Галлямова В.М. Некоторые аспекты внедрения основ программирования в среде Mindstorms EV3 в учебный процесс в условиях образовательного пространства детского лагеря на примере «Международного детского центра «Артек»

Молодежь. Образование. Общество:  материалы Международной НПК (Иркутск, 02 мая 2017  г.)

Некоторые аспекты внедрения основ программирования в среде Mindstorms EV3 в учебный процесс в условиях образовательного пространства детского лагеря на примере «Международного детского центра «Артек»

Some implementing aspects of fundamentals Mindstorms EV3 programming in the conditions of educational space of «International Children’s Center «Artek»

 

Галлямова Василя Мунировна

Gallyamova Vasilya Munirovna

Учитель СОШ ФГБОУ «МДЦ «Артек»

him06.58@mail.ru

 

Аннотация: В статье рассматриваются особенности внедрения основ программирования в среде Mindstorms EV3 при работе со сменным контингентом учащихся в СОШ ФГБОУ «МДЦ «Артек» и приведена сравнительная характеристика некоторых уроков геометрии.

Annotation. The article considers some implementing aspects of fundamentals Secondary School replacement students. It gives a comparative characteristic of the some Geometry lessons.

Ключевые слова: МДЦ «Артек», сменный контингент учащихся, блочное программирование, уроки геометрии.

Keywords: ICC «Artek»,  block programming, Lego Mindstorms Education EV3, geometry lessons.

 

В связи с внедрением ФГОС нового поколения большое значение приобретает проблема формирования у учащихся предметных, метапредметных и личностных компетенций в процессе организованной педагогами деятельности. Достижение этих целей – одна из главных задач СОШ ФГБОУ «МДЦ «Артек» — самого большого детского лагеря для детей в мире. Инновационная образовательная деятельность является приоритетным направлением международного детского центра.

Приезжающие в МДЦ «Артек» дети сразу включаются в разнообразные виды образовательной деятельности как в процессе лагерной жизни и  при участии в работе кружков и объединений дополнительного образования, так и в процессе учебной деятельности. Обучение в школе представлено в виде классно-урочной системы, СОМов (сетевых образовательных ресурсов), экспериментариумов. Образовательное пространство лагеря позволяет использовать на уроках оборудование Lego Education и знакомить школьников при проведении уроков в классно-урочной системе с новым оборудованием и азами робототехники. Использование роботов в образовательной деятельности невозможно без интеграции различных разделов геометрии и алгебры, межпредметных связей с физикой и информатикой.  «Дальнейшее развитие технологической сферы связано, прежде всего, с конвергенцией материальных и информационных технологий, воплощенных, в частности, в робототехнике». [1]

В частности, на уроках геометрии мы используем Lego Mindstorms Education EV3 и знакомим с блочным программированием в среде Mindstorms EV3, что безусловно очень важно, особенно для детей из малых городов и сел, которые в силу финансовых проблем небольших образовательных учреждений не имеют такого оборудования в своей школе.  При использовании данного оборудования школьники работают в группах, что позволяет развивать их коммуникативные, регулятивные компетенции.

Дети приезжают в лагерь из разных областей  и республик России и даже из разных стран на 21 день. Одна из основных проблем, возникающая при работе со сменным контингентом учащихся в классно-урочной системе, в том, что дети обучаются по разным программам и учебникам, имеют различные базовые знания и различную  подготовленность к усвоению нового материала. Другая особенность – небольшое число часов (4 часа геометрии за смену) для реализации предметного содержания. В связи с этим необходимо в краткие сроки диагностировать уровень подготовленности и уровень усвоения материала учащимися. Для этого мы используем тесты с базовым уровнем содержания, т.к. «проведение текущего контроля — наиболее простой для преподавателя способ получить оперативную информацию о соответствии знаний обучаемых планируемым  эталонам усвоения. Эта информация создает условия для  своевременной коррекции процесса усвоения знаний, умений и  навыков обучаемыми …». [2]

Мы сравнили уроки геометрии по теме «Треугольники», проведенные  в разных вариантах. На первых двух уроках мы выравнивали уровень знаний учащихся: повторили и актуализировали материал по теме,  изучили новый  материал и провели первичное его закрепление,  повторили алгоритм решения задач. На третьем и четвертом уроках  был обобщен и систематизирован изученный материал, самостоятельно решены задачи и произведена самостоятельная проверка ответов с использованием приготовленных плакатов по решенным учащимися задачам.

Цели и задачи двух вариантов уроков в основном совпадали. Но на уроках с использованием наборов Lego Mindstorms EV3  и программированием в среде Mindstorms основной  задачей становится ознакомление учащихся с новым оборудованием и программированием в среде Mindstorms. Для того, чтобы учащиеся смогли вывести формулу для расчета числа оборотов колес робота, появляется необходимость повторить формулу длины окружности.

Учащиеся на уроке в группах после решения индивидуальных заданий распределяют обязанности и выполняют свою часть работы: два «инженера- конструктора» по инструкции собирают робота, два «инженера -программиста» программируют движение робота в соответствии с условиями и ответами решенной задачи. В ходе испытаний учащиеся сталкиваются с тем, что роботы не всегда двигаются в соответствии с теоретически составленной программой. Поэтому, при объяснении основ блочного программирования обращаем внимание учащихся на необходимость корректировки движения робота на стенде, т.к. в программе не всегда могут быть учтены погрешности, связанные с такими явлениями, как трение, инерция и т.д.

Второй вариант урока предусматривал проверку самостоятельно решенных задач по приготовленным чертежам с использованием навыков измерения длин отрезков с помощью линейки и углов треугольника с помощью транспортира, что позволяло совершенствовать измерительные навыки учащихся и повторить понятия среднее арифметическое и погрешности измерения из алгебры и физики.

Учащиеся в ходе проведенных измерений или испытаний робота наглядно видят результаты своей работы. Они в состоянии соотнести действия робота со своей разработанной программой и самостоятельно скорректировать программу. Наиболее настойчивые группы детей добивались практически идеального выполнения заданий. В заключительной части урока прошли испытания на стенде всех команд. Практически все команды во всех классах справляются со своей задачей.

Но, если в первом варианте урока было самостоятельно решено каждым учащимся по 1 задаче, то во втором варианте каждый должен был решить и проверить решение уже 4 задач. Таким образом, количество решенных задач в первом варианте уменьшается, т.к. много времени тратится на сборку и программирование робота. Следовательно, это может сказаться на предметных результатах.

Для проверки данного предположения были проанализированы входное и итоговое текущие тестирования. При этом был рассчитан средний результат на одного ученика. Кроме этого была проведена цветодиагностика эмоциональных состояний в соответствии с методикой, разработанной Е. Ф. Бажиным и А. М. Эткиндом на основе метода цветовых выборов М. Люшера  [3].

Таблица 1

Результаты тестирования учащихся

    1 смена – с Mindstorms EV3 2 смена –практическая работа
1 Входное тестирование 4,64 4,10 4,57 4,14
2 Итоговое тестирование 4,83 4,18 4,86 4,38
3 Разница 0,19 0,08 0,29 0,24
4 Цветодиагностика традиционный урок 14.04     +3 +2
6 Цветодиагностика 19.04   +8 -8 +6

 

Результаты предметного тестирования показали, что показатели итогового тестирования выше во всех классах. Но разница в показателях итогового и входного тестирования показывают, что при втором варианте урока усвоение предметного материала происходит более полно. Видимо, самостоятельное решение задач приводит к более осмысленному пониманию изученного материала.

Показатели психодиагностики традиционного урока практически не отличаются в отличии от показателей при проведении нетрадиционного урока.  Показатели эмоционального состояния в конце урока самые низкие именно в 7 Г классе, где самая большая разность в тестировании. Получается, что чем больше умственная нагрузка, тем выше результат, но наступает спад в настроении ребенка. Правда, возможно, в первую очередь, это связано с тем, что это были последние уроки во вторую смену, да и дети в этот день пришли на уроки уставшие после мероприятий в лагере.

На уроках с использованием программирования в среде Mindstorms EV3 на уроках геометрии развиваются предметные и метапредметные умения,  коммуникативные качества учащихся, умение работать в команде; формируются межпредметные ЗУН, метапредметные компетенции. На уроках школьники знакомятся с новыми видами деятельности, с новым оборудованием. Но это требует затрат времени и сказывается на формировании предметных компетенций. И при использовании роботов сложнее проверить индивидуальный уровень ЗУН каждого ученика, отследить вклад каждого ученика в работу команды.

Таким образом, если одна из целей  — познакомить учащихся с новым оборудованием, которое не для всех учащихся в их условиях проживания доступно, то в условиях детского лагеря рационально использовать Lego Mindstorms Education EV3 по геометрии на уроках обобщения и систематизации материала.

Список источников:

  1. Бешенков С. А. Технология. 5–8 классы: методическое пособие / С. А. Бешенков. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2016. — 40 с.
  2. Челышкова М.Б. Теория и практика конструирования педагогических

тестов: Учебное пособие. — М: Логос, 2002. — 432 с.

  1. Методика «Цветодиагностика эмоциональных состояний». [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.psyoffice.ru/3-0-praktikum-00377.htm (дата обращения: 28.04.2017).

 

Добавить комментарий