Баяндама «РОБОТ ТЕХНИКАСЫ» ПӘНІН ОҚЫТУДАҒЫ ПЕДАГОГИКАЛЫҚ ТӘСІЛДЕР

«РОБОТ ТЕХНИКАСЫ» ПӘНІН ОҚЫТУДАҒЫ ПЕДАГОГИКАЛЫҚ ТӘСІЛДЕР

Маханова Алия Нурлановна

БҚО, Ақтөбе қаласы, №56 жалпы орта білім беретін мектебінің информатика пән мұғалімі

Баяндаманың мақсаты:

Жалпы білім беретін мектептерде «Робот техникасы» элективті курсын іске асырудың теориялық және тәжірибелік негіздерін үйрену.

Баяндаманың міндеттері:

1. мұғалімдерді курстың құрылымымен, мазмұнымен, мақсаттарымен және міндеттерімен таныстыру;

2. мұғалімдерді оқушылардың шығармашылық, жобалау-зерттеу және құрастыру дағдыларын дамытуға көмектесетін педагогикалық әдіс-тәсілдермен таныстыру.

Күтілетін нәтижелер:

1. мұғалімдер курстың құрылымын, мазмұнын, мақсаттарын және міндеттерін біледі және түсінеді;

2. оқушылардың шығармашылық, жобалау-зерттеу және құрастыру дағдыларын дамытуға көмектесетін педагогикалық әдіс-тәсілдерді біледі және түсінеді.

Ғылыми әдебиетке жасалған шолу көрсетіп отырғандай, «Робот техникасы» элективті курсы балабақшадан бастап университетке дейін барлық деңгейде жаратылыстану және техникалық білім беру сипатына айтарлықтай әсер етіп отырған дамушы сала болып табылады. Робот техникасын оқыту оқушылардың қызығушылығы мен ынтасын оятатын тартымды оқу ортасындағы қызықты әрі тәжірибелік жаттығуларды ұсына алатын бірегей оқу құралы ретінде танылуда (Eguchi, 2010).

Зерттеушілер оқушыларға робот құрастыруды үйретудің педагогикалық тұрғыдан маңызды екендігін дәлелдеп отыр (1-кесте).

1-кесте. Робот (модельдерді) құрастыруды үйретудің педагогикалық маңызы

Робот техникасын оқытуға негіз болған басты теориялар бұл оқытудың сындарлы теориясы мен конструкционизм (құрастырушылық) болып табылады. Пиаженің пайымдауы бойынша балалар үшін заттарды ұстап көру, олармен амал-шара жасау білім қалыптастыруға көмектесетінін алға тартады (Piaget, 1974). Паперт атап өткендей білімді қалыптастыру мейлің ол жағалаудағы құмнан жасалған қамал немесе техникалық зат болсын, оқушылар қоғамдық субъектіні құрастырумен айналысатын ортада тиімдірек жүреді деген ой қосты (Papert, 1980). Мұғалімнің рөлі балаларға жаңалық ашуға қатысуға мүмкіндік беріп, оларды сынып жағдайында білім қалыптастыратын құралдармен қамтамасыз етуден тұрады. Робот техникасын оқыту балалар оларды қоршаған ортамен тығыз қарым-қатынас жасай отырып, шынайы өмір проблемаларымен шұғылдана алатын оқу ортасын қалыптастырады; бұл орайда «Робот техникасы» элективті курсы балалар үшін құрастырушылық оқу тәжірибесін меңгерудің таптырмас құралы бола алады.

Ғылыми әдебиетте робот техникасын оқытуда қолданылатын үш тәсіл туралы баяндалған

• Тақырыпқа негізделген оқыту тәсілі: білім беру бағдарламасының салалары оқуға арналған арнайы тақырып төңірегінде біріктірілген және негізінен зерттеу жүргізу және қарым-қатынас жасау арқылы зерттеледі (мысалы, Detsikas&Alimisis, 2011; Litinas&Alimisis, 2013).

• Жобаға негізделген тәсіл: оқушылар шынайы өмірден алынған нақты мәселелерді зерделеу үшін топтасып жұмыс істейді; мысалы, TERECoP атты Еуропалық жоба аясында әзірленген әдістемеде ұсынылған мәселе (TERECoP жобасының қазақша атауы – Мұғалімдерге робот техникасын оқытудағы сындарлы педагогикалық әдістерді үйрету) (www.terecop.eu) (Alimisis, 2009).

• Мақсатқа негізделген тәсіл: балалар әдетте мектептен тыс жерде өткізілетін FIRST Lego League (Http://www.firstlegoleague.org), RoboCupJunior (http://www.robocupjunior.org), Франциядағы Trophée де Robotique (http://www.planete-sciences.org/robot~~HEAD=pobj),

Грекияда өтетін Әлемдік робот техникасы олимпиадалары (http://wrohellas.gr) сияқты және басқа да робот жасау саласындағы сайыстарға ынталана қатысады.

Б үгінгі таңда оқушылар олардың әке-шешелері мен ата-әжелерінің әлемінен мүлдем басқа әлемде өсіп жатыр. Қазіргі таңдағы «шығармашыл қоғамда» (Resnick, 2007) жетістікке жету үшін оқушылар шығармашыл тұрғыда ойлап, жүйелі түрде жоспарлап, сын тұрғысынан талдап, бірлесуді, ынтымақтастық орнатуды, ашық қарым-қатынас жасауды, табанды түрде қайта-қайта жобалауды, үздіксіз білім алуды үйренуі тиіс. Оқытудың сындарлылық және зерттеуге негізделген тәсілдері (Demo et al., 2012) сияқты тиісті оқу әдістемелері осы дағдыларды дамытуда елеулі үлес қоса алады.

Робот техникасын оқытудағы басты мақсат - жеке тұлғаның ақпараттық біліктілігінің негізін қалау, яғни оқушыларға ақпаратты жинау әдістерін, сондай-ақ оны пайымдау және тәжірибеде қолдану технологияларын меңгеруге көмектесу.

Робот техникасын оқытуды ұйымдастырудың нысандары мен әдістері

Мектептің білім беру кеңістігіне робот техникасын енгізу үшін педагогикалық үдеріс құрылымына қарай оқу үдерісін ұйымдастырудың оңтайлы түрлері ретінде оқыту нысандарының келесі жіктелімін қолдануға болады (В.А. Сластёнин).

Робот техникасындағы пәнаралық байланыс

Робот техникасы - ғылым мен техниканың қазіргі даму деңгейін көрсететін ықпалдастырылған пән саласы. Ол информатика, физика, математика сияқты мектеп пәндерін қамтиды. Негізгі пән информатика болып табылады. Білім берудегі робот техникасының аталған оқу пәндерімен байланысының екі түрін атап көрсетуге болады (Никитина, 2014):

1. робот техникасын оқыту үшін қажетті пәндік білім элементтері;

2. пәнаралық білім элементтері.

Бұл байланыстарды 2-суреттен көруге болады.

2-сурет. Робот техникасындағы пәнаралық байланыс

Робот техникасымен таныстырудағы міндеттердің бірі – роботқа арналған алгоритмдерді құру және ретке келтіру, бұл информатика саласына қатысты. Сонымен қатар, робот жабдықталған құрылғыларды (моторлар мен датчиктерді) бағдарламалау физика саласына жатады. Бағдарламаларды құру кезінде датчик жұмысының мәнін (оның жұмысы негізделген физикалық заңдылықтарды) түсіну, датчиктің өлшеу дәлсіздіктерін ескеру және т.б. білу керек. Физика техниканың ғылыми негізі ретінде үнемі жетекші орында, себебі оған техникалық прогрестің неғұрлым маңызды бағыттары негізделген. Робот техникасы үшін физикалық ғылымның аса маңызды бөлімдері механика мен электроника болып табылады. Ғылыми таным құралы ретінде математика білім берудегі робот техникасында бұрыштарға, градустарға, коэффициенттерге және пропорцияларға қатысты есептерді шығаруға септігін тигізеді. Физикалық және математикалық білім бірігіп, роботтың қозғалыс траекториясын есептеуге және физикалық шамалар мәндерін табуға мүмкіндік береді. Ақырында, информатика мен математика біртұтас ауыспалы шамалар мен математикалық есептеулерді қолдана отырып, робот үшін барынша күрделі алгоритмдерді жасауға мүмкіндік береді.

Робот техникасындағы оқу моделі

Робот техникасы курсында әр тақырыпты зерделеу өз модельдерін жинау және бағдарламалауды көздейтін шағын жоба тапсырмаларын орындауды білдіреді. LEGO® Education жинағымен оқыту төрт бөліктен: өзара байланыс, құрастыру, рефлексия және дамыту (3-сурет) деген бөлімдерден тұратын цикльді оқу моделін іске асыруды көздейді (Никитина, 2014).

«Өзара байланыс» бөлімі бұған дейін бар тәжірибе мен білімдерді жаңадан игерілген біліммен біріктіруге, оқытудың жаңа кезеңі үшін қозғаушы күш, бастапқы нүкте ету мүмкін болғанда, білім қоржыны толығады дегенді меңзейді. Өзара байланыс орнату кезінде оқушылар жаңа білімді өздерінде бар білімнің «үстіне қосады», осылайша өз танымдарын кеңейтеді.

«Құрастыру» бөлімі модельдерді жинап, идея өндіру дегенді білдіреді. Оқу материалы ми мен қол «бірге жұмыс істеген» жағдайда жақсырақ меңгеріледі. LEGO Education өнімдерімен жұмыс істеу тәжірибелік оқыту қағидаттарына: алдымен ойлану, содан соң модельді жасауға негізделеді. Жинақтың әр тапсырмасында «құрастыру» кезеңіне арналған егжей-тегжейлі сипатталған, қадамдық нұсқаулар келтірілген. «Құрастырудың» үш түрі ұсынылады:

1. проблеманы еркін «байқап көру» - оқушылар өз бетінше қарапайым модельдерді түрлендіре және оларды басқара отырып, жаңа ұғыммен танысады.

2. нұсқау бойынша зерттеу - оқушылар егжей-тегжейлі нұсқауларға сүйене отырып, математикалық өңдеу үшін жарамды сандық нәтиже алу үшін қолданылатын модельдерді жасайды;

3. проблеманы еркін шешу – оқушылар қойылған міндетті орындауға қабілетті өз моделін жасайды.

«Рефлексия» ненің жасалғанын, құрылғанын, түрлендірілгенін пайымдауды, алынған білімді ауызша тұжырымдауды, тәжірибе нәтижелерін ұсыну тәсілдерін, оның басқа идеялармен және шешімдермен кешенді қолданылу жолдарын іздеуді білдіреді. Жасалынған жұмыстар туралы ой толғай және пайымдай отырып, оқушылар пән бойынша түсініктерін тереңдетеді. Олар өздерінде бұрыннан бар білім мен жаңадан алынған тәжірибенің арасындағы өзара байланысты нығайтады. Оқушылар модельдің мінез-құлқына оның конструкциясын өзгертудің қандай әсер еткенін зерттейді: олар бөлшектерді ауыстырады, есептер, өлшемдер, модель мүмкіндіктерін бағалайды, есеп құрады, таныстырылым өткізеді, сюжет ойластырады, сценарий жазады және өз модельдерін қатыстыра отырып, спектакль ойнайды. Бұл кезеңде мұғалім оқушы жетістіктерін бағалауға керемет мүмкіндік алады.

«Дамыту» кезеңінде алынған тәжірибені тереңдетуге, креативтілік және зерттеу дағдыларын дамытуға септігін тигізетін неғұрлым күрделі тапсырма орындау көзделеді. Ынталандырушы, түрткі болатын жағдайлар болғанда, оқыту үдерісі анағұрлым жағымды және тиімді өтеді. Оқушының уәжін үнемі арттыра отырып, сәтті орындалған жұмыстан алған рахат сезімін қолдау оларды одан әрі шығармашылықпен жұмыс істеуге жігерлендіреді

Белсенді оқу

Белсенді оқу оқушының мұғалімді енжар тыңдап қана қоймай, белсенді жұмысқа тартылуын көздейтін оқыту және оқу әдістерінің бірі болып табылады. Бұл тәсілдер оқу үдерісі жаттығудың алдында емес, оны орындау барысында жүзеге асырылатын құбылыс екендігін түсіндіреді. Робот техникасы сабағында қамтылатын белсенді оқу әдіс-тәсілдері тәжірибелік, эксперименттік, пікірталас, жоспарлау және бағамдау жаттығуларын жүргізіп, жұптық және топтық жұмыс ұйымдастыруды көздейді. Бұл тәсілдерде оқу бағдарламасындағы оқу мақсаттарына қол жеткізу үшін сыныпта қолдануға болатын тәжірибелік идеялар қамтылған.

Робот техникасы негіздерін үйрету тиімділігі ол сабақтардың ұйымдастырылуына және төмендегі әдістердің қолданылуына байланысты:

Қазақстан Республикасында өнеркәсіптің жеделдетіле индустрияландырылуы, жаңа технологиялардың қарқынды дамуы өскелең ұрпақты жоғарғы білікті техникалық сала мамандары ретінде даярлауды талап етеді. Осыған байланысты «Назарбаев Зияткерлік мектептері» ДББҰ жалпы білім беретін мектеп оқушыларына арнап «Робот техникасы» курсы 1-деңгейінің (5, 6, 7 сыныптар) және 2-деңгейінің (8, 9, 10 сыныптар) бағдарламасын әзірлеп шығарды.

1-деңгей 5 модульден, 2-деңгей 6 модульден тұрады.

Курс 34 сағатқа арналған.

Мектепте робот техникасын оқыту келесі білім беру конструкторларының көмегімен жүзеге асырылады: LegoWeDo, Lego Mindstorms NXT, Lego Mindstorms EV3, Matrix, Fischertechnic, Arduino, Roborobo және т.б.

Робот техникасы негізінде ойын технологиялары жатыр, бұл оның көпшілік қызығушылығына ие болуына негіз болып отыр. Ойын оқытуды ұйымдастырудың тиімді әдісі мен тәсілі болып табылатыны сөзсіз, оның үстіне ол оқушыларға білім алу үдерісін байқамай-ақ үйренуге мүмкіндік береді.