Бақатаева Б.С.

Робототехника, бағдарламалау және 3D модельдеу

оқу-әдістемелік құрал

2025

Түсіндірме жазба

Қазіргі заманғы ғылым мен техниканың қарқынды дамуы білім беру жүйесіне жаңа технологияларды енгізуді талап етеді. Цифрландыру үрдісінің қарқынды жүруі, жасанды интеллект пен автоматтандырудың кең таралуы оқушыларға болашақ мамандықтарында қажетті дағдыларды меңгертуді қажет етеді. Осы тұрғыдан алғанда, робототехника, бағдарламалау және 3D модельдеу салаларын оқыту өзекті болып табылады.

ӨЗЕКТІЛІГІ

Робототехника, бағдарламалау және 3D модельдеу қазіргі заманғы техникалық білімнің ажырамас бөлігіне айналды. Бұл бағыттар оқушылардың алгоритмдік ойлауын дамытуға, техникалық шығармашылыққа баулуға, инженерлік және дизайндық қабілеттерін жетілдіруге мүмкіндік береді. Заманауи еңбек нарығында бұл дағдылар жоғары сұранысқа ие, сондықтан аталған пәндерді оқыту болашақ мамандарды даярлауда үлкен рөл атқарады.

МАҚСАТЫ

Бұл оқу-әдістемелік құралдың негізгі мақсаты – оқушылар мен студенттерге робототехника, бағдарламалау және 3D модельдеу негіздерін меңгерту, олардың логикалық және шығармашылық ойлау қабілеттерін дамыту, сондай-ақ инженерлік-техникалық дағдыларын қалыптастыру.

МІНДЕТТЕРІ

1. Робототехниканың негізгі қағидаларын түсіндіру және робот құрастыру дағдыларын дамыту.

2. Бағдарламалау негіздерін меңгерту және алгоритмдік ойлау қабілетін жетілдіру.

3. 3D модельдеу негіздерімен таныстыру және цифрлық дизайн дағдыларын қалыптастыру.

4. STEM-білім беру аясында оқушылардың техникалық және шығармашылық қабілеттерін дамыту.

5. Практикалық тапсырмалар мен жобалар арқылы оқушылардың зерттеушілік және инженерлік құзыреттіліктерін жетілдіру.

Бұл құрал мұғалімдерге, оқушыларға және өз бетінше үйренушілерге арналған практикалық және теориялық материалдарды қамтиды. Оқу процесінде әрбір тақырып бойынша түсініктемелер, тәжірибелік тапсырмалар және зертханалық жұмыстар ұсынылады.

Әдістемелік құралдың құрылымына келесі тараулар енген:

«Бағдарламалау» біліктілігі

1. бөлім. «Scratch» бағдарламалаудың визуалды оқиғалық-бағытталған ортасында бағдарламалау (оқытуға ұсынылған кластар: 5 класс – базалық, 6 класс – тереңдетілген).

2. бөлім. Құрылымдық, объектілік-бағытталған, функционалдық, императивтік және аспектілік-бағытталған бағдарламалауды қамтитын

«Python» жалпы мақсаттағы жоғары деңгейлі бағдарламалау тілінде бағдарламалау (оқытуға ұсынылатын кластар: 8 класс – базалық, 9 класс – тереңдетілген, 10 класс - Flask framework – Python-да web-сервистер жасау).

Бағдарламалау орталарын зерттеу кезінде негізгі алгоритмдік құрылымдарды қолдана отырып, есептік және графикалық есептерді шешуге басымдық беріледі.

«Робототехника» біліктілігі

3. бөлім. Бағдарламаланатын роботты «LEGO® MINDSTORMS® Education EV3» жасау үшін конструкторды (байланыстыратын бөлшектер мен электронды блоктардың жиынтығы) қолдана отырып робототехниканы зерттеу (оқытуға ұсынылатын класс 5- класс).

4. бөлім. «ARDUINO UNO» бағдарламалық жасақтамамен жазу үшін заманауи ортамен баспа тақшада құрылған ашық бағдарламалық коды бар платформаны пайдалана отырып робототехниканы зерттеу, IoT әзірлемесі (Internet of things, заттар интернеті) (оқытуға арналған ұсынылатын кластар 9

• базалық, 10 класс – тереңдетілген).

3D модельдеу біліктілігі:

5. бөлім. 6 класқа арналған «SketchUp» қарапайым үшөлшемді объектілерді модельдеу үшін арналған бағдарламада 3D-модельдеу.

6. бөлім. «Blender» үшөлшемді компьютерлік графика және 2D анимациялар жасауға арналған кәсіби бағдарламада 3D-модельдеу (оқытуға арналған ұсынылатын кластар 7 – базалық, 8 класс – тереңдетілген).

Робототехника модулі (Lego Mindstrom EV3) (5 сынып)

LEGO EV3 конструкторын қолдану инженерлік, конструкторлық ойлауды дамытуға әсер ететін бірегей білім беру ортасын жасауға мүмкіндік береді. LEGO EV3-мен жұмыс жасау барысында оқушылар құрастыру, бағдарламалау және мәліметтерді жинақтау бойынша типтік те, шаблонды емес те міндеттерді шешу тәжірибесін дамытады. Бұнымен қоса, командада жұмыс жасау басқа оқушылармен өзара әрекет ету, өз идеяларын тұжырымдау, талдау, сыни бағалау, өз ойын қорғау біліктіліктерін қалыптастыруға ықпал етеді.

LEGO EV3 оқушыларға бір немесе екі сабақ аясында нәтижеге қол жеткізуге мүмкіндік беретін бастапқы модельдерді жинау қарапайымдылығын қамтамасыз етеді. Осылай бола тұра, модельдер мен бағдарламаларды өзгерту мүмкіндігі өте кең және оқушыларға модельдер мен бағдарламаларды күрделендіріп, тақырыпты зерттеуде өз бетінше әрекет етуге мүмкіндік береді. LEGO MINDSTORMS Education EV3 бағдарламалық жасақтамасы өте кең мүмкіндіктерге ие, ол оқушыларға жұмыс дәптерін жүргізіп, өз жобаларын LEGO EV3 бағдарламалық жасақтама ортасында тікелей жасауға мүмкіндік береді.

Жұмыстың мақсаттары:

1. Бастапқы инженерлік-техникалық құрастыру және робототехника негіздерін интеграциялау барысында өз қызметін ұйымдастыру арқылы оқушылардың ғылыми-техникалық және шығармашылық әлеуетін дамыту

2. Lego Mindstorms роботын пайдалана отырып алгоритмдеу және бағдарламалау негіздерін зерттеу.

Курстың міндеттері:

1. Lego Mindstorms бағдарламалау ортасын игеруде және Лего- роботтарды басқару бағдарламасын жасауда жәрдем көрсету;

2. оқушылардың шығармашылық қабілеттерін, логикалық, бейнелі, техникалық ойлауын дамыту;

3. практикалық жұмыстарды орындау кезінде политехникалық дағдыларын дамыту;

4. модельдерді жинақтау бойынша ұсынылған нұсқаулықтар бойынша жұмыс жасау қабілеттерін дамыту;

5. міндеттерді шешуде шығармашылық тәсілді қолдану дағдыларын дамыту;

6. өз ойын нақты логикалық ойлау бірізділігі арқылы жеткізуді дамыту, өз ойын қорғау, жағдайды өз бетінше бағалау және логикалық ойлау арқылы сұрақтарға жауапты өз бетінше табу;

7. гипотезаны құрастыру, физикалық эксперимент жүргізу біліктілігін қалыптастыру үшін алынған нәтижемен салыстыру дағдысын дамыту.