Образовательная робототехника в школе: организация и методы обучения

Настоящая образовательная программа посвящена актуальному направлению развития образовательного процесса – внедрению образовательной робототехники для детей школьного возраста. Программа адресована педагогическим работникам, учителям технологии, информатики, физики, педагогам дополнительного образования, методистам, руководителям кружков робототехники, а также студентам педагогических и технических специальностей.

В программе систематизированы теоретические и практические аспекты преподавания робототехники в школе. Рассматриваются цели и принципы внедрения робототехники в образовательный процесс, развитие логического мышления, практического интеллекта, творческого мышления, программирования, расширение знаний по механике, электричеству, физике, математике, прикладной геометрии.

Основное содержание включает подробную характеристику методов обучения, используемых в процессе преподавания робототехники: метод проектов (разработка конструкций роботов для решения социальных и технических задач), метод портфолио (фиксация образовательной биографии и достижений), метод взаимообучения (коллективный способ обучения, общение обучающих и обучаемых), модульный метод (разбивка содержания на модули: основы конструирования, программирование, решение прикладных задач), метод проблемного обучения (создание проблемных ситуаций, творческое овладение знаниями), групповой метод (работа в команде, распределение обязанностей).

Значительное место занимает описание этапов инженерного проектирования в образовательной робототехнике: определение проблемы, составление технических требований (проектные ограничения, ограничения проектировщика, функциональные требования), ранжирование технических требований (личные предпочтения, предпочтительные, обязательные), создание концепции и альтернативы, прототипирование, выбор концепции, детальная проработка конструкции (CAD-модели, сборочные чертежи, спецификации), презентация и утверждение проекта, производство и реализация, тестирование и анализ.

Практикум содержит упражнения на разработку программ курсов робототехники, проектирование этапов инженерного проектирования, анализ педагогических ситуаций, создание методических материалов, диагностику уровня сформированности навыков конструирования и программирования, оценку эффективности обучения робототехнике.

Приложения содержат образцы программ курсов робототехники, перечень конструкторов и оборудования, диагностические материалы, памятку для педагога по организации занятий робототехникой, глоссарий терминов.

Программа завершается аннотированным списком рекомендованной литературы, включающим современные издания по образовательной робототехнике.

Материалы программы направлены на повышение профессиональной компетентности педагогов, овладение методами и приемами обучения робототехнике, понимание этапов инженерного проектирования, развитие навыков организации проектной и исследовательской деятельности обучающихся.

Введение

Раздел 1. Цели и принципы внедрения робототехники в образовательный процесс
1.1. Актуальность робототехники в современном образовании
1.2. Цели внедрения робототехники в образовательный процесс
1.3. Принципы обучения робототехнике
1.4. Формы реализации робототехники в образовательных организациях
1.5. Преимущества дополнительного образования для развития робототехники
1.6. Робототехника в урочной и внеурочной деятельности общеобразовательной школы

Раздел 2. Методы обучения, используемые в процессе преподавания робототехники
2.1. Метод проектов в образовательной робототехнике
2.2. Метод портфолио
2.3. Метод взаимообучения
2.4. Модульный метод обучения
2.5. Метод проблемного обучения
2.6. Групповой метод обучения
2.7. Комплексное применение методов обучения

Раздел 3. Инженерное проектирование в образовательной робототехнике
3.1. Понятие инженерного проектирования
3.2. Этап 1. Определение проблемы
3.3. Этап 2. Составление технических требований
3.4. Этап 3. Ранжирование технических требований
3.5. Этап 4. Создание концепции и альтернативы
3.6. Этап 5. Прототипирование
3.7. Этап 6. Выбор концепции
3.8. Этап 7. Детальная проработка конструкции
3.9. Этап 8. Презентация и утверждение проекта
3.10. Этап 9. Производство и реализация
3.11. Этап 10. Тестирование и анализ

Раздел 4. Практикум для специалистов
4.1. Упражнения на разработку программ курсов робототехники
4.2. Проектирование этапов инженерного проектирования
4.3. Анализ педагогических ситуаций
4.4. Создание методических материалов
4.5. Диагностика уровня сформированности навыков конструирования и программирования
4.6. Оценка эффективности обучения робототехнике

Заключение

Список рекомендованной литературы (с аннотациями)

Приложения

• Приложение 1. Образец программы курса робототехники
• Приложение 2. Перечень конструкторов и оборудования
• Приложение 3. Диагностические материалы
• Приложение 4. Памятка для педагога по организации занятий робототехникой
• Приложение 5. Глоссарий терминов