Робототехника – оқушылардың ойлау жүйесін дамыту негізі

Робототехника – оқушылардың ойлау жүйесін дамыту негізі

Муринова Айсулу Тайлекеновна

Маңғыстау облысы Мұнайлы ауданы Қызылтөбе селосы

«№2 жалпы білім беру орта мектебі» КММ

«Егер қоғам қайраткері болуға қабілетті робот құрылса, ол оның ішінде ең үздігі болар еді. Робот техникасының тұжырымдамасы бойынша, ол адамдарға зұлымдық келтіре алмас еді, зорлық-зомбылықты, параға сатып алуды, ақымақтық пен жалған сенімді білмейтін болар еді...»

Айзек Азимов «Мен, Робот» кітабынан

Қоғамдық салалардың барлығын ақпараттандыру, оқу үдерісін қарқындандыру негізгі жалпы білімді жаңғыртып, оның рөліне жаңаша көзқараспен қарауды талап етеді. Қазақстан Республикасында білім беру мен ғылымды дамытудың 2016-2019 жылдарға арналған мемлекеттік бағдарламасының мақсаты - экономиканың орнықты дамуы үшін білім берудің және ғылымның бәсекеге қабілеттілігін арттыру, адами капиталды дамыту. Жалпы мақсаттарды іске асырудағы ең маңызды міндеттердің бірі - қазіргі ғылымның ықпалдасқан салаларын дамыту және оларды заманауи мектептің білім беру үдерісіне кіріктіру. Осыған байланысты оқушыларға ғылыми-техникалық білім берудің робот техникасы сияқты саласының өзектілігі артып отыр.

Жалпы білім беру мектептерінде де робот техникасын дамытып, балалардың бұл салаға қызығушылығын арттырып, бағдарламалаудағы қабілеттерін арттыру жұмыстары Маңғыстау облысында белсенді жүзеге асып жатыр. Білім орындарын құрастыруға және жинақтауға ыңғайлы роботтар беріліп, элективті курстар ашылды. Сондай заман талабына сай оқу орындарының бірі Мұнайлы ауданы, Қызылтөбе елді-мекенінде орналасқан №2 жалпы білім беру мектебі. 35-жылдық тарихы бар білім ордасында 1500-ден аса бала оқып жатыр. 2017 жылы мектебімізде алғаш рет «Робот техникасы» элективті курсы ашылды. Бүгінде бұл курсқа 7-14 жастағы оқушылар аралығында 69 бала робототехниканың қыр-сырын меңгеріп жатыр. Үйірмені жүргізуші ұстаз ретінде робототехника бағдарламалауының оқушылар техникасында ойлауын дамытудағы артықшылықтарын атап өткіміз келеді.

Робототехника үйірмеде Lego Mindstorms EV3 Educationды қолданамыз. Роботтарды құрастыра отырып оқушылардың ойлау қабілеті артып, шығармашылық, зерттеу қабілетті жетіледі. Mindstorms бағдарламасы бойынша бағдарлама құрамыз. Біздің оқушыларымыз робототехника үйірмесіне белсенді қатысып, олимпиадаларға қатысты.

Атап айтар болсам Ізберген Айтқали Бахыт Даниял өз роботтарын жасап бірнеше аудан қала республикалық жарыстардан жүлделі орындар иеленді. «Kaz-Robotics-2019» облыстық іріктеу кезеңінен өтіп, «Kaz-RoboProject-2019» Республикалық Нұр-Сұлтан қаласына барып қатысып келді.

«Робот техникасы» үйірмесі оқушылар тарапынан жоғарғы қызығушылықпен жүргізілетініне сенімім мол...

• бала пәндер бойынша және интеграцияланған тақырыптар бойынша оқиды;

Робототехника пәнаралық және жобалық тәсілдерді біріктіреді, оның негізі инженерлік шығармашылық және математикалық интеграцияға негіз болып табылады. Ғылым, техника, инженерия және математика пәндерін оқыту өте маңызды, өйткені бұл салалар іс жүзінде өзара тығыз байланысты:

• нақты өмірде ғылыми техниканы қолдану;

Практикалық сабақтар арқылы балаларға ғылыми-техникалық білімнің нақты өмірде қолданылуын көрсетеді. Әр сабақта олар заманауи индустрия өнімдерін жасап, дамытады. Біз нақты өнімнің прототипін құру өз қолында, нәтижесінде нақты жобаны оқиды. Мысалы, зымыран құруда жас инженерлер, инженерлік жобалау процесі, іске қосу бұрышы, қысым, созылу күші, үйкеліс күші, траектория және координат осі сияқты ұғымдармен танысады;

• сыни ойлауды дамыту және проблемаларды шешу дағдысы қалыптасады;

Робототехника бағдарламаларының арқасында сыни ойлау мен проблемаларды шешу дағдыларын дамытады, балалар өмірдегі қиындықтарды ескеру керек. Мысалы, оқушылар жоғары жылдамдықты автокөліктер салады, кейін олар сыналады. Алғашқы сынақтан өткен соң, олардың машинасы мәре сызығына неге жете алмайтынын ойлап, анықтайды. Мүмкін алдыңғы дизайн, дөңгелектер арасындағы қашықтық, аэродинамика немесе басталу күші оған әсер етті ме? Әрбір сынақтан кейін (іске қосу) мақсатқа жету үшін олардың дизайнын жасайды;

• өзіне деген сенімін арттырады;

Әртүрлі өнімдерді жасайтын балалар, көпірлер мен жолдарды салу, ұшақтар мен вагондарды ұшыру, роботтарды сынау және электронды ойындар,суасты және әуе құрылыстарын дамыта, әр жолы олар мақсатқа жақындай түседі. Олар әзірлейді және сынайды, қайта әзірлейді және сынақтан өткізеді және өнімді жақсартады. Ақыр соңында олар барлық мәселелерді өздері шешіп, мақсатқа жетеді. Бұл балалар үшін -шабыт, жеңіс, адреналин және қуаныш. Әрбір жеңістен кейін олардың қабілеттеріне сенімділікті арттырады;

• белсенді қарым-қатынас және командалық жұмыс;

Робот бағдарламалары белсенді қарым-қатынас пен командалық жұмысты көрсетеді. Талқылау кезеңінде пікірталастар мен пікірлерге арналған еркін атмосфера құрылады. Олар соншалықты еркін, олар ешқандай пікір білдіруден қорықпайды, олар сөйлеуге және ұсынуға үйренеді. Көптеген уақыт балалар үстелге отырмайды, бірақ олар өз жобаларын тексеріп, дамытады. Олар әрдайым инструкторлармен және олардың командасымен байланыста болады. Балалар процеске белсене араласқанда, сабақты жақсы еске алады;

• техникалық пәндерге қызығушылықты дамыту.

Оқушылардың табиғи және техникалық пәндерге қызығушылығын дамыту үшін алғышарттар жасау. Жасалған жұмыстарға деген сүйіспеншілік мүдделерді дамыту үшін негіз болып табылады. Робототехника өте қызықты және серпінді, бұл балалардың батыл болуының алдын алады. Олар сабақ уақыттының қалай өткенін байқамайды, сондай-ақ мүлдем шаршамайды. Ракеталарды, автомобильдерді, көпірлерді, тірегендерді, электрондық ойындарын, фабрикаларды логистикалық желілерді және суасты қайықтарын жасау арқылы олар ғылым мен техникаға деген қызығушылықтарын арттырады;

• жобаларға шығармашылық және инновациялық тәсілдер.

Робот тренингі алты кезеңнен тұрады: сұрақ (тапсырма), талқылау, дизайн, құрылымы, тестілеу және дамыту. Бұл кезеңдер жүйелі жобалау тәсілдерінің негізі болып табылады. Өз кезегінде, бірлесіп жұмыс істеу немесе түрлі мүмкіндіктерді біріктіру - шығармашылық пен инновацияның негізі. Осылайша, ғылым мен технологияны бір уақытта зерттеу және қолдану көптеген жаңа инновациялық жобаларды құруға мүмкіндік береді. Өнер мен сәулет - бірлесудің керемет үлгісі;

• робот мектеп бағдарламасына қосымша;

Робототехника бағдарламалары олардың тұрақты сабақтарына қызығушылықтарын арттырады. Мысалы, физика сабақтарында жердің кернеуін өтеді, тақтаға формулалар арқылы түсіндіріледі, Робототехника оқушылары парашют, ракеталар немесе ұшақтар құрастырады және оларды ұшырып жұмыс істейді солай өз білімдерін нығайта алады. Оқушылар әрқашан көрмейтін немесе естіген терминдерді оңай түсінбейді. Мысалы, температура көтерілуіне байланысты қысым немесе көлемнің кеңеюі. Бағдарламалау барысында олар ойын-сауық эксперименттерін жасап жатқанда осы терминдерді оңай түсінеді.

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.

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.

Пайдаланған әдебиеттер тізімі

• Интернет желісі

• Политехнический терминологический толковый словарь / Составление: В. Бутаков, И. Фаградянц. — М.: Polyglossum, 2014.

• Традиционный перевод на русский в произведениях А. Азимова.

•  Zunt, Dominik Who did actually invent the word "robot" and what does it mean?. The Karel Čapek website. Тексерілді, 11 қыркүйек 2007.

• Robotics: About the Exhibition. The Tech Museum of Innovation. Тексерілді, 15 қыркүйек 2008.

•  TALKING ELECTRONICS Nitinol Page-1. Talkingelectronics.com. Тексерілді, 27 қараша 2010.

•  lf205, Hardware: Building a Linux-controlled walking robot. Ibiblio.org (1 қараша 2001). Тексерілді, 27 қараша 2010.

•  John D. Madden, 2007, /science.1146351

•  "Syntouch LLC: BioTac(R) Biomimetic Tactile Sensor Array".