Методическая разработка. Робототехническое конструирование как способ развития творческих способностей обучающихся.

Робототехническое конструированиекак способ развития творческих способностей обучающихся Успехи страны в XXI веке будут определять не природные ресурсы, а уровень интеллектуального потенциала, который определяется уровнем самых передовых на сегодняшний день технологий - информационных. Технологические революции и раньше случались в истории человечества, но именно с информационной связываются огромные ожидания. Образование ожидает от информационных технологий скачка в качестве получаемых знаний. Процесс информатизации требует от школы соответствующей реакции. Таковой явилось появление предмета информатики. Должна ли система образования внести и другие коррективы? Сейчас актуальна проблема использования компьютерных технологий в различных учебных дисциплинах. В контексте современного развития это вполне естественный процесс.Сейчас информатику начинают изучать в начальных классах.К пятому-шестому классу дети перестают бояться компьютера, и смело его используют для набора и оформления текста, рисования картинок и, конечно, игр. Позднее эти навыки обычно дополняются изучением основ какого-либо языка программирования. Других школьных предметов, знакомящих детей с техникой, окружающей нас на каждом шагу, нет.Физика, являясь основой техники, дает только базовые понятия. Из курса информатики школьники получают представление лишь о персональных компьютерах, которые в основном используются для оформления текстов и игр. Именно эту нишу в школьном образовании и призван заполнить кружок под названием «Художественно конструкторская деятельность» на основе LEGO Mindstorms NXT 2.0. Это дополнительное образование, несмотря на свою молодость, уже признано и является одним из наиболее перспективных. «Лего-конструирование» - это общетехнический кружок, построенный на базе образовательных конструкторов известной датской фирмы LEGO Mindstorms NXT 2.0 для обучения школьников конструированию, моделированию и автоматическому управлению с помощью компьютера. Собирая конструкции и модели, обучающиеся постепенно знакомятся с различными видами механизмов, движения, узнают, как работают привычные в повседневном обиходе вещи, на реальных примерах видят огромные возможности компьютера не только в обработке графической и текстовой информации, но и в управлении моделями. После накопления некоторых базовых знаний и осознания (анализа) принципов их использования школьники способны синтезировать свои собственные конструкции.Таким образом, при работе с конструкторами LEGO Mindstorms NXT 2.0 у ребят отрабатываются некоторые полезные навыки: развитие умения строить модели по схемам; развитие конструктивного воображения при разработке индивидуальных или совместных проектов; ориентирование в пространстве; развитие мелкой моторики; проектирование технического и программного решения идеи и реализация ее в виде функционирующей модели.Данный кружок охватывает такие школьные дисциплины как технологию (конструирование), физику (основы механики), математику (моделирование) и информатику (абстракция, логика), используя их практическую сторону. Обоснование курса Работа с образовательными конструкторами LEGO Mindstorms NXT 2.0  позволяет школьникам в форме познавательной игры узнать многие важные идеи и развить необходимые в дальнейшей жизни навыки. При построении модели затрагивается множество проблем из разных областей знания – от теории механики до психологии, – что является вполне естественным.Очень важным представляется тренировка работы в коллективе и развитие самостоятельного технического творчества. Простота в построении модели в сочетании с большими конструктивными возможностями конструктора позволяют детям в конце урока увидеть сделанную своими руками модель, которая выполняет поставленную ими же самими задачу.Изучая простые механизмы, ребята учатся работать руками (развитие мелких и точных движений), развивают элементарное конструкторское мышление, фантазию, изучают принципы работы многих механизмов. Цели и задачи ознакомление с основными принципами механики; ознакомление с основами программирования в компьютерной среде моделирования LEGO Mindstorms NXT 2.0;развитие умения работать по предложенным инструкциям; развитие умения творчески подходить к решению задачи; развитие умения довести решение задачи до работающей модели; развитие умения излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений. обеспечение Для эффективности реализации образовательной программы «Художественно конструкторская деятельность» необходимо дидактическое обеспечение:1. Лего-конструкторы.2. Программное обеспечение.3. Персональный компьютер. Lego Mindstorms Lego Mindstorms работает на базе компьютерного контроллера NXT, то есть это два микропроцессора, более 256 кбайт Flash-памяти, USB-интерфейс, Bluetooth-модуль, а также жидкокристаллический экран, громкоговоритель, батарейный блок, 4 порта датчиков, 3 порта сервоприводов, и 577 деталей. Лего конструктор В NXT таится огромный потенциал возможностей конструктора. В памяти контроллера есть программы, загружаемые с компьютера. Информация с компьютера передается как с помощью USB-кабеля, так и посредством Bluetooth. Помимо этого, с благодаря Bluetooth можно управлять роботом с помощью мобильного телефона, надо только лишь установить java-приложение. Общее устройство С помощью четырех датчиков NXT понимает окружающую среду. Элементарный датчик касания выглядит как концевой переключатель. Например, когда робот-погрузчик упирается в груз, датчик командует контроллером. Микрофон отзывается на звук определенной громкости. Вот например, работа программы по хлопку. Непростой ультразвуковой дальномер извещает контроллер о расстоянии до ближайшего объекта в сантиметрах. Датчик света – это лампочка и фотоэлемент, помогает роботу распознавать степень освещенности или цвета. В результате получается, что робот может видеть, слышать и осязать. Общее устройство Сервоприводные три двигателя Mindstorms оснащены встроенным датчиком поворота. С помощью этого датчика контроллер понимает, на какой угол повернулись оси. Если требуется серво можно применять в качестве измерителя расстояния, нужно только прокатить колесо рукой и посмотреть показания датчика. Возможности робота В комбинации с многообразными шестернями и передаточными механизмами три двигателя конструктора могут делать множество интересных вещей. Игрушки конструктора могут превосходно двигаться в разные стороны, поворачиваться, пятиться назад и исполнять при этом какую-либо работу. Лучше всего строить рядовые примеры из инструкции, потому что с их помощью можно понять общую логику конструктора, и легко придумывать робота без чьей-либо помощи. Доказано, что с развитием человеческого общества меняется место ребенка в нем, а, следовательно, и история игрушки. Возникнув на определенном этапе развития человеческого общества, игрушки не исчезают вместе с исчезновением тех орудий труда, копиями которых они являются. Действия с такими игрушками превращаются в упражнения для развития определенных качеств. Таким образом, современным детям всегда нужны новые увлекательные игрушки, которые в некоторой степени связаны с жизнью, трудом и деятельностью взрослых членов общества. Образовательные конструкторы LEGO Mindstorms NXT 2.0 представляют собой ту новую, отвечающую требованиям современного ребенка "игрушку". Причем, в процессе игры и обучения ученики собирают своими руками игрушки, представляющие собой предметы, механизмы из окружающего их мира. Таким образом, ребята знакомятся с техникой, открывают тайны механики, прививают соответствующие навыки, учатся работать, иными словами, получают основу для будущих знаний, развивают способность находить оптимальное решение, что несомненно пригодится им в течении всей будущей жизни. В этом и состоит особенность самодельных игрушек; они не дают угаснуть духовным силам ребенка, способности созиданию творческой личности.