Статья «Организация проектной деятельности с использованием LEGO-конструктора»

Организация проектной деятельности с использованием LEGO-конструктора

Автор:Шебалин А.С

МБОУ Губернаторский инженерный лицей 102

Аннотация:

Почему мы любим LEGO?

Как выглядит "Лего", знает практически каждый школьник. А за что этот конструктор так любят дети и взрослые?

В статье представлены педагогические условия воспитания будущего поколения. На основе экспериментальной работы выявлены общие и частные педагогические условия, способствующие эффективности воспитания учеников. Более подробно рассмотрены общепедагогические условия, под которыми понимаются условия, обеспечивающие оптимальность функционирования как общей системы педагогического образования в целом, так и каждой ступени профессионализации в отдельности, раскрыта их специфика, приведены примеры, подтверждающие их реализацию в системе среднего образования.

Для самых юных изобретателей

Как выглядит лего для самых юных строителей? Для малышей была создана замечательная серия LEGO Duplo. Крупные блоки, легкость сборки и яркий дизайн - то, что нужно для первого знакомства с лего. Большие детали ребенку легче брать в руки, а с простыми схемами сборки можно разобраться при помощи мамы или папы. Из LEGO Duplo можно построить поезд, ферму с домашними животными, машинки на колесах и даже настоящий парк аттракционов.

Для детей постарше

Ребенок растет - растет и его лего, LEGO Duplo сменяет LEGO City и LEGO Juniors. И вот уже ваш малыш собирает удивительно сложные конструкции, которыми можно гордиться...

Как выглядят наборы "Лего" для детей постарше? Это наборы для строительства городов, машин, любимые герои мультфильмов, замки для принцесс - все для интересного времяпровождения ребенка с учетом его интересов. Скучать точно не придется! Начать знакомство лучше с наборов LEGO Juniors, они научат ребенка основным принципам строительства из блоков.

LEGO Architecture, LEGO Creator Expert, LEGO Stranger Things и LEGO Technic - эти серии понравятся даже взрослым коллекционерам или любителям сборки. Справиться с задачей строительства этих наборов сможет не каждый.

Элементы из наборов Power Functions и Powered UP помогают механизировать модели из других серий при помощи специальных блоков, моторов и датчиков. Благодаря этим деталям из обычной машины можно сделать машину на дистанционном управлении или движущийся поезд.

В последние годы в российском образовании всё более популярной становится образовательная робототехника. Сотни школ используют конструкторы нового поколения в дополнительном и основном образовании. Во многих регионах России образовательная робототехника успешно развивается на протяжении уже нескольких лет. Робототехника становится сегодня популярным и эффективным средством в изучении информатики, физики, технологии и других предметов, что позволяет достигать высоких результатов в обучении и мотивации школьников к выбору профессий инженерно-технического профиля. Для организации занятий школьников в области робототехники на рынке предлагается много различных конструкторов, которые дают возможность ученику собрать конструкцию робота, составить программу и запустить модель. Наиболее популярным конструктором является LEGO, т. к. основными идеями его являются модульность и совместимость. Приобретая разные наборы конструктора можно собирать всевозможные модели автомобилей, самолетов, кораблей. В 2014 году в комплекте с оборудованием для кабинета физики в нашу школу были поставлены LEGO MINDSTORMS NXT конструкторы.

И тогда то все и поменялось. После уроков учителя информатики и ученики 10-х классов собирали ЛЕГО модели, знакомились со средой программирования NXT-G и учились писать программы для преодоления трассы вдоль черной линии и участия в состязании кегельринг. Оказалось, что собрать робота достаточно просто, а вот программировать сложнее. В интернете есть обучающие сайты по программированию в среде NXT, однако по готовой программе работать не так-то и просто, приходилось отлаживать ее, придумывать свои модули, поскольку чтобы победить, нужен не стандартный подход к решению. Соревнования роботов — это интересно и увлекательно, но возникает вопрос: Почему LEGO конструкторы находились в учебном комплекте кабинета физики? Изучив различные источники, захотелось на практике доказать, что конструктор в изучении физики принесет новую волну интереса школьников. Решили подготовить и провести лабораторную работу по физике для 9 класса «Измерение ускорения тела при равноускоренном движении». Так как у учащихся огромный интерес к изучению нового, то без труда нашли помощников для проведения эксперимента, написания программы для работы установки и создания описания к работе, а также инструкции для сборки установки в программе LEGO DigitalDesigner

Mindstorms: от игры к обучению.

С помощью LEGO Mindstorms Education EV3 ребята постигают работу различных механизмов, базовые принципы программирования, воплощают в жизнь различные инженерные решения.
Теперь сложные понятия из курса физики, математики или информатики дети могут разбирать на практике. Например, в состав учебных материалов LEGO Mindstorms Education EV3 входит комплект заданий «Физические эксперименты EV3» из 14 лабораторных работ по таким темам, как механика и динамика, сила и энергия, оптика и термодинамика.
Вспомните, из чего состоят уроки технологии в современной российской школе? Часто они не соотносятся с реальной жизнью и не учат детей решать конкретные практические задачи. Робототехнические наборы для основной школы LEGO Mindstorms Education EV3 призваны решить эту проблему, предоставив педагогу увлекательный, практико-ориентированный и универсальный инструмент. Он с легкостью свяжет теоретическую часть предмета с осязаемыми примерами из реальной жизни.
EV3 — это также простой и наглядный инструмент для преподавания математики. Пользуясь практическими робототехническими решениями, учащиеся составляют простые последовательности управляющих кодов и команды, которые на примере устройств ввода-вывода сигналов демонстрируют, к примеру, причинно-следственную связь. С помощью инструментов, заставляющих работать интуицию и строить предположения, ученики получают опыт формулирования гипотез., максимальные, средние значения и линейные характеристики.
Профессор Массачусетского технологического университета Митч Резник разрабатывал теорию практического обучения, которая легла в основу современного представления о STEAM-образовании. В основе STEAM-обучения (S — Science, T — Technology, E — Engineering, A — Art, M — Mathematics) лежат практико-ориентированный и междисциплинарный подходы, при которых ученики применяют знания из разных областей для решения конкретной задачи. Наиболее часто STEAM-подход используется при изучении математики, физики и робототехники.
«Программирование не только для компьютерных умников, оно для всех», — утверждает Резник. Возглавляемая им Media Lab в МIT исследует влияние детской игры на процесс обучения. Выступая на международных симпозиумах и конференциях, Митч рассказывает, почему в современном мире именно программирование учит детей учиться.
Конструктор Mindstorms, который стоял у истоков образовательной робототехники, сегодня имеет десятки тысяч поклонников по всему миру. Возможно, все дело в том, что программирование с EV3 осуществляется при помощи специальной графической программы, которая интуитивно понятна и прекрасно подходит для обучения детей азам робототехники.

Увлечение робототехникой уже давно вышло за рамки школ. Юные инженеры с помощью Mindstorms создают удивительные приспособления и механизмы. Например, 12-летний калифорнийский школьник Шубхам Банерджи собрал принтер Брайля из конструктора LEGO Mindstorms Education EV3. Робот, названный юным изобретателем BRAIGO, способен наносить буквы алфавита в виде тактильных точек на рулоне бумаге. В качестве принтерной головки используются канцелярские кнопки.

18-летний житель Андорры Давид Агилар, родившийся с недоразвитой правой рукой, создал протез конечности из конструктора LEGO по форме своего предплечья. По мере дальнейшей сборки каркас фиксируется все крепче, и это не дает ему соскальзывать. Молодой человек, осваивающий вторую ступень старшего школьного образования технической направленности, также интересуется компьютерными технологиями и робототехникой. Давид мечтает создать компанию по производству протезов в соответствии с индивидуальными потребностями каждого клиента.

С Mindstorms выросло уже несколько поколений юных инженеров и талантливых робототехников, а теория STEM-обучения, предложенная Митчем Резником, доказала свою состоятельность. Время не стоит на месте, и теперь у педагогов есть незаменимый инструмент LEGO Mindstorms Education EV3 для объяснения практически любой абстрактной темы.

В начале 2020 года в мире робототехники произошло важное событие - компания LEGO выпустила новое образовательное решение - конструктор SPIKE Prime.

Новая робототехническая платформа LEGO SPKE Prime позиционируется как замена LEGO EV3 - соответствующая цена, соответствующие моторы и датчики, соответствующее программное обеспечение, возможность текстового программирования. 

Разноцветность набора говорит о том, что конструктор создан для детей и, если не разобраться в вопросе, то можно ошибочно сравнить его с WeDo.

Большой заслугой разработчиков является то, что они смогли решить неприятные болезни предыдущих поколений - гироскоп, bluetooth, аккумулятор и прочее.

Самое слабое место конструктора - это его двигатели, которые быстро могут выйти из строя из-за мягких кабелей.

Сильной же стороной SPIKE является его возможности программирования, которые еще не раскрыты сообществом на 100%.

Данный набор способен как заменить EV3, так и встать рядом с ним, как в свое время происходило и с парой наборов NXT и EV3. 

Успех робототехнического конструктора SPIKE Prime возможно будет оценить, только тогда, когда он сможет превзойти аналогичне наборы на учебных соревнованиях, таких как РобоФинист, ВРО, RoboCup и другие.

Алексеев Н.Г., Леонтович А.В., Обухов А.С., Фомина Л.Ф. Концепция развития исследовательской деятельности учащихся // Исследовательская работа школьников. – 2012. №1. – С. 24-33.

Как организовать учебно-исследовательскую и проектную деятельность в школе// Юшков. А., Эпштейн М.// «Учительская газета». От 16 октября 2014 года.

И.В.Муштавинская, М.Б.Сизова. Методические рекомендации для руководителей общеобразовательных организаций и методических объединений учителей по организации проектной деятельности в рамках реализации ФГОС среднего общего образования.

https://education.lego.com/ru-ru/

https://www.volvoce.com/global/en/this-is-volvo-ce/what-we-believe-in/innovation/lx03/