30 Янв

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НАБОРОВ LEGO MINDSTORMS EDUCATION EV3 В ДОПОЛНИТЕЛЬНОМ ОБРАЗОВАНИИ




Номер части:
Оглавление
Содержание
Журнал
Выходные данные


Науки и перечень статей вошедших в журнал:

В стране всё больше уделяют внимание дополнительному образованию детей. Государство хочет, чтобы подрастающее поколение с пользой проводило свое свободное время, развивалось умственно и физически. Особое внимание уделяется кружкам технического творчества, посещая которые юные инженеры  могут на практике применить свои теоретические знания об этом мире. В таких секциях у учащихся появляется возможность творить что-то новое и интересное. Благодаря экономическому росту последних лет у государства появилась возможность улучшать материальную базу образовательных учреждений. Так, в данных организациях стали появляться секции и кружки, связанные с новыми технологиями. Одним из таких направлений становится робототехника. Существуют различные образовательные наборы, с помощью которых юных инженеров можно учить основам конструирования и программирования различных роботизированных систем: наборы на базе микроконтроллера Arduino,  fischertechnik, наборы серии Mindstorms от LEGO education. Наибольшей популярностью пользуются образовательные наборы от компании LEGO, т.к. они обладают большим образовательным потенциалом, существуют различные методические материалы к ним, заинтересовано большое число педагогов, проводятся соревнования роботов, в которых могут принимать участие механизмы, созданные с помощью продукции LEGO education. Таким образом, в различных кружках и секциях, где дети занимаются техническим творчеством, появляются робототехнические наборы серии Mindstorms от компании LEGO. На данный момент существует два популярных набора Mindstorms от LEGO – это NXT и EV3. В 2009 году вышла модель LEGO Mindstorms NXT 2.0, в 2013 – LEGO Mindstorms EV3. Информацию по использованию LEGO Mindstorms NXT в образовании можно легко найти в Интернете, кроме того существуют большое количество методических пособий, которые можно скачать бесплатно или приобрести, используя различные ресурсы. Другая ситуация с комплектами LEGO Mindstorms EV3. Педагоги только начинают осваивать данные наборы и методику работы с ними, ощутима нехватка педагогического опыта использования данного набора.

Нами представлен опыт использования наборов LEGO Mindstorms education EV3 в МБОУ «Физико-математический лицей» и МБОУ «Гимназия № 14» города Глазова. Занятия проводятся один раз в неделю, длительность занятия – 1 час.

Предлагаемая программа ориентирована на учащихся 5 – 6 классов.

Цель курса. Познакомить учащихся с основами робототехники на примере наборов LEGO Mindstorms education EV3.

Задачи курса:

– учить использовать набор EV3 для решения различных задач;

– учить программировать роботов с использованием программы LEGO MINDSTORMS education EV3.

Тематическое планирование на сегодняшний день состоит из двух разделов: основы конструирования и изучение программного обеспечения LEGO Mindstorms. Образовательный курс включает в себя 28 занятий:

  1. Знакомство с конструктором LEGO MINDSTORMS EDUCATION EV3 (LMEV3). Цель занятия. Познакомить учащихся с конструктором LEGO MINDSTORMS EDUCATION EV3 назначениями и функциями его деталей
  2. Знакомство с деталями конструктора LMEV3.

Цель занятия. Познакомить учащихся с названиями деталей, применяющихся в LMEV3

  1. Шагающий робот.

Цель занятия. Познакомиться с возвратно-поступательными механизмами.

  1. Гонки шагающих роботов.

Цель занятия. Отработать навыки использования возвратно-поступательных механизмов.

  1. Механическая передача

Цель занятия. Познакомить учащихся с понятием механической передачи и её видами.

  1. Повышающая передача – волчок.

Цель занятия. Познакомиться с принципом работы повышающей передачи.

  1. Повышающая передача – гонка по прямой.

Цель занятия. Создать движущуюся платформу с использованием повышающей передачи и запрограммировать его в программном обеспечении для LEGO MINDSTORMS EDUCATION EV3 (ПО LMEV3).

  1. Понижающая передача.
  2. Цель занятия. Создать движущуюся платформу с использованием понижающей передачи для подъема в гору. Моделирование роботов.
  3. Гоночная машина

Цель занятия. Создать по инструкции, разработанной в LDD, гоночную машину.

  1. Создание базового робота и первая программа на блоке EV3.

Цель занятия. Создать  базовую движущуюся платформу и познакомится с программной средой на модуле EV3.

  1. Знакомство с возможностями LEGO MINDSTORMS EDUCATION EV3.

Цель занятия. Познакомить с работой программных блоков, отвечающих за моторы.

  1. Блок ожидания. Работа с датчиком цвета.

Цель занятия. Познакомиться с блоком ожидания, работающим с датчиком цвета.

  1. Блок ожидания. Работа с ультразвуковым датчиком

Цель занятия. Познакомиться с блоком ожидания, работающим с ультразвуковым датчиком.

  1. Блок ожидания. Работа с гироскопом

Цель занятия. Познакомиться с блоком ожидания, работающим гироскопом.

  1. Многозадачность.

Цель занятия. Научиться составлять программы с использованием параллельного программирования.

  1. Цикл.

Цель занятия. Познакомится с понятием цикла и его необходимости использования.

  1. Переключатель.

Цель занятия. Познакомится с переключателем (условным оператором).

  1. Движение по линии с П-регулятором.

Цель занятия. Научиться использовать П-руглятор для движения робота по линии.

  1. Многопозиционный переключатель.

Цель занятия. Научиться создавать программы с использованием многопозиционного переключателя (оператор выбора).

  1. Шины данных.

Цель занятия. Научиться использовать шины данных в программировании роботов.

  1. Случайная величина.

Цель занятия. Научиться использовать блок случайных величин.

  1. Переменные.

Цель занятия. Научиться использовать блок переменная.

  1. Массив.

Цель занятия. Научиться использовать блок массивы.

25 — 28. Творческий проект.

Цель занятий 25-28 подготовить и защитить творческий проект.

В результате анализа проведенных занятий выявлено, решить поставленные образовательные задачи в полной мере не удалось. Это связано с несколькими причинами. Во-первых, возраст учащихся и их этап умственного развития не позволяет им освоить и запомнить материал за одно занятие. Во-вторых, часть занятий предполагает, что ученики сами будут создавать подвижные модели, но отсутствие у них опыта в строительстве инженерных конструкций мешает справиться с заданием, поставленным учителем. В-третьих, при создании роботов ребятам приходится знакомиться с некоторыми физическими понятиями, но в силу своего возраста они не могут их усвоить. Кроме того, ощутима разница в способностях обучающихся образовательных учреждений разных профилей: физико-математического и гуманитарного.

Озвученные проблемы являются существенными и могут отразиться на интересе ребят к данному курсу занятий, поэтому было принято решение переработать данный курс. Первое, что необходимо сделать, разбить его на два года, где каждому изучаемому понятию уделить минимум два занятия. При составлении курса необходимо в большей мере учитывать аспекты возрастной психологии и педагогические принципы обучения, которые позволят построить правильный курс с точки зрения педагогической науки. Также необходимо уделять больше времени развитию абстрактного мышления в ходе конструирования моделей настоящих инженерных объектов. Целесообразно завести рабочие тетради для фиксации обучающимися физических понятий, используемых на занятиях.

Таким образом, к созданию курса по робототехнике необходимо подходить серьезно, чётко определив цели и задачи курса. Опираться в данной деятельности необходимо на теорию педагогической науки. Изучение материала на занятиях необходимо связать с реальными инженерными решениями, с которыми мы сталкиваемся ежедневно.

Литература

  1. Овсяницкая, Л. Ю. Курс программирования Lego Mindstorms EV3 в среде EV3: основные подходы, практические примеры, секреты мастерства / Д. Н. Овсяницкий, А. Д. Овсяницкий. – Челябинск: ИП Мякотин И. В., 2014. – 204 с.
  2. Подласый, И. П. Педагогика. Новый курс: Учебник для студ. пед. вузов: В 2 кн. Кн. 1: Общие основы. Процесс обучения / И. П. Подласый. – М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 1999. – 576 с.
  3. Филиппов, С. А. Робототехника для детей и родителей. – Спб.: Наука, 2013. 319 с.
    ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НАБОРОВ LEGO MINDSTORMS EDUCATION EV3 В ДОПОЛНИТЕЛЬНОМ ОБРАЗОВАНИИ
    Written by: Кельдышев Денис Александрович, Трефилова Анна Владиленовна
    Published by: БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА
    Date Published: 05/23/2017
    Edition: ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_ 30.01.2015_01(10)
    Available in: Ebook