Использование элементов робототехники на уроках математики

№77-1,

физико-математические науки

В данной статье рассмотрен вопрос использования робототехники на уроках математики. Мы обращаем внимание на то, что благодаря использованию робототехники на уроках математики обучающиеся учатся логически размышлять, составлять программы, корректировать, составлять и добавлять свои условия. Очевидно, что интегрирование основ робототехники и математики способствует формированию гибкого мышления.

Похожие материалы

Мы — поколение XXI века. Век технологии и роботов. Когда мы учились в школе, мы и предположить не могли, что все приборы будут доведены до полного автоматизма. Стиральные машины, микроволновые печи, роботы-уборщики и т.д. В школьном курсе нашего образования об этом даже не упоминалось.

Наши школьные года прошли в традиционном стиле — одинаковые шаблонные учебники, переходящие из года в год в следующие руки; одни и те же программы обучения, задания, лабораторные работы. Однако теперь преобладают типы уроков по ФГОС с новыми форматами обучения.

В чем заключается главное отличие традиционного стиля образования от ФГОС и как это использовать на благо детей? Как оказалось, важным отличием является не только учет индивидуальных особенностей и новые учебники, но и наличие меж предметной связи, а именно суметь разнообразить уроки другими сферами окружающей нас жизни.

Мы, как будущие учителя математики и информатики, задались вопросом, как можно внедрить информатику в математику? Ответ пришел к нам на 3 году обучения, когда мы стали изучать такую дисциплину, как робототехника.

В настоящее время робототехника является одним из приоритетных направлений развития технического творчества детей и молодежи. Образовательная робототехника — это мощный инструмент синтеза знаний, закладывающий прочные основы системного мышления, объединяющий классические подходы к изучению основ техники современного направления — информационное моделирование, программирование, информационно-коммуникативные технологии.

Проведя исследование, мы выяснили, что во многих школах России, а так же в Республиках Башкирия, Казахстан, Удмуртия уже ведутся кружки по робототехнике. Дети с удовольствием изучают основы робототехники с конструктором LEGO, решают различного рода задачи и пишут программы.

Для детей 4-5 классов ставится следующая задача: «Определить скорость робота, который пройдет данный путь за 5 секунд». Ученики вооружаются линейками, ручками, наблюдают за роботом и проводят вычисления. Далее детям ставится проблемная ситуация — изменить время, пройденное расстояние и найти среднюю скорость передвижения робота. То есть дети учатся не только вычислять, но и осмысленно менять условия задачи, учатся логически мыслить и вносить изменения в уже написанную программу.

В 6-7 классах проходят углы и периметры фигур. Задача может быть следующего содержания: «Определить вид фигуры, по которой движется робот, и найти его периметр». Здесь уже идет зрительное восприятие, дети начинают внимательно наблюдать за движением робота, ведутся дискуссии, догадки и расчёты. После решения задачи, идет постановка проблемной ситуации: «Составьте программу так, чтобы робот двигался по любой, заданной вами траектории, и вычислите периметр». Ученики начинают мыслить индивидуально, они вовлечены в процесс и стараются сделать все быстро и правильно. Они снова пытаются вникнуть в смысл уже написанной программы и подкорректировать ее под свои условия.

Для изучения углов предлагается следующая формулировка: «Известно, что при повороте вправо, роботу нужно зафиксировать правое колесо, а левое колесо должно совершать движение вперед. Чтобы робот повернул вправо на 90°, необходимо, чтобы левое колесо робота совершило один полный оборот (оборот на 360°). На сколько градусов должен провернуться вал левого двигателя, чтобы робот повернулся вправо на угол в 45°, 60° 180°?» [1].

В 8-9 классе изучаются площади, окружность. Если вычисление площади можно свести к выше поставленной задаче, разнообразив дополнительными условиями, типа: «Одна сторона меньше другой на 7 см», то задачу про окружность можно усложнить. Например: «Используя формулу длины дуги окружности, определить траекторию дорожки, по которой пройдёт робот, предварительно измерив диаметр колеса. Протестировать робота (использовать разные виды колёс и разные величины углов)» [2].

Как вы видите, главной задачей на уроках является интегрирование основ робототехники и математики. Дети учатся логически размышлять, составлять программы, корректировать, составлять и добавлять свои условия. Их ум становится более гибким и развитым. При наличии кружков по робототехнике, к окончанию школы они дополнительно научатся сами собирать роботов и, возможно, сами смогут сконструировать вычислительную машину и продемонстрировать ее на уроках математики.

Ученики и сами понимают всю важность умения программировать в современном обществе. Они видят, что все работает на автомате. Будущие медики хотят создать машины, которые смогут проводить операции в труднодоступных местах. Будущие инженеры хотят использовать роботов для строительства, маленькие космонавты мечтают узнать о том, как работают ракеты и в чем заключается сложность этих механизмов. Наше будущее в наших руках, и нам необходимо передать наши знания новому поколению, которое, возможно, сможет достичь новых высот в области инновационных технологий.

Список литературы

  1. Еременко С.А. Роботы оживят уроки математики // Наша сеть: социальная сеть работников образования 2010-2017. URL: https://nsportal.ru/shkola/raznoe/library/2015/11/11/roboty-ozhivyat-uroki-matematiki (дата обращения: 02.01.2018).
  2. Папко С.С. Возможности использования робототехники на уроках математики // Старт в науке: науч. журнал 2016. URL: https://school-science.ru/2017/7/26835 (дата обращения: 03.01.2018).