Реализация ФГОС в системе общего образования по физике

Кузьминых Ирина Геннадьевна, 

МАОУ СОШ № 4, г. Голышманово, Тюменская область

Внедрение ФГОС в практику образования требует поиска особых организационных форм, адекватных для формирования ключевых компетенций. 

Современный этап развития общества характеризуется ускоренными темпами освоения техники и технологий. Непрерывно требуются новые идеи для создания конкурентоспособной продукции, подготовки высококвалифицированных кадров. Внешние условия служат предпосылкой для реализации творческих возможностей личности, имеющей в биологическом отношении безграничный потенциал. Становится актуальной задача поиска подходов, методик, технологий для реализации потенциалов, выявления скрытых резервов личности.

На современном этапе развития школы выдвигается задача преобразования традиционной системы обучения в качественно новую систему образования – задача воспитания грамотного, продуктивно мыслящего человека, адаптированного к новым условиям жизни в обществе. Естественной в учебно-воспитательном процессе становится установка на самостоятельное получение знания обучаемыми, на их самообразование и на самопознание, созданию условий, для того чтобы ребёнок развивал свой творческий потенциал.Одним из важнейших направлений, решающих эту задачу является внедрение робототехники на уроках физики в среднем звене и внеурочной деятельности для  учеников младших и средних классов. Робототехника, показывает актуальное  направление научно – технического процесса, расширяет и углубляет знания по физике, развивает навыки эксперимента и исследования, дает реализовать свои возможности детям, которые не имели мотивационной базы для обучения.

В наше время робототехники и компьютеризации подростков необходимо учить решать задачи с помощью автоматов, которые он сам может спроектировать, защищать свое решение и воплотить его в реальной модели, то есть непосредственно сконструировать и запрограммировать. Предмет робототехники – это создание и применение роботов, других средств робототехники и основанных на них технических систем и комплектов различного назначения. Для внедрения робототехнике в учебный и внеурочный процесс класс оснащен конструкторами ПервоРобот LEGO® WeDo™ (LEGO EducationWeDo), компьютерами. В качестве базового оборудования для старшей группы используются  конструкторы Lego Mindstorms NXT, 0 и визуальной среды программирования для обучения робототехнике LEGO MINDSTORMS Education NXT которые позволяют через занятия робототехникой познакомить подростка с законами реального мира и особенностями функционирования восприятия этого мира кибернетическими механизмами. [2]

(LEGO EducationWeDo) 8 - 10 лет – основная группа

В основе обучающего материала лежит изучение основных принципов механической передачи движения и элементарное программирование. Работая индивидуально, парами, или в командах, учащиеся младшего школьного возраста могут учиться создавать и программировать модели, проводить исследования, составлять отчёты и обсуждать идеи, возникающие во время работы с этими моделями.  [1]

(LEGO Mindstorms) 10 – 14 лет – старшая группа. 

Наборы LEGO Mindstorms комплектуются набором стандартных деталей LEGO (балки, оси, колеса, шестерни) и набором, состоящим из сенсоров, двигателей и программируемого блока. Наборы делятся на базовый набор и расширенный. С помощью набора обучающиеся  разрабатывают проект, исследовательскую работу.

Цель: Создать робототехническое устройство с совместным применением датчика освещенности, датчиков звука и ультразвука и конструктора как модель промышленного робота для работы в экстремально - техногенных средах, то есть робототехническое устройство способное заменить труд человека.

Задачи:

1. Изучить  научно-популярную литературу, для определения уровня развития робототехники 

2. Провести проектирование и конструирование робототехнического устройства с совместным применением датчиков освещенности,  звука и ультразвука,  способного перемещаться по сложной траектории. 

3. Провести программирование созданной модели на компьютере,  исследовать работу датчиков и установить программу на микроконтроллер робота.

4. Протестировать робототехническое устройство.

Работа над проектом «Создай персонального робота» 

Ключевая компетенция

Метод формирования компетенции

Пример применения метода формирования компетенции

Информационная

Поиск и сбор информации
Обработка информации
Передача информации

Поиск информации по роботам  в сети Интернет.
Изучение найденных образцов моделей и анализ их конструкций.
Подготовка сообщения по теме возможной реализации найденных конструкций, внедрения новых элементов.

Коммуникативная

Методы, ориентированные на устную коммуникацию

Подготовка сообщений отдельных учеников или групп учеников; коллективное обсуждение общего порядка работы при реализации проекта.

Кооперативная

Методы в рамках групповой работы

Групповая проектная работа, включающая в том числе, распределение ролей ответственности каждого участника группы.

Проблемная

Проектная деятельность исследовательского характера

Создание модели по заданным условиям: конструирование и программирование автономного робота, способного отталкиваться от препятствия, отбивать мяч, передвигающегося по сложной траектории.
Демонстрация готовых моделей;  корректировка работы датчиков; выявление удачных решений и недостатков конструкций

Востребованность комплексных знаний способствует развитию коммуникативных навыков между творческими командами учащихся. [3].  В нашей школе курс робототехники был введен в январе  2013 года. Мы конструировали  простые и сложные модели, начинали с крокодилов и вратаря, отбивающего мяч, робота способного подниматься и садится, льва реагирующего на звук.  Эти конструкции работали  только при подключении к компьютеру. В сентябре 2013 года приобрели набор LEGO Mindstorms, детям  интересно было создать модель робота выполняющего все функции, мощную, способную передвигаться автономно, со встроенным процессором используя язык программирования NXT-G, затем приобрели другие наборы. Выступили на соревнованиях  по ЛЕГО конструированию, и заняли призовое место.  Сейчас на базе школы работает стажировочная площадка, где занимаются и педагоги и дети района. Занимались мы робототехникой в течение года с детьми разных возрастных групп,  но поехали на соревнования дети   12 лет, и в ноябре 2014 года приняли участие в составе команды Тюменской области в Фестивале робототехники в Сочи. Эта поездка является стимулом для  детей и педагогов. Так как мы посетили WRO, то увидели и узнали много интересного в области робототехнике, с ребятами провели мастер – классы по робототехнике. На выставке творческих работ авторами были дети из разных стран мира, и в основном в возрасте 12-14 лет. То есть получается, что чем раньше в детях развивать конструкторские навыки, тем результат  будет продуктивнее. И не стоит  ограничивать детскую фантазию, конечно на практическом занятии, на уроке ребенок выполняет задание по алгоритму или разрабатывает свой проект, но ему надо предоставить право выбора использования своей технической мысли, пусть выстроит собственную траекторию работы.

Новые ФГОС требуют освоения основ конструкторской и проектно-исследовательской деятельности, внедрение  робототехники  полностью удовлетворяют эти требования. В начальной школе  ученики не только учатся собирать простых роботов, но и на практике осваивают основы алгоритмизации и программирования.  Применение возможностей робототехнических комплексов на основе LEGO® MINDSTORMS® NXT  в средней и старшей школе в рамках изучения физики дает возможность одновременной отработки профессиональных навыков.  

Литература

1.Каширин Д. А. «Курс «Робототехники». Внеурочная деятельность внедрения ФГОС». Курган, 2013 г. – 84с.

2.Кроля Н. А. «Метод учебных проектов, как средство активизации учебной деятельности учащихся. Омск , 2005 г.- 89 с.

3.Филиппов С.А. Робототехника для детей и родителей – М.: Наука, 2011.(2 и 3-е издания) – 45с.