям и выставкам ознакомление с программой и правилами проведения мероприятия и техническими характеристиками роботов.
По специальным программам проводятся международные и всероссийские соревнования роботов, участие в которых стимулирует поиск новых идей, нахождение оригинальных технологических решений. Участие школьников в мероприятиях по соревновательной робототехнике предполагает овладение высокотехнологичным оборудованием, способствует проявлению креативности, развитию способности к самореализации в научно-техническом творчестве, что, в свою очередь, обеспечивает раскрытие инновационного потенциала учащихся.
В этом контексте интерес представляет интерактивная международная выставка «Робополис», которая была организована в г. Севастополе. На выставке школьникам предлагалось включиться в игровую деятельность, в процессе которой они знакомились с умными машинами. Так, желтоглазый Meccanoid здоровался и давал «пять»; серьезные роботы (герои мультфильма Pixar ВАЛЛ-И и ЕВА, саги «Звездные войны» BB8 и BB) умели распознавать лица и эмоции людей, разговаривать и шутить; собака-робот с искусственным интеллектом Aibo узнавала своих хозяев, понимала команды и играла с игрушками. Юных посетителей
79
«Робополиса» знакомили с домашними робопитомцами и необычными нейроинтерфейсами, позволяющими управлять предметами силой мысли. Удивляли школьников оригинальные шоу - «Тесла», где молнии танцуют и «поют», а также театр маленьких роботов. Кроме того в «Робополисе» были оборудованы зоны виртуальной и дополненной реальности.
Международная выставка «Робополис» была организована при поддержке технопарка Сколково, деятельность которого направлена на создание инновационной техносферы, объединяющей различные подходы к изучению основ робототехники, информационного моделирования, программирования, информационно-коммуникационных технологий.
Высокотехнологичные компании Сколково уделяют значительное внимание созданию интеллектуальной Интернет-сети, в том числе ресурсных центров робототехники. Взаимодействие в Интернет-сети формирует информационно-коммуникационного пространство, в котором развивается и актуализируется инновационный потенциал подрастающего поколения в области инженерии, научно-технического творчества, программирования и проектной деятельности. Эффективность этого процесса достигается благодаря таким аспектам инновационной деятельности в сфере образования, как: а) разработка методического обеспечения для образовательных учреждений, деятельность которых предполагает освоение робототехники и внедрение в практику робототизированных технологий; б) обмен новаторским опытом по освоению робототехники; в) создание программ по дисциплине «Основы робототехники» для системы дополнительного образования и он-лайн образования, в том числе программ обучения детей-инвалидов и индивидуальных программ обучения одаренных детей, программ интерактивного обучения учащихся; г) открытие творческих лабораторий и ресурсных центров, где создаются образовательные практики для научно-технического творчества школьников: е) организация интерактивных форм взаимодействия в области научно-технического творчества -олимпиад, конкурсов, соревнований в различных областях робототехники (электроника, механика, программирование), фестивалей научно-технического творчества; ж) предоставление образовательным учреждениям технологического и программного обеспечения, технического оборудования, учебных комплексов,
Изучение робототехники и использование её как эффективного инструментария развития инновационного потенциала учащихся в условиях инновационной техносферы способствует формированию инструментальных компетенций, а именно: а) способности к инновационному мышлению, проектной и исследовательской деятельности; б) овладению принципами и механизмами работы роботов; в) знанию возможностей и ограничения технических устройств, предназначенных для автоматизированного поиска и обработки информации; г) умение программировать, моделировать и конструировать роботы.
В формировании указанных выше инструментальных компетенций особая роль принадлежит Детским инженерным академиям и Центрам научно-технического творчества, инновационная деятельность которых предполагает внедрение в образовательный процесс современных технических средств обучения,
80
компьютерных и интерактивных моделей, технических конструкторов, игровых наборов, виртуальных решений, систем дистанционного обучения. Поиск решений исследовательских и изобретательных задач с использованием профессионально-ориентированных технологий и новейших средств обучения предполагает его политехническую направленность. Практическое закрепление теоретических знаний, самостоятельность и инициатива позволяют учащимся овладеть навыками проведения физического эксперимента, проявить наблюдательность, сообразительность, реализовать способности к научно-техническому творчеству, что в совокупности обеспечивает достижение успешности в развитии инновационного потенциала школьников.
ВЫВОДЫ
Обобщение изложенных выше теоретических положений позволяет сформулировать следующие выводы:
1. Образовательная робототехника как интегрированная область знания и научно-технического творчества является эффективным инструментарием для развития инновационного потенциала подрастающего поколения.
Анализ образовательных программ и методических пособий по изучению робототехники в образовательных учреждениях позволяет отметить широкий комплекс задач, поставленных перед педагогом:
• формирование мотивации к научно-техническому творчеству;
• расширение эрудиции и кругозора школьников о мире техники;
• обучение моделированию, программированию и конструированию роботов;
• подготовку к практическому решению проблемных ситуаций при создании робототехнических конструкций;
• включение школьников в экспериментальную работу и привлечение к исследовательской деятельности.
Решение этих задач способствует раскрытию такие аспектов инновационного потенциала школьников, как проявление инициативы и самостоятельности при генерировании идей и принятии решений в проблемных ситуациях, самоактуализация креативности и творческих способностей.
2. Для успешной реализации образовательных программ по робототехнике в педагогической практике используются наборы конструкторов «Kicky», «Class», «ТОР», HUNA-MRT, «Hunitronik», Lego Education WeDo, LEGO DUPLO, Mindstorms NXT. Благодаря активному включению школьниками в процессе создания робота с применением современных технологий происходит практическое закрепление полученных знаний, развивается творческое воображение и фантазия, оригинальность и нестандартность мышления и, тем самым, активизируется процесс развития инновационного потенциала учащихся.
3. Обоснование оптимальных условий развития инновационного потенциала школьников средствами образовательной робототехники позволяет отметить значение инновационной техносферы, которая благодаря сетевому взаимодействию образовательных учреждений на базе ресурсных центров, призвана обеспечить:
81
• освоение школьниками современных достижений в области робототехники и технического творчества;
• распространение методического обеспечения и сопровождения деятельности образовательных учреждений, а также обмен новаторским опытом в области робототехники;
• организацию мероприятий для сетевого взаимодействия по проблемам научно-технического творчества и проведение эксперимента. Развитие инновационного потенциала школьников в условиях инновационной техносферы осуществляется с применением современного технического инструментария, Lego-технологий и других образовательных технологий в области робототехники.
Перспективы исследований в данном направлении состоят в повышении эффективности подготовки высококвалифицированных педагогических кадров в области робототехники, создании Центров научно-технического творчества преподавателей и обобщения новаторского опыта работы по внедрению Lego-технологий в образовательную практику.
Список литературы
1. Белиовская Л. Г. Программируем микрокомпьютер NXT в LabVIEW / Учебное пособие / Л. Г. Белиовская, А. Е. Белиовский. - М. Изд-во ДМК Пресс, 2010. - 280 с.
2. Зайцева Н. Н. Образовательная робототехника в начальной школе: пособие для учителя [Электронный ресурс] / Н. Н. Зайцева, Т. А. Зубова, С. Ю. Подкорытова. - Режим доступа: http://nttm.ouhmao.ru/index.php/metodicheskoe-obespechenie/metodika/item/63-obrazovatelnaya-robototekhnika-v-nachalnoj-shkole-posobie-dlya-uchitelya
3. Папко С. С. Возможности использования робототехники на уроках математики / С. С. Папко // Международный школьный научный вестник. - 2016. - № 4. - С. 26-28. URL: http://school-herald.ru/ru/article/view?id= 103
4. Ушаков А. А. Робототехника в средней школе - практика и перспективы / А. А. Ушаков // Педагогический университетский вестник Алтая. - 2010. - № 1. - URL:www.uni-altai.ru/info/journal/ vesnik/3365-nomer-1-2010. html
5. Дьякова Н. А. Образовательная программа внеурочной деятельности «Основы робототехники» [Электронный ресурс]/ Н. А. Дьякова. - Режим доступа: www.robot.uni-altai.ru
6. Ничков Н. В. Мой первый робот, или 33 эксперимента по робототехнике: Образовательная программа дополнительного образования / Н. В. Ничков, Т. А. Ничкова. - Панаевск: Методическая служба, 2013. - 180 с.
7. Овсяницкая Л. Ю. Курс программирования робота Lego Mindstorms EV3 в среде EV3: основные подходы, практические примеры, секреты мастерства / Л. Ю. Овсяницкая, А. Д. Овсяницкий. - М: Издательство «Перо», 2016. - 300 с.
8. Соревновательная робототехника. Приёмы программирования в среде EV3: учебно-практическое. пособие. - Челябинск: Изд-во РАОР, 2015. - 132 с.
EDUCATIONAL ROBOTICS AS TOOLS FOR THE DEVELOPMENT OF INNOVATIVE CAPACITY OF STUDENTS
Yurtaeva O. A.
Crimean Republican Institute of postgraduate pedagogical education, Simferopol, Republic of
Crimea, Russian Federation, E-mail: [email protected]
82
The article substantiates the relevance of the study of the development of the innovative potential of schoolchildren by means of educational robotics, which is due to the needs of modern society in the pre-professional training of scientific, technical and engineering personnel for innovative activity. The essence of the concept of "innovative potential" of a person is revealed. The possibilities of educational designers as tools for developing the innovative potential of schoolchildren are highlighted. The features of pedagogical work on the study of the fundamentals of robotics and the design of robots in the conditions of educational institutions are considered. The stages, forms and methods of developing the innovative potential of schoolchildren by means of educational robotics are characterized. The structure of the technological process of designing a robot is proposed. An algorithm for creating robotic structures is being developed. Indicates the importance of activities on competitive robotics and the work of students in a team for the development of their creativity, innovative thinking and creative self-realization. It reveals the innovative potential of the techno environment as a system of networking of educational institutions. It is noted that the study of robotics and its use as an effective toolkit for the development of innovative potential of schoolchildren in the conditions of the innovation techno environment, contributes to the formation of their instrumental competences - the ability to think innovatively, design and research activities, master the principles and mechanisms of operation of robots, knowledge capabilities and limitations of technical devices intended for automated search and processing of information, programming skills, model Design and design robots. Prospects for further research in the field of educational robotics and the introduction of Lego-technologies in teaching practice are outlined.
Keywords: innovative potential, educational robotics, competitive robotics, innovative technosphere.
References
1. Beliovskaya L.G. and Beliovskij A.E., Programmiruem mikrokomp'yuter NXT v LabVIEW, Uchebnoe posobie, 280 p. (Izd-vo DMK Press, Moscow, 2010).
2. Zajceva N.N., Zubova T.A. and Podkorytova S.Yu., Obrazovatel'naya robototekhnika v nachal'noj shkole: posobie dlya uchitelya [Elektronnyj resurs], Rezhim dostupa: http://nttm.ouhmao.ru/index.php/ metodicheskoe-obespechenie/metodika/item/63-obrazovatelnaya-robototekhnika-v-nachalnoj-shkole-posobie-dlya-uchitelya
3. Papko S.S., Vozmozhnosti ispol'zovaniya robototekhniki na urokah matematiki, Mezhdunarodnyj shkol'nyj nauchnyj vestnik, 4, 26 (2016). URL: http://school-herald.ru/ru/article/view?id=103
4. Ushakov A.A. Robototekhnika v srednej shkole - praktika i perspektivy, Pedagogicheskij universitetskij vestnik Altaya, 1 (2010). URL: www.uni-altai.ru/info/journal/vesnik/3365-nomer-1-2010.html
5. D'yakova N.A., Obrazovatel'naya programma vneurochnoj deyatel'nosti «Osnovy robototekhniki» [Elektronnyj resurs], Rezhim dostupa: www.robot.uni-altai.ru
6. Nichkov N.V. and Nichkova T.A., Moj pervyj robot, ili 33 ehksperimenta po robototekhnike: Obrazovatel'naya programma dopolnitel'nogo obrazovaniya, 180 p. (Metodicheskaya sluzhba, Panaevsk, 2013).
7. Ovsyanickaya L.Yu and Ovsyanickij A.D., Kurs programmirovaniya robota Lego Mindstorms EV3 v srede EV3: osnovnye podhody, prakticheskie primery, sekrety masterstva, 300 p. (Izdatel'stvo «Pero», Moscow, 2016).
8. Sorevnovatel'naya robototekhnika. Priyomy programmirovaniya v srede EV3: uchebno-prakticheskoe. Posobie, 132 p. (Izd-vo RAOR, Chelyabinsk, 2015).
83
