МЕТОДИКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ РОБОТОТЕХНИКИ НА УРОКАХ ФИЗИКИ

METHODOLOGY OF USING ROBOTICS ELEMENTS IN PHYSICS LESSONS

Belek Samdarak

master's student, Department of Computer Science, Tuvan State University,

Russia, Kyzyl

Aldynsai Taryma

scientific supervisor, Candidate of Pedagogical Sciences, Tuvan State University,

Russia, Kyzyl

АННОТАЦИЯ

Данная статья посвящена исследованию и разработке методики использования элементов робототехники на уроках физики. В работе будет проведен анализ существующих методик, а также будет описана разработка собственной методики, её организация и оценка эффективности. Работа основана на исследованиях, показавших положительное влияние внедрения робототехники на процесс обучения. Результаты исследования могут быть использованы учителями физики для улучшения образовательного процесса и повышения интереса учащихся.

ABSTRACT

This article is devoted to the research and development of a methodology for using robotics elements in physics lessons. The paper will analyze the existing methods, as well as describe the development of our own methodology, its organization and evaluation of its effectiveness. The work is based on research that has shown the positive impact of the introduction of robotics on the learning process. The results of the study can be used by physics teachers to improve the educational process and increase the interest of students.

Ключевые слова: элементы робототехника, уроки физики, обучение, методика, эксперименты, взаимодействие, технические навыки, обучающие задачи, учащиеся, мотивация.

Keywords: elements of robotics, physics lessons, teaching, methodology, experiments, interaction, technical skills, learning tasks, students, motivation.

Робототехника – область науки, технологий, занимающаяся конструированием, программированием, управлением роботическими системами; в современной педагогике робототехника играет важную роль, так как помогает развивать у детей, молодежи навыки, компетенции, которые являются важными в современном мире; и одной из основных ролей робототехники в современной педагогике является стимулирование интереса, мотивации учеников непосредственно к изучению научных, технических дисциплин. Разработка, программирование и управление роботами – это увлекательный, креативный процесс, заинтересовывающий детей, подростков, способствующий развитию их познавательных способностей, логического, аналитического мышления [1].

 Такие задания развивают коммуникативные навыки, умение работать в коллективе и решать проблемы совместными усилиями; и робототехника также способствует развитию творческого мышления. При создании и программировании роботов ребята (в процессе) сталкиваются непосредственно с различными проблемами и задачами, с целью решения которых им необходимо проявить творческий подход и найти нестандартные решения; упомянутое развивает их способность мыслить гибко, находить новые, оригинальные способы решения задач. Упомянутое является важным навыком непосредственно в современном мире, где важно уметь адаптироваться к новым ситуациям, находить инновационные решения [2].

Таким образом, робототехника играет важную роль в современной педагогике, стимулируя интерес к науке, технологиям, развивая навыки решения проблем, работы в команде, творческого и логического мышления, а также навыки программирования. Подобные навыки, компетенции важны для успешного проживания, работы непосредственно в современном мире технологий [3].

Внедрение элементов робототехники (на уроках физики) имеет ряд особенностей, делающих учебный процесс более интерактивным, практическим; далее приведены некоторые из них:

1. Практическое применение законов физики: Робототехника позволяет учащимся применять основные законы физики непосредственно на практике, создавая, программируя роботов, которые выполняют определенные задачи. Упомянутое помогает студентам увидеть действие теорем физики в реальном мире.

2. Развитие навыков конструирования: Учащиеся имеют возможность создавать различные конструкции (с использованием робототехники), собирать, настраивать роботов, подключать датчики, актуаторы, а также выполнять различные виды программирования. Упомянутое развивает навыки инженерного проектирования, конструирования.

3. Усиление проблемного мышления: Робототехника способствует развитию у учащихся проблемного мышления, т.к. должны решать реальные проблемы, задачи, связанные непосредственно с программированием, управлением роботами. Упомянутое требует креативного подхода, поиска нестандартных решений.

4. Командная работа: в самой основе робототехники лежит командная работа, в рамках которой учащиеся работают непосредственно в группах, дабы создать, программировать роботов — это учит сотрудничеству, коммуникации, распределению ролей, принятию коллективных решений.

5. Интеграция различных предметов: Робототехника позволяет интегрировать концепции физики непосредственно с другими дисциплинами (математика, информатика, инженерия). Упомянутое помогает учащимся видеть взаимосвязи между разными науками, применять полученные знания, навыки (в различных контекстах). Внедрение робототехники на уроках физики выполняет важную роль (в привлечении, мотивации учащихся непосредственно к дальнейшему изучению науки, развитии практических навыков, подготовке к будущей карьере в STEM-областях) [4].

Все компоненты должны быть взаимосвязаны, адаптированы непосредственно к конкретным условиям обучения, потребностям учащихся, дабы создать эффективную методику использования элементов робототехники.

Вот пример модели Ершова М. Г.: «с появлением новых возможностей в организации учебного процесса с использованием роботов можно выделить следующие компоненты учебного процесса, в которых появляется робототехника:

1. Урочные формы работы: измерения, проектные работы, демонстрационный эксперимент, лабораторные работы, сообщения, практикумы.

2. Элективные курсы, клубная и кружковая формы работы. 3. Исследования, проектная работа, участие в НПК, конкурсах, включая дистанционные и сетевые формы. При этом, по нашему мнению, школьник должен иметь возможность самоопределиться в выборе уровня знакомства с робототехникой. Либо ему будет достаточно базового уровня, который предполагает в основном урочные формы работы, либо он будет знакомиться с робототехникой по расширенному или углублённому варианту, выбирая элективные курсы, проекты и другие формы (рис. 1). [5]»

Рисунок 1. Уровни знакомства с робототехникой в процессе изучения физики Ершова М.Г.

Таким образом, методика использования элементов робототехники (на уроках физики) обладает большим потенциалом в плане модернизации образовательного процесса, повышения учебной мотивации учеников, формирования компетенций, необходимых (в современном мире). Её дальнейшее развитие требует комплексного подхода, включающего подготовку педагогов, обеспечение техническими ресурсами, разработку адаптированных учебных программ.

Исходя из всего выше сказанного можно сделать вывод о положительном влиянии использования элементов робототехники (на уроках физики) по повышению качества образования, формированию у учащихся комплексных компетенций, необходимых в целях углубленного развития в рамках физики или робототехники.

В перспективе предполагается дальнейшее изучение, адаптация методики различных уровней образования, возрастных групп, разработка комплексов новых учебных проектов, заданий, способствующих углубленному изучению физики с использованием робототехники. Таким образом, предложенная методика представляет собой эффективный инструмент повышения качества физического образования, способствуя развитию у учащихся необходимых знаний, навыков, что, в свою очередь, будет способствовать их успешному обучению, будущей профессиональной деятельности в обстоятельствах быстро развивающегося технологического мира.

Список литературы:

1. Revolutionizing Education: How Robots Can Help Students Learn // "WhalesBot" URL: https://www.whalesbot.ai/blog/revolutionizing-education-how-robots-can-help-students-learn (дата обращения: 10.01.2025).
2. Educational Robotics: Definition, Advantages and Examples // "Iberdrola" URL: https://www.iberdrola.com/innovation/educational-robots (дата обращения: 10.01.2025).
3. Малева, А.А., Третьякова А.А. ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА ПО 3D-МОДЕЛИРОВАНИЮ В «КОМПАС-3D» / А. А. Малева, А. А. Третьякова // Информатика в школе. - 2018.- № 10 (143). - С. 25-30.
4. ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ РОБОТОТЕХНИКА ВО ВНЕУРОЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ КАК ИМПЛИЦИТНАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ В МЕТОДИКЕ ИЗУЧЕНИЯ ШКОЛЬНОГО КУРСА ФИЗИКИ // "КиберЛенинка" URL: https://cyberleninka.ru/article/n/obrazovatelnaya-robototehnika-vo-vneurochnoy-deyatelnosti-kak-implitsitnaya-sostavlyayuschaya-v-metodike-izucheniya-shkolnogo-kursa (дата обращения: 10.01.2025).
5. Ершов, М. Г. Возможности использования образовательной робототехники в преподавании физики / М. Г. Ершов. — Текст : непосредственный // Проблемы и перспективы развития образования : материалы IV Междунар. науч. конф. (г. Пермь, июль 2013 г.). — Т. 0. — Пермь: Меркурий, 2013. — С. 81-87. — URL: https://moluch.ru/conf/ped/archive/72/4129/ (дата обращения: 16.01.2025).