Статья технология и робототехника. Автор: Халгаев Бата Николаевич

Автор: Халгаев Бата Николаевич
«Технология+Робототехника»

Опубликовано 07.04.2019 - 16:10 - Халгаев Бата Николаевич

В связи с потребностью в модернизации отечественного инженерного корпуса, приведением его в соответствие с новыми технологическими реалиями технология стала исключительна важна для общего и профессионального образования. Более того, технологический образ мышления становится в современном обществе общепрофессиональным и общекультурным феноменом, который необходимо поддерживать на уровне общего образования.

Все это говорит о том, что учебная дисциплина «Технология», наряду с предметами «Математика» и «Информатика», становится важнейшим метапредметом в системе общего образования.


Автор: Халгаев Бата Николаевич
Технология+Робототехника
В связи с потребностью в модернизации отечественного инженерного корпуса, приведением его в соответствие с новыми технологическими реалиями технология стала исключительна важна для общего и профессионального образования. Более того, технологический образ мышления становится в современном обществе общепрофессиональным и общекультурным феноменом, который необходимо поддерживать на уровне общего образования.
Все это говорит о том, что учебная дисциплина Технология, наряду с предметами Математика и Информатика, становится важнейшим метапредметом в системе общего образования.
Цели изучения:
выявление личностных и общественных потребностей, характерных для индустриального и информационного общества, выделение личностных и общественных приоритетов;
освоение на общеобразовательном уровне методов и средств преобразовательской деятельности человека, направленных на удовлетворение потребностей;
овладение необходимыми в повседневной жизни базовыми (безопасными) приёмами ручного и механизированного труда с использованием распространённых инструментов, механизмов и машин, способами управления отдельными видами бытовой техники;
развитие познавательных интересов, технического мышления, пространственного воображения, интеллектуальных, творческих, коммуникативных и организаторских способностей;
формирование опыта самостоятельной проектно-исследовательской деятельности.
Согласно ФГОС, фундаментальной задачей общего образования является освоение учащимися наиболее значимых аспектов реальности. К таким аспектам, несомненно, относится и преобразовательная деятельность человека.
Если традиционный подход к школьному технологическому образованию заключался в изучении некоторых традиционных материалов (бумаги, ткани, дерева, металла и др.), а также решении ряда бытовых задач (ремонт квартирной электропроводки, сельскохозяйственные работы и др.), которые позволяли непосредственно реализовать преобразовательскую деятельность учащихся. Развитие же информационных и коммуникационных технологий привело к существенному доминированию информационной сферы над вещественно энергетической. Дальнейшее развитие технологической сферы связано, прежде всего, с конвергенцией материальных и информационных технологий, воплощенных, в частности, в робототехнике. Таким образом, ключевым методическим инструментом предмета Технология должен стать робототехнический комплекс, с помощью которого можно продемонстрировать возможности конвергентных технологий и освоить навыки моделирования, конструирования и проектирования. На основе робототехнического конструктора можно не только конструировать модели, но и решать практико-ориентированные задачи, реализовывать творческие проекты.
Актуальность развития этой темы заключается в том, что в настоящий момент в России развиваются нанотехнологии, электроника, механика и программирование. Республика Татарстан является одним из передовых республик по использованию IT – технологий. В ключевых отраслях современного производства Республики Татарстан, в том числе Агрызского района в системе трудовых ресурсов резко уменьшилось число квалифицированных рабочих и специалистов, компетентных в освоении техники и технологий производства. Исходя из вышесказанного, возникает необходимость популяризировать и расширять знания учащихся по робототехники, знакомить учащихся с новыми профессиями из атласа профессий Иннополис, IT парк проектировщик промышленной робототехники, проектировщик домашних роботов и др., нацеливать их на выбор профессии, связанной с инженерным направлением.
Общая характеристика учебного предмета, курса.
Робототехника является одним из важнейших направлений научно-технического прогресса, в котором проблемы механики и новых технологий соприкасаются с проблемами искусственного интеллекта.
Успехи страны в XXI веке будут определять не природные ресурсы, а уровень интеллектуального потенциала, который определяется уровнем самых передовых на сегодняшний день технологий. Уникальность образовательной робототехники заключается в возможности объединить конструирование и программирование в одном курсе, что способствует интегрированию преподавания информатики, математики, физики, черчения, естественных наук с развитием инженерного мышления, через техническое творчество. Техническое творчество — мощный инструмент синтеза знаний, закладывающий прочные основы системного мышления. Таким образом, инженерное творчество и лабораторные исследования — многогранная деятельность, которая должна стать составной частью повседневной жизни каждого обучающегося.
Педагогическая целесообразность этой программы заключается в том что, она является целостной и непрерывной в течении всего процесса обучения, и позволяет школьнику шаг за шагом раскрывать в себе творческие возможности и само реализоваться в с современном мире.
В ходе данной дисциплины подробно рассматриваются вопросы проектирования роботов и их последующего программирования. Она способствует формированию системы технологических знаний о проектировании и создании роботов. Конструктор Лего предоставляет ученикам возможность приобретать важные знания, умения и навыки в процессе создания, программирования и тестирования роботов. Конструктор Лего и программное обеспечение к нему предоставляет прекрасную возможность учиться ребенку на собственном опыте. Такие знания вызывают у детей желание двигаться по пути открытий и исследований, а любой признанный и оцененный успех добавляет уверенности в себе.
Ценна практическая направленность дисциплины на связь изучаемого материала с жизнью. Преподавание дисциплины направлено на профориентационную работу. Ученики знакомятся с рядом новых профессий, видят значимость и место роботостроения в сфере обслуживания, производства и т. д. Много внимания уделяется истории происхождения роботов, программирования и связи их с окружающим миром.
Технология роботостроения изучается на примере внедрений образовательной робототехники в Республике Татарстан, то есть учитывается региональный компонент содержания образования. Это, несомненно, способствует развитию познавательного интереса учащихся.
Содержание и структура учебной дисциплины Технология+Робототехника направлены на формирование устойчивых представлений о робототехнических устройствах, как едином изделии определенного функционального назначения и с определенными техническими характеристиками.
Новые ФГОС требуют освоения основ конструкторской и проектно-исследовательской деятельности, и программы по робототехнике полностью удовлетворяют эти требования.
Распределение учебного времени между видами учебной деятельности:
ручной труд - 20%;
конструирование моделей с использованием робототехнического конструктора -30%;
решение практико-ориентированных задач - 30%;
осуществление творческих проектов -20 %.
В целом же использование робототехнического конструктора на уроках технологии составляет 50% учебного времени.
Программа по технологии составлена из расчёта
2 часа в неделю, 70 часов в год, в 5-7 классах и
1 час в неделю, 35 часов в год в 8 классе.
По завершении изучения технологии у школьников должна быть сформирована технологическая грамотность, как необходимый компонент общей культуры и пропедевтика инженерной культуры.
Логика развития сформулированного подхода выглядит следующим образом.
Точку входа в учебный предмет Технология в 5 классе целесообразно связать с понятием алгоритма и исполнителя, которые могут параллельно осваиваться на уроках информатики (или даже известны из начальной школы). Переход от алгоритмов к технологиям представляется вполне естественным и оправданным.
Понятие компьютерного исполнителя целесообразно последовательно расширить сначала до механического (но уже готового) исполнителя, перемещающегося в соответствии с компьютерной программой (например, роботом Maway), а затем до робота, который учащийся может (в будущем) самостоятельно сконструировать и запрограммировать.
Уже в 5-ом классе целесообразно представить общую структуру технологии: этапы, операции, действия, а также обозначить понятия исходного материала, инструмента и конечного продукта, изделия.
Поскольку изучение материалов и инструментов выстраивается в логике освоения структуры технологии, их целесообразно изучать параллельно:
бумагу и картон, ткани, древесину, металлы.
В конце каждого учебного года целесообразно провести по одному занятию по темам: учись учиться, где последовательно раскрывается смысл технологии самостоятельного получения знаний, развивается умение учиться; учиться оберегать, в котором целесообразно рассказать о проблемах безопасности, в т. ч. информационной, а также проблемах защиты окружающей среды.
В 6 классе учащиеся осваивают трудовые действия, являющиеся простейшими элементами, из которых складываются технологии. Освоение этих действий также осуществляется в параллель для всех перечисленных выше материалов. Особого внимания заслуживают универсальные трудовые действия, связанные с измерениями и действиями с именованными числами. Они одинаково важны как для предмета Технология, так и математики и предметов естественно - научного цикла.
Ключевым моментом является освоение действий по сборке отдельных блоков робототехнического конструктора. Важность развития именно этих действий заключается в том, что современные технологии (например, нанотехнологии, в отличие от традиционных технологий, это технологии сборки материала с заданными свойствами из атомов, молекул и наночастиц).
В 7 классе школьники учатся применять общую схему технологии в решении конкретных задач. Сам же процесс решения таких задач максимально технологизирован выделен полный цикл решения: постановка задачи, построение модели задачи, определение в рамках данной модели исходных данных (условий) и конечного результата, проектирование и реализация технологии, включая конструирование технологических операций из набора трудовых действий, оценка и использование полученного результата. Основным видам деятельности на этом этапе становится конструирование технологических операций из набора трудовых действий.
Как и в 6-ом классе, ключевую роль отводится робототехническому конструктору. Однако в идейном плане речь идет уже о решении практико-ориентированных задач с использованием простейших конвергентных технологий.
В 8 классе основным методическим инструментом становится проектная деятельность с использованием, прежде всего, робототехнического конструктора. Она направлена на освоение верхнего этажа структуры технологии: разработки этапов, направленных на достижение поставленной цели. Параллельно осуществляется обзор современных наукоемких технологий – нанотехнологий, биотехнологий и др., дается представление о конвергентных технологиях, обрисовывается связь современного научного знания и технологического прогресса; демонстрация реализации технологической культуры (прежде всего, владение технологической схемой) при решении самых разнообразных задач. Одновременно раскрываются особенности современной технократической и информационной цивилизации, место человека в этой цивилизации.
Кроме этого обучение курса технологии во всех классах предполагает широкое использование межпредметных связей. Это связи с алгеброй и геометрией при проведении расчётных операций и графических построений; с химией при изучении свойств конструкционных и текстильных материалов, пищевых продуктов; с физикой при изучении механических характеристик материалов, устройства и принципов работы машин, механизмов приборов, видов современных технологий; с историей и искусством при изучении технологий художественно-прикладной обработки материалов.
Скачать работу
comments powered by HyperComments
Пожалуйста, подождите.
x