Стаття "Освітня робототехніка як інструмент реалізації STEM-освіти"

Освітня робототехніка як інструмент реалізації STEM-освіти

У нових умовах все більшого масштабу набуває освітня діяльність, пов'язана із задоволенням пізнавальних інтересів і потреб дітей в тих сферах, які не завжди можуть бути реалізовані в рамках шкільної освіти.

Фахівцям майбутнього (тобто нинішнім учням) потрібно всебічна підготовка і знання з самих різних освітніх областей природних наук, інженерії та технології. Центром інтеграції даних напрямків виступає STEM-освіта (science, technology, engineering and mathematics).

STEM є інтегрований підхід навчання, в рамках якого академічні науково-технічні концепції вивчаються в контексті реального життя. Мета такого підходу - створення стійких зв'язків між школою, суспільством, роботою і цілим світом, що сприяють розвитку STEM-грамотності та конкурентоспроможності в світовій економіці.

Одним з інструментів реалізації STEM-освіти є освітня робототехніка, в якій здійснюється сучасний підхід до впровадження елементів технічної творчості в навчальний процес через об'єднання конструювання та програмування.

Робототехніка, як прикладна наука, спирається на такі дисципліни, як електроніка, механіка, програмування. Відповідно в школі робототехніка може інтегруватися з такими предметами як математика, фізика, інформатика. У початковій школі робототехніка добре співвідноситься з цілями і завданнями, які вирішує такий предмет як «Технологія».

Основне завдання сучасної освіти - створити середовище, що полегшує дитині можливість розкриття власного потенціалу. Це дозволить йому вільно діяти, пізнаючи цю середу, а через неї і навколишній світ. Нова роль педагога полягає в тому, щоб організувати і обладнати відповідну освітню середу і спонукати дитину до пізнання і до діяльності.

Всі напрямки навчальної діяльності під умовною назвою «робототехніка» засновані на освітніх конструкторах, які дозволяють збирати з окремих частин і деталей працюючі прилади і механізми. Найбільш багатий вибір конструкторів пропонує компанія Lego Group. Її конструктори забезпечені методичними посібниками для вчителів і учнів, всі конструктори сумісні один з одним, що дозволяє говорити про можливість побудови єдиного освітнього середовища, яке охоплює учнів усіх класів.

Освітнє середовище LEGO, об'єднує в собі спеціально скомпоновані для занять в групі комплекти, ретельно продуману систему завдань для дітей і чітко сформульовану освітню концепцію.

Що таке LEGO-конструювання? Ще одне віяння моди або вимога часу? LEGO-педагогіка - одна з найвідоміших і поширених нині педагогічних систем, широко використовує тривимірні моделі реального світу і предметно-ігрове середовище навчання і розвитку дитини.

«LEGO» в перекладі з датської мови означає «розумна гра». Конструктор допомагає дітям втілювати в життя свої задумки, будувати і фантазувати, захоплено працюючи бачити кінцевий результат. Саме LEGO дозволяє вчитися, граючи і навчатися в грі. Введення елементів робототехніки в шкільні предмети дозволить зацікавити учнів, урізноманітнити навчальну діяльність, використовувати групові активні методи навчання, вирішувати завдання практичної спрямованості. Програмування реального робота допоможе побачити закони математики на сторінках зошита чи підручника, а в навколишньому світі. Використання конструкторів Lego Mindstorms EV3 дозволяє поглянути на шкільні предмети по-новому.

Ще однією передовий навчальної платформою, що дозволяє вчителям та учням реалізувати інженерні, інструкторські, творчі ідеї та розкрити свій потенціал є Arduino. Основа цього проекту - базовий апаратний модуль і програма, в якій можна написати код для контролера на спеціалізованій мові, і яка дозволяє цей модуль підключити і запрограмувати.

                Модуль    легко    з'єднується    з    різними    виконуючими    пристроями,

дозволяючи створювати і роботів, і пристрої автоматики, і прилади. Суть будьякого робота - це апаратні засоби з процесорної базою і програма (або набір програм). Тому програмування є невід'ємний елемент процесу створення навіть найпростішого робота. Навчившись програмувати модуль Arduino, діти будуть готові створювати цікаві і корисні електронні пристрої, до яких відносяться і роботи.

Заняття з робототехніки надають можливості для різнобічного розвитку учнів і формування найважливіших компетенцій, позначених в стандартах нового покоління:

-                     навички проведення експериментального дослідження: висування гіпотез, пошук рішень, проведення спостережень і вимірів, встановлення причиннонаслідкових зв'язків, оцінка впливу окремих факторів, обробка та аналіз результатів;

-                     предметні вміння (інформатика): принципи моделювання, конструювання, проектування, алгоритмізації, програмування;

-                     розуміння міжпредметних зв'язків: математики, фізики, інформатики, природознавства, технології та інших предметів;

-                     розвиток творчого, образного, просторового, логічного, критичного мислення;

-                     розвиток комунікативної компетенції: робота в колективі (в парі, групі) з вироблення і реалізації ідей, планування і здійснення діяльності, розвиток словникового запасу і навичок спілкування.

Вивчення робототехніки створює передумови для соціалізації особистості учнів і забезпечує можливість її безперервної технічної освіти. Освоєння за допомогою LEGO-наборів та інших роботоконструкторов комп'ютерних технологій - це шлях школярів до сучасних перспективних професій і успішного життя в інформаційному суспільстві.