Понятие и роль образовательной робототехники на современном этапе развития образования
жүктеу/скачать 5,97 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 1.2 Нормативно-правовые аспекты реализации робототехники в образовании
|
Глава 1 Понятие и роль образовательной робототехники на современном этапе развития образования1.1 Актуальность внедрения робототехники в сферу образованияВ современных технологических условиях процесс обучения требует методологической адаптации с учетом новых ресурсов и их специфических особенностей. Это предполагает изменение традиционной педагогической модели, единственными источниками информации которой являются учебник и преподаватель. В настоящее время в образовательной практике необходимо учитывать разнообразие ресурсов для получения и обработки информации, которые тем или иным образом конкурируют с личностью и мудростью учителя, направленной больше на организацию и координацию образовательного процесса. Для этого от педагога требуется гибкость, позволяющая разрабатывать и осуществлять мероприятия, соответствующие этим условиям, а также создавать рабочие учебные группы на основе новых учебных материалов и ресурсов. Современная школа должна помочь обучающемуся критически перестроить имеющиеся знания, дать ему критерии для анализа и соотнесения данных, а также обеспечить его подходами к рациональному и справедливому применению знания. Наличие новых средств массовой информации, обеспечивающих глобализацию принципов культуры новых поколений, является причиной недопустимости основания современной школы только на деятельности по «передаче знаний». Основная идея заключается в том, что технология - это больше, чем инструмент; это средство, которое влияет на то, как вы думаете, общаетесь, а также на характер и содержание сообщений. Внедрение информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) призвано стать средством коммуникации, каналом обмена знаниями и опытом, источником ресурсов, игровым средством содействия когнитивному развитию. Поскольку способы обучения меняются, преподаватель больше не является менеджером знаний, он становится координатором, который направляет обучающегося в его учебной деятельности. В этом смысле именно обучающийся занимает центральную позицию в классе, потому что именно он должен быть самодостаточным и работать в сотрудничестве со своими сверстниками. Таким образом, информационные и коммуникационные технологии приобретают важное значение в обучении на всех этапах обучения, поскольку они все чаще играют важную роль в обучении. Преподаватель, который не владеет информационнокоммуникационными технологиями является явно отстающим по отношению к обучающимся. Причем в повседневной жизни технологии продвигаются быстрее, чем в образовательных организациях, в том числе в не самых развитых районах. Это подтверждается, например, развитием среди молодежи способа общения посредством обмена быстрыми сообщениями в социальных сетях, который современный учитель не может не учитывать в образовательном процессе. Для многих преподавателей внедрение информационнокоммуникационных технологий предполагает определенные трудности (обучение их использованию, обновление оборудования и программ, дополнительное время и т.д.). К основным факторам, влияющими на использование ИКТ преподавателями, можно отнести: доступ к современным ресурсам, качество программного обеспечения и оборудования, простота использования, стимул для изменения педагогической практики с использованием технологий, поддержка образовательными учреждениями использования ИКТ в учебной программе, национальная политика в области ИКТ, приверженность профессиональному совершенствованию. Образование - это прогресс любой страны, особенно для тех стран, которые находятся на пути развития. Образование является важным фактором достижения необходимого уровня образования, которое идет рука об руку с социальными, культурными и технологическими изменениями, которые возникают с течением времени. Если преподавателю удастся развить навыки использования технологий, это не только позволит ему улучшить свою преподавательскую работу, но и образовательное учреждение, в котором работает и способствовать развитию страны в целом. Общество и потребности страны постоянно меняются. Образование, ориентированное на реальность, в котором живут обучающиеся, должно эволюционировать с равной скоростью, чтобы не устаревать. В современном мире технологии определяют ориентиры, на которые должны быть направлены образовательные модели. Раннее внедрение современных технологий в процесс обучения позволяет более углубленно рассматривать более продвинутое содержание в старших классах. Таким образом, обучающиеся получают возможность перейти от чистого пользователя, к разработчику и создателю продуктов, крайне необходимых для экономического развития страны в XXI веке. Сегодня все чаще говорится уже не просто о необходимости внедрения ИКТ в различные сферы экономики, а о непосредственно «цифровой экономике», пронизанной использованием современных технологий. На Петербургском международном экономическом форуме в июне 2017 года Президент России Владимир Путин следующим образом сформулировал стратегическую цель: «Цифровая экономика – … основа, которая позволяет создавать качественно новые модели бизнеса, торговли, логистики, производства, изменяет формат образования, здравоохранения, государственного управления, коммуникаций между людьми… Достижение этой цели требует от нас перехода к современным и эффективным механизмам управления: проектное управление, инновационный менеджмент, непрерывное образование, профессиональное самоопределение, ориентирует на кардинальную перестройку всей системы воспитания и социализации личности»1. В своём выступлении на заседании президиума Совета при Президенте Российской Федерации по стратегическому развитию и приоритетным проектам 13 декабря 2017 г. глава Правительства России Д.А. Медведев подчеркнул, «что внедрять цифровые технологии нужно практически со школьного периода. … Все основные навыки использования этих технологий дети должны получить непосредственно в школе, чтобы в будущем они могли уметь оперировать самыми различными инструментами для обработки необходимых массивов информации, могли освободить силы для творчества и, конечно, повысить эффективность своего труда уже в ходе трудовой деятельности»2. Также премьер-министр Российской Федерации анонсировал запуск нового приоритетного проекта - «Цифровая школа». «… Он будет направлен на формирование у школьников навыков в цифровом мире, обучение обработке и анализу данных, элементам программирования и, самое главное, умению создавать цифровые проекты для своей будущей профессии» заявил Д.А. Медведев3. Обучение с применением технологий на сегодня довольно распространенный аспект, который стал предметом изучения сам по себе, но он не должен быть реализован без изучения самих технологий. Поэтому необходимо создать ряд минимальных возможностей и навыков для их включения в учебную программу, способствуя их изучению, мониторингу и оценке как важному фактору в улучшении качества образования. За последние годы достижения в ИКТ, робототехнике и в автоматизированных системах управления (АСУ) затронули все сферы нашей современной жизни. Роботы-помощники широко используются в транспорте, в исследованиях Земли и космоса, в медицине (хирургия), на конвейерном промышленном производстве, при проведении лабораторных исследований в средах повышенной опасности, в сфере безопасности, в массовом производстве промышленных товаров и товаров народного потребления. Многие современные устройства, принимающие решения на основе полученных от сенсоров данных, тоже можно считать роботами – таковы, например, стиральная машинка, без которых уже немыслима наша жизнь. Робототехникой называют «область науки и техники, ориентированную на создание роботов и робототехнических систем, предназначенных для автоматизации сложных технологических процессов и операций, в том числе, выполняемых в недетерминированных условиях, для замены человека при выполнении тяжелых, утомительных и опасных работ…»3. С момента своего вхождения в мир бурными темпами робототехника стала одним из самых передовых, престижных, дорогостоящих направлений машиностроения. Ее основой были техническая физика, электроника, измерительная техника и многие другие, технические и научные дисциплины. Многие модули смежных наук входят в состав данной отрасли – Робототехника (рисунок 1). Рисунок 1. Состав модулей в робототехнике С начала XXI века робототехника становится одним из приоритетных направлений в сфере экономики, машиностроения, здравоохранения, военного дела и других направлений деятельности человека. Сегодня на улицах можно видеть шагающих роботов, современные технологии позволили создать материалы для роботовандроидов. В быту - сенсорная автоматика и робототехника. Поэтому специалисты, обладающие знаниями в этой области, востребованы. Сегодня в России существует проблема недостаточной обеспеченности инженерными кадрами и низкого статуса инженерного образования. Во многом благодаря этому в последнее время уделяется большое внимание внедрению робототехники в сферу образования. В начале двухтысячных годов появился термин «образовательная робототехника». «Образовательная робототехника» – это инструмент, закладывающий прочные основы системного мышления, интеграция информатики, математики, физики, черчения, технологии, естественных наук с развитием инженерного творчества. Занятия робототехникой дают хороший задел на будущее, вызывают у ребят интерес к научнотехническому творчеству. Заметно способствуют целенаправленному выбору профессии инженерной направленности. В настоящее время образовательная робототехника внедряется на базовом уровне образования во многих странах по всему миру. Она позволяет обучающимся использовать свои знания в новой и интересной форме, используя технологию, способствующую усвоению знаний и внедряя новые концепции, которые будут дополнять и облегчать их обучение. Образовательная робототехника представляет собой новую, актуальную педагогическую технологию, которая находится на стыке перспективных областей знания: механика, электроника, автоматика, конструирование, программирование, схемотехника и технический дизайн. То есть внедрение образовательной робототехники и использование технологий в обучении, направлено на обеспечение междисциплинарной среды обучения, где учащиеся приобретают навыки для организации исследований и решения конкретных проблем; развития новых навыков и способностей эффективно реагировать на меняющиеся условия современного мира. Такая среда обучения представляет собой опыт, способствующий развитию творчества и мышления обучающихся. Она также представляет собой набор педагогических мероприятий, которые поддерживают и укрепляют конкретные области знаний и развивают компетенции у ученика, посредством разработки, создания, сборки и ввода в эксплуатацию роботов. Если говорить коротко, смысл образовательной робототехники, ее ядро – приобретение знаний детьми в процессе изготовления робота. Обучение производится с использованием робототехнических наборов. Робототехника в образовательной сфере становится предметом изучения сама по себе. Как педагогический ресурс, она определяется как средство стимулирования исследований. Перечислим некоторые цели робототехники как педагогического ресурса: Развитие логического мышления: Логическое мышление развивается как последовательность возможностей, когда ребенок проявляет независимость, выполняя различные специальные функции, такие как классификация, моделирование, объяснение и отношения. ◦ В контексте конструирования: развитие практического интеллекта и творческого мышления. ◦ В контексте программирования: формализация процессов действий и обратной связи. Расширение знаний: в частности, вводятся такие понятия, как механика, электричество, физика в целом, математика, прикладная геометрия, и программирование. Усвоение критериев проектирования и оценки конструкций. Оценка себя как конструктора и изобретателя. Понимание и оценка вклада технологий в мире посредством практического и личного опыта. Использование робототехнического оборудования в процессе обучения детей представляет собой как обучение в процессе игры, так одновременно и техническое творчество. Такое соединение способствует воспитанию активных, увлеченных своим делом, самодостаточных людей нового типа. «… Посредством включения робототехнических решений, доступных для реализации в образовательном учреждении, в такие предметы, как: математика, информатика, физика, биология, экология, химия, - удается развивать познавательный интерес и мотивацию к учению и выбору инженерных специальностей. Развить творческий потенциал подростков и юношества в процессе конструирования и программирования роботов …»4. Решение какой-либо конкретной задачи, связанной с разработкой, проектированием и созданием робототехнических конструкций предполагает интеграцию в одном процессе когнитивных достижений по ряду учебных предметов (информатика, математика, физика, технология, и др.). Основными принципами обучения при этом являются: наглядность; доступность; связь теории с практикой; систематичность и последовательность; прочность закрепления знаний, умений и навыков; научность; сознательность и активность обучения; индивидуальный подход в обучении. Инициатива некоторых педагогов по улучшению условий в учебных классах заключалась в том, чтобы использовать роботов как способ объединить знания физики, электроники, механики и информатики. Таким образом, обучающиеся приобретали ресурс, с которым они «учатся, делая». Эта рабочая среда позволяет обучающимся понять физические и математические закономерности и концепции, которые ранее были сложными для понимания, облегчая развитие логического мышления. С применением традиционных методов преподавания наук, обучающиеся получают теорию из учебников или от преподавателей. В качестве подкрепления к темам проводятся упражнения в виде заданий, чтений, презентаций и т.д., где учащиеся должны применять полученные знания. Но в зависимости от содержания этого метода недостаточно, чтобы зафиксировать в сознании обучающихся все необходимые понятия. В обучении с применением робототехники, в частности, обучающийся сталкивается с конкретными ситуациями, требующими практических решений и теоретической основы, которая приводит его к процессу самообразования. Эта многодисциплинарная технология включает в себя многие науки в одной структуре, в которой обучающиеся могут создавать новые проблемы, что позволяет стимулировать здоровую конкуренцию. Правильное применение этой методологии является привлекательным для обучающихся, обучение перестает быть обязательством. Образовательная робототехника позволяет: сформировать у обучающихся базовые представления в сфере инженерной культуры; развивать интерес обучающихся к естественным и точным областям науки; развивать нестандартное мышление, а также поисковые навыки в решении прикладных задач. Таким образом, цель обучения робототехнике заключается не только в том, чтобы адаптировать обучающихся к современным производственным процессам, но и в гораздо более практическом развитии моторных, социальных и командных навыков, укрепляя знания в других науках. Образование наряду с наукой и техникой может способствовать формированию в стране модели общества, поэтому важно сбалансированно планировать технологическое развитие в соответствии с его контекстом. Однако внедрение образовательной робототехники в качестве учебного ресурса в государственных учебных заведениях страны является сложной задачей. При отсутствии надлежащей среды она должна быть построена совместно со школами: возможностями, материальными и интеллектуальными ресурсами, физическим пространством и т.д. Обучающиеся должны иметь возможность создавать свои собственные представления о концепциях фундаментальной науки и техники путем манипулирования и управления роботизированной средой, одновременно с решением конкретных проблем. Учителя, в свою очередь, должны иметь возможность направлять обучающимися и мотивировать их на использование технологических ресурсов для их обучения. 1.2 Нормативно-правовые аспекты реализации робототехники в образованииОдним из основных нормативно-правовых документов на уровне общего образования является Федеральный государственный образовательный стандарт общего образования (ФГОС ОО). В соответствии с требованиями ФГОС основная образовательная программа реализуется образовательным учреждением через учебный план и внеурочную деятельность. Одним важнейших показателей результатов обучения является сформированность универсальных учебных действий (УУД) обучающихся и метапредметные результаты освоения ООП. Для формирования понятий система, факт, закономерность, феномен, анализ, синтез ФГОС предусматривает применение проектной деятельности, которая включает в себя такие компоненты как самостоятельность, ответственность, инициативность, способность к разработке нескольких вариантов решений, поиск нестандартных решений. «… Развитие универсальных учебных действий (УУД) – наиважнейший компонент образовательной деятельности современной школы. Почему так важно и во внеурочной деятельности говорить о формировании УУД? Это связано с тем, что открывается возможность самостоятельного успешного усвоения новых знаний, умений и компетентностей не только на уроках, но и во внеурочной деятельности»5. Универсальные учебные действия определяются как способности ребёнка к саморазвитию и самосовершенствованию путём сознательного и активного приобретения нового опыта. Выделяют четыре вида УУД: личностные, регулятивные, коммуникативные и познавательные (рисунок 2). Предметом рассмотрения возьмём регулятивные учебные действия, поскольку именно на них базируется способность ребёнка к самоорганизации учебной деятельности. Рисунок 2. Схема универсальные учебные действия (УУД) К регулятивным учебным действиям относятся следующие процессы: целеполагание, планирование, прогнозирование, контроль, коррекция, оценка, и саморегуляция. Вопросы формирования у обучающихся способности к самоорганизации учебной деятельности неоднократно рассматривались на протяжении последних десятилетий многими учёными. В последнее время появляются всё более эффективные и доступные педагогам средства, позволяющие выполнять задачи современного обучения. К ним относится использование образовательной робототехники, под которой понимают средство обучения, состоящее из программируемого конструктора и набора деталей. Рассмотрим, как именно использование робототехнических конструкторов позволяет воздействовать на формирование регулятивных УУД. жүктеу/скачать 5,97 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|