Применение проектных технологий на занятиях по робототехнике с целью формирования социальной активности младших школьников

Сегодня общество требует от школы подготовки социально активной творческой личности, способной самостоятельно ставить учебные цели, работать с разными источниками информации, строить продуктивное взаимодействие и сотрудничество со сверстниками и взрослыми, контролировать и оценивать процесс и результаты собственной деятельности.

Социальная активность – сознательная, самостоятельная деятельность, направленная на удовлетворение собственных потребностей личности и решение общественно значимых задач. Деятельность выступает как способ существования социального субъекта и является реальным проявлением его социальной активности (В.З. Коган).

Являясь динамичным образованием, социальная активность может иметь различную степень проявления в процессе познания, деятельности и общения, и как следствие потребности общества реализуется в виде общественно полезной деятельности. Таким образом, социальная активность младшего школьника состоит из таких составляющих, как: познавательная, творческая и коммуникативная активность.

Отличительными чертами познавательной активности является оригинальность мышления, умение находить нестандартные, непохожие на другие решения. По мнению С.Л. Рубинштейна, познавательные способности детей могут развиваться только в том случае, если знания будут активно добываться самим учащимся, а не будут даваться в готовом виде.

Творческая активность - это свойство личности, проявляющееся в деятельности и общении как оригинальность, созидательность, новизна [2, с.56]. 

В.М. Бехтерев под коммуникативной активностью человека понимает умение слышать и слушать других в совместной деятельности и общении, положительное отношение к людям, готовность помочь окружающим [1, с.88].

Коммуникативная активность является важным компонентом учебной деятельности, обеспечивает интерес к учебе и влияет на успешность младшего школьника.

Таким образом, социальная активность младшего школьника формируется в учебно-воспитательном процессе и является показателем общего развития личности. Формирование социальной активности предполагает создание организованной среды, отвечающей требованиям современного социума.

Широкие возможности формирования социальной активности учащихся открывает использование новых технологий в образовательном процессе.

Осваивая новейшие технологии, Россия в последние годы сделала значительный шаг в развитии информационно-коммуникационной сферы, что положило начало развитию такого направления, как робототехника. Актуальность развития робототехники в сфере образования обусловлена необходимостью подготовки инженерно-технических кадров для промышленных отраслей. В связи этим перед сферой образования встаёт задача включения образовательно робототехники в учебный процесс [3, с.29-33].

Для обучения робототехнике в начальной школе могут быть использован конструкторы Lego WeDo, Lego Wedo 2.0, Lego Машины и механизмы [4].

Внедрение технологий образовательной робототехники является одним из современных методов развития научно-технического мышления и творчества. Робототехника в школе представляет учащимся технологии, которые способствует развитию их коммуникативных способностей, развивает навыки взаимодействия, самостоятельности при принятии решений, раскрывает их творческий потенциал.

При работе с Lego-конструктором учащийся видит конечный результат своей работы и имеет возможность применить полученные знания на практике. Процесс по конструированию роботов предполагает активную творческую деятельность учащегося, реализуется через решение нестандартных для учащихся задач и большое количество вариантов решения [3, с.38-40]. Использование конструкторов Lego в образовательном процессе способствует популяризации профессии инженера, а также прививает учащимся интерес к робототехнике. В процессе занятий формируются навыки программирования, развитие логического и алгоритмического мышления.

Занятия по робототехнике в рамках начальной школы помогают формированию универсальных учебных действий учащихся, за счет активного применения метода учебных проектов (проектных технологий), основанного на исследовательской деятельности учащихся по решению задач из выбранной предметной области. Под учебным проектом понимается учебно-познавательная, исследовательская, творческая или игровая деятельность учащихся, связанная с решением какой-либо актуальной социальной проблемы.

Разработка творческого (социального) проекта включает в себя следующие этапы:

Выбор темы проекта, определение целей и задач. При реализации проектной технологии необходимо наличие социально значимой задачи (проблемы): информационной, практической, исследовательской. На этом этапе определяется проблема проекта, его цели и задачи, формулируются варианты разрешения проблемы.

Составление плана. Реализация проекта начинается с определения последовательности промежуточных целей с учётом конечного результата, составлением плана и последовательности действий.

Сбор, изучение и анализ информации. На данном этапе осуществляется поиск и выделение необходимой информации, работа с дополнительной литературой. Основная поисковая исследовательская деятельность может осуществляться с помощью информационных технологий: работа с книгами, поиск информации по ключевым словам в Интернете и т.д. В ходе занятий повышается коммуникативная активность каждого учащегося, происходит развитие его творческих способностей, повышается мотивация к учению.

Разработка проекта, его структурирование. Осуществляется активная работа по обучению их анализу собранного материала и структурирование изученных данных. Проектные технологии способствуют интеграции межпредметных связей в процессе обучения. Работая над тематической моделью, учащиеся не только пользуются знаниями, полученными на уроках математики, окружающего мира, изобразительного искусства, но и анализируют, делают выводы, тем самым расширяют и углубляют свои знания по различным школьным дисциплинам.

Конструирование и программирование моделей. Работая индивидуально, парами или в командах, учащиеся познают новое, создают и программируют модели, проводят исследования, придумывают, анализируют и реализуют новые идеи, возникающие во время работы с моделями роботов. В проекте может принимать участие как один учащийся, так и команда, состоящая из двух человек. Образовательная система на занятиях робототехники обучает работе в команде, помогает становиться творчески мыслящими, позволяя им находить своё уникальное решение в процессе деятельности.

Обсуждение проекта и его окончательная доработка. Результатом работы над проектом является модель робота, которую разработали учащиеся проектной группы для разрешения поставленной проблемы. Когда материал собран и проанализирован, учащиеся переходят к оформлению результатов и подготовке защиты проекта. На этом этапе учащиеся используют мультимедийную презентацию, сопровождаемую видеороликами.

Защита проекта (презентация) и оценка качества выполненной работы. На завершающем этапе проводится презентация выполненной работы. Каждый творческий проект оформляется в виде готового продукта: мультимедийной презентации, буклета, авторского видеопроекта, реферата, коллажа, плаката.

Проектные технологии на занятиях решают следующие задачи:

– формирование познавательных навыков учащихся;

– формирование умений самостоятельно осуществлять деятельность учения, ставить учебные цели;

– формирование ИКТ-компетентностей;

– формирование творческой активности;

– развитие коммуникативных действий.

В процессе проектной деятельности у учащихся формируются и развиваются общеучебные умения: рефлексивные и поисковые (исследовательские) навыки оценочной самостоятельности и работы в сотрудничестве, а также способности презентовать и защищать свой проект. Такие проекты прививают интерес к предмету, способствуют развитию коммуникативных связей в процессе выполнения групповых комплексных проектов, расширяют объём знаний учащихся. Защита проектов осуществляется на олимпиадах, выставках, соревнованиях, фестивалях, научно-практических конференциях, на которых учащиеся проявляют технологические способности и уровень сформированности социальной активности.

Роль педагога сводится к оказанию методической помощи, а каждый учащийся учится работать самостоятельно, получать новые знания и использовать уже имеющиеся, творчески подходить к выполнению заданий и представлять свои работы.

Приведём примеры нескольких реализованных творческих проектов на социальную тематику у учащихся на занятиях по Робототехнике:

«Модель робота для сельского хозяйства: Робот-транспортировщик»

«Модель робота для сельского хозяйства - АГРОБОТ»

«РобоОлени», «РобоЛошадка» - защита и сохранение редких видов животных

«Звездные КОСМОроботы» - исследование новых планет космоса.

«Электронный питомец «РобоКОТ» - защита домашних животных

«Роботы нового поколения для очистки водоема Воткинска»

«Роботы для добычи полезных ископаемых»

«Роботы-помощники в зоопарке».

Выдержка из проекта «Роботы нового поколения для очистки водоема Воткинска»:

Воткинский пруд — основной источник водоснабжения в городе. Это не только источник водоснабжения, но и одно из исторических мест города Воткинска. Одним из главных экологических факторов непригодности воды Воткинского пруда является бурное размножение сине-зеленых водорослей, которые придают воде неприятный вкус и запах.

Цель проекта – собрать роботов для изучения подводных глубин пруда г. Воткинска и их очистки.

Робот-Амфибия нового поколения может передвигаться по сложным

поверхностям вроде сыпучего песка и илистого дна, способен проводить очистку воды, благодаря встроенным в него фильтрам.

Для того, чтобы наш робот перемещался мы использовали червячную передачу. В модели мотор вращает червячное колесо. Это колесо вращает большое зубчатое колесо, на одну ось с которым установлены ноги нашего робота.

Подводный робот «Илюш» способен выполнять очень полезную функцию - исследование подводного пространства пруда. Этот робот позволяет быстро проходить в труднодоступных местах и с помощью датчика расстояния выводить кол-во найденных объектов (экологически небезопасных) на экран компьютера. Данный робот работает от внешнего источника питания - подключен к коммутатору.

Роболазик. На малых и средних глубинах нам не обойтись без нашего робота-водолаза, который регулярно проводит исследования пробы воды на разных территориях.

Сверху на роботе имеется кабина для человека, который будет внутри управлять нашим роботом с помощью датчика наклона.

Человек (оператор) управляет Роболазиком с помощью переключателя – датчика наклона. При наклоне вверх робот перемещается вперед, при наклоне датчика носом вниз - робот перемещается назад, при любом наклоне – останавливается. Оператор запускает робота и останавливает ее только после того, как получит сообщение от датчиков на свой монитор.

Стремительное развитие робототехники помогает не только человеку, но и природе.

Созданные нами новое поколение роботов призвано помочь главному экологическому объекту города Воткинска, а именно избавить пруд от сине-зеленых водорослей, тем самым улучшить качество воды.

Выдержка из проекта «Роботы-помощники в зоопарке»:

Зоопарк - это место, куда приходят люди вместе со своими близкими и друзьями, чтобы отдохнуть от городского шума и ежедневной бытовой суеты. Животные и особенно их малыши обладают огромной притягательной силой, наверное, поэтому именно здесь, в зоопарках, мы вновь и вновь открываем для себя великолепие дикой природы, восхищаемся её красотой и начинаем понимать, как важно заботиться о её сохранении для наших потомков.

Самая опасная работа – это кормить и убираться в клетках диких животных. Чтобы обезопасить людей я придумал роботов, которые будут ухаживать за животными без участия рабочих. Для ускорения проходимости и уменьшения очередей придуман робот – кассир.

Цель проекта – предложить модели роботов, которые облегчат труд работников зоопарка.

Робот- помощник кипера передвигается на колесах, разработан для кормления в клетках диких зверей зоопарка, в которых опасно находиться людям. На роботе находится человек, который при поднятии площадки бросает корм, падающий в кормушку для животных. В роботе используется червячная, реечная и ременная передачи (три соединения), один мотор и датчик расстояния.

Мотор приводит в действие червячную передачу, которая приводит в действие реечную и ременную передачи, платформа поднимается и колеса крутятся. Для подачи команд – датчик расстояния.

​​​​​​​ Робот-кассир создан для быстрой пропускной системы прохода посетителей. Он считывает карточку у людей и пропускает их внутрь зоопарка. Для допуска посетителей в нем используется реечная передача (одно соединение), один мотор и датчик расстояния. Мотор приводит в действие реечную передачу, которая заставляет открываться двери. Для продажи билетов – датчик расстояния.

Значимость нашего проекта:

- Экономия времени. Позволяет роботизировать труд рабочих.

- Экономия денег. Позволяет уменьшить штат рабочих.

- Безопасность людей.

Роботы нам нужны, потому что они помогают человечеству, жить в комфортных условиях.

Использование дополнительных занятий по робототехнике, несомненно, создают условия для формирования социальной активности учащихся. Создавая и программируя различные управляемые устройства, учащиеся получают технические знания, которые используются в настоящем мире науки, конструирования и дизайна. Они получат возможность разрабатывать, конструировать и программировать действующие модели, научатся вести себя как молодые ученые, проводя простые исследования, просчитывая и изменяя поведение, записывая и представляя свои результаты. Обучающий комплекс по робототехнике позволит сделать это, и, как следствие, уже с начальной школы подготовить будущие инженерные кадры.

Список используемых источников

1. Бехтерев, В. М. Объективная психология / В.М.Бехтерев. - М.: Наука, 1991.-475с.

2. Гончаров, С.З. Креативность личности//Мир психологии. -2005. - №1. - с. 76-84.

3. Семенова, Г.В. Развитие учебно-познавательных мотивов младших школьников / Г. В. Семенова //Начальная школа. – 2007. – Авг. (№ 15). – с. 38-40. – Прил. К газ. «Первое сентября».

4. Решения для STEM и STEAM обучения [Электронный ресурс]./ Режим доступа: https://education.lego.com/ru-ru - Дата доступа: 01.10.2021.