Școlile, datorită creșterii livrărilor din ultimii ani, au fost dotate cu calculatoare moderne, proiectoare multimedia, plăci interactive whiteboard. Ultimii trei ani școlile au o conexiune permanentă la Internet. Se pare că copilul, venind la școală, va vedea un mediu adecvat corespunzător ideilor sale despre școala modernă.
Într-adevăr, un copil nu poate observa nimic, dar un profesor o poate face - în momentul în care nu există un echilibru - la școală, elevii obțin cunoștințe folosind un computer care afișează fotografii frumoase sau filme. Un copil poate gestiona sistemele virtuale utilizând o tablă interactivă, investighează comportamentul lor, obținând o idee adecvată asupra relațiilor dintre diferitele elemente ale acestui sistem. Folosind tabla interactivă puteți obține o imagine de ansamblu asupra oricărui concept complex - ciclul apei în natură, legea lui Ohm. Dacă computerul nu are informațiile necesare, copilul sau profesorul îl pot găsi rapid pe Internet.
Cu toate acestea, toate aceste cunoștințe sunt virtuale. Ele provin de la paginile de manuale sau de la un ecran de calculator, în care provin din medii mobile sau prin canale de comunicare. Cu ajutorul unei tablouri interactive, dacă doriți, puteți dovedi că Pământul este plat și viteza luminii este instantanee.
Pentru a evita scholasticitatea cunoașterii, subiecții din ciclul natural-științific folosesc un experiment demonstrativ și o muncă de laborator. Și aici vedem un dezechilibru. Echipamentul folosit de profesorii acestor subiecte pentru a demonstra copiilor cum se studiază lumea reală fizică și legile și legile ei derivă nu este o tehnică a secolului XXI. Instrumentele care formează fundația școlară a echipamentului de laborator nu numai că au o eroare mare, ceea ce face posibilă evaluarea calitativă a rezultatelor experimentului, nu cantitativ. Nu utilizează capabilitățile computerului, care se află deja în birou. Calculatorul vă ajută să lucrați cu informații, să le procesați, să le interpretați. Totuși, această informație intră în calculatorul școlii, ocolind dispozitivele folosite de profesor și student.
Soluția la această problemă poate fi un complexe hardware-software AFS, un Vernier, Arhimede este un laborator de științe naturale digitale pe baza de hardware și destinate demonstrație de experimente educaționale în fizică, chimie, biologie, matematică și elementele de bază ale siguranței vieții. Și designerii Lego Mindstorms NXT. Acest lucru permite, prin cursuri de robotică pentru a familiariza copilul cu legile lumii reale și particularitățile funcționării percepției mecanismelor cibernetice mondiale.
AFS, Vernier si echipamente Lego Mindstorms nu este numai conceptul de ansamblu, dar limbajul senzori de nivel de compatibilitate și de programare. Senzorii lor pot fi montate pe robot, și limbajul de programare robot, LabView, este utilizat pentru programarea echipamentelor de laborator. Această caracteristică poate fi utilizată pentru a crea un sistem de clase opționale interconectate în fizică, chimie, biologie și informatică, unite nu doar o singură tehnologie, dar, de asemenea, o comună la nivel global, obiective • Identificarea și să sprijine elevii dotați pentru a dezvolta intelectual, abilitati creative, sprijinul pentru interesele științifice și de cercetare.
Rezultatul final poate fi un ciclu de activități de cercetare și tehnică care acoperă studenții de la 1 la 11 ani:
- 1-2 clase - Lego-creativitate (dezvoltarea de atenție, ingeniozitate, memorie, abilități motorii fine);
- Clasa 3-4 - Lego-design (studiul mașinilor simple - pârghii, reductoare, programare simplă);
- Clasa 5-9 - Lego-robotica (Adunarea și programarea roboților, competiții);
- Clasa 8-11 - programarea olimpiadelor (învățarea teoriei algoritmilor, matematicii, limbajelor de programare clasice);
- Clasa 8-11 - Competiții ale roboților (pregătirea și participarea la concursuri, studierea limbajelor de programare alternative ale roboților);
- Clasa 8-11 - Cercetare științifică naturală (Lucrare obiectivă privind o problemă de importanță științifică și practică, studierea modului științific de cunoaștere a lumii prin utilizarea instrumentelor moderne de laborator și a sistemelor de prelucrare a datelor).
Există fragmente ale acestui sistem integrat în școala secundară №42. Dezavantajul este necesitatea de a crea un set de echipamente de bază care să devină un standard uniform în toate laboratoarele din gimnaziu, simplificând în mare măsură organizarea cercetării și a activității creative a studenților.
Este ușor de văzut că robotica, ca electivă pentru informatică, ocupă un loc central în această schemă. Acest lucru este logic - în lumea modernă, calitatea principală a unui specialist este capacitatea de a lucra cu informații.
Dar există și altceva - sunt din ce în ce mai dificil să se intereseze în lucruri precum programarea și construcția. Motivele acestui fenomen sunt multiplele lumi moderne supraîncărcate cu impresii, evenimente, informații. Și copiii nu au timp să se concentreze pe un singur lucru pentru o perioadă lungă de timp. Totul este interesant. Iar matematica, programarea necesită o concentrare completă și oferă unele rezultate, uneori chiar și în lunile de ore, în ani. În aceeași programare, este dificil pentru un copil să găsească un stimulent - se pare că toate programele au fost deja scrise, decât să surprindă colegii?
O altă problemă este virtualizarea vieții copiilor. Ei petrec prea mult timp la calculator și la televizor, blurând în mintea lor limita dintre lumea reală și fictivă. Legile fizicii pe care le învață din filme și jocuri.
Așa cum am menționat deja, la școală li se oferă acum doar o singură variantă de virtualizare. Este necesar să găsiți contactul cu lumea reală. Pentru știința calculatoarelor, acest tip de "contact" poate deveni robotică.
În școala primară, clasele 5-7, uneori în seniori, studiul programării este introdus din conceptul artistului. Acesta este un fel de robot. În jurnal este țestoasa, dar sunt cunoscuți și alți artiști - Robot, Aspirator, Beetle, Ant. Ideea utilizării unui artist pentru dezvoltarea gândirii algoritmice a copiilor este verificată de timp și practică. Copiii sunt încântați să comanda roboți, forțându-i să facă activități tot mai complexe. Studierea în joc a unor construcții complexe algoritmice și a unui material teoretic conex.
În centrul activității noastre este ideea de a continua metodologia de predare a științei informaticii, bazată pe conceptul interpretului, înlocuind robotul virtual cu cel real. Acest lucru a devenit posibil după ce au început vânzările designerului Lego Mindstorms NXT. Acest designer este universal, cu ajutorul acestuia este posibil să colecteze zeci de modele, dar ne oprim pe modelul cel mai asemănător cu Turtle Seymour Papert, care face parte din mediul de programare Logo.
Designerul poate fi folosit în lecția obișnuită de informatică. Demonstrarea robotului Lego, designul acestuia, mișcarea în execuția programelor, în primele lecții de învățare a limbajului de programare Logo-ul permite copiilor să-și imagineze mai bine ce vor face în sesiunile ulterioare. O astfel de vizualizare îi va ajuta pe acei copii care întâmpină dificultăți în percepția artistului schematic, pe care îl văd în lecția informatică.
Cu toate acestea, cele mai interesante activități sunt cele pe care robotul nu este un auxiliar, ci principalul mijloc de formare. Pentru a reduce riscul de a introduce noi echipamente de antrenament, vă sugerăm să începeți cu clasele elective.
Deja primele lecții de robotică vor da elevului și profesorului o înțelegere a diferenței dintre lumea virtuală și cea reală. De exemplu, dacă Turtle de pe ecranul monitorului computerului are o comandă "înainte 10", atunci Turtle desena o linie dreaptă și exact 10 pași vor trece. Lego-robot poate fi dat exact aceeași comandă. Cu toate acestea, faptul că va călători în linie dreaptă și distanța indicată este mai puțin probabil. De ce? Aceasta este formularea problemei primului studiu. Poate că designul robotului nu reușește sau influențează condițiile exterioare. Este posibil să corectați această abatere programabil?
Ce este negru? Și cel alb? Cum să explici robotului că trebuie să meargă la capătul liniei negre? Nu este doar programare, este cercetare.
Trebuie să găsești o minge, situată pe o masă de laborator și să o iei în gheare.
Soluția nu pare foarte complicat - rândul său, spre dreapta până când vedeți un obstacol, se deplasează înainte până când ești la o distanță de 5 cm de obstacol, descleșta cleștii merge mai departe cu 3 cm, pentru a stoarce ghearele.
Această decizie este determinată de matematică și experiența de programare anterioară.
Dar algoritmul teoretic nu funcționează. Decizia durează până la 2-3 lecții, chiar și în cazul elevilor destul de adulți.
- După ce a văzut obstacolul (balonul), robotul nu își poate determina cu precizie poziția datorită prezenței unei erori în lecturile radar cu ultrasunete.
- După ce a stabilit, cu ajutorul corecției matematice de eroare, cel mai probabil vector de mișcare de pe robotul cu bile îl poate pierde din câmpul de vedere în timp ce avansează. Este necesară corectarea continuă a cursului.
- Dacă strângeți ghearele robotului cu forță excesivă, mingea va aluneca pur și simplu din ele.
Credem că angajarea de roboți va contribui la interesul copiilor în domeniul informaticii, tehnologiei și științei. Programarea robotului vă permite să obțineți un rezultat interesant în primele lecții. Chiar și programele mici și simple fac din robot un comportament interesant, pe care îl puteți arăta cu mândrie colegilor de clasă. Dacă astfel de stimulente nu sunt suficiente, merită acordată atenție competiției de roboți care poate fi ținută în interiorul școlii. De dragul victoriei în competiții, poate exista un stimulent pentru a explora subiecte mai complexe - cum ar fi logica sau un limbaj de programare mai complex pentru robot.
Desigur, robotica electivă nu va duce la faptul că toți copiii vor dori să devină programatori și roboți, ingineri, cercetători. În primul rând, clasele sunt concepute pentru formarea generală științifică a elevilor, dezvoltarea gândirii, logicii, abilităților matematice și algoritmice, abilitățile de cercetare.
În plus, elevii sunt instruiți în clasele elective în robotică poate, dacă se dorește, să-și continue studiile cu profesori de discipline de științe naturale, care vor putea să folosească hardware și software abilitățile lor lingvistice LabView pentru a efectua lucrări de cercetare științifică, folosind cele mai moderne mijloace de colectare și prelucrare a datelor.