Важнейшей отличительной особенностью стандартов нового поколения является их ориентация на результаты образования, причем они рассматриваются на основе системно-деятельностного подхода.
Процессы обучения и воспитания не сами по себе развивают человека, а лишь тогда, когда они имеют деятельностью формы и способствуют формированию тех или иных типов деятельности.
Деятельность выступает как внешнее условие развития у ребенка познавательных процессов. Чтобы ребенок развивался, необходимо организовать его деятельность. Значит, образовательная задача состоит в организации условий, провоцирующих детское действие.
Такую стратегию обучения легко реализовать в образовательной среде LEGO (ЛЕГО), которая объединяет в себе специально скомпонованные для занятий в группе комплекты ЛЕГО, тщательно продуманную систему заданий для детей и четко сформулированную образовательную концепцию.
В процессе активной работы детей по конструированию, исследованию, постановке вопросов и совместному творчеству не только существенно улучшаются «традиционные» результаты, но и открывается много дополнительных интересных возможностей. Работая группами, дети, независимо от их подготовки, могут строить модели и при этом обучаться, получая удовольствие.
В содержании базовой дисциплины "Информатика" понятийный аппарат информатики предполагается разделить на три концентра:
- понятия, связанные с описанием информационного процесса;
- понятия, раскрывающие суть информационного моделирования;
- понятия, характеризующие применение информатики в различных областях, прежде всего: технологиях, управлении, социально-экономической сфере.
Для учителя информатики помимо содержания и количества часов, выделяемых на предмет, важна информация и о новых подходах в стандартах второго поколения — это деятельностный подход. Для этого подхода главным является вопрос, какие необходимы действия, которыми должен овладеть ученик, чтобы решать любые задачи. Иначе говоря, необходимо выделить универсальные действия, овладение которыми дает возможность решать в неопределенных жизненных ситуациях разные классы задач. Таким образом, на первый план, наряду с общей грамотностью, выступают такие качества выпускника, как, например, разработка и проверка гипотез, умение работать в проектном режиме, инициативность в принятии решений и т.п. Эти способности востребованы в постиндустриальном обществе. Они и становятся одним из значимых ожидаемых результатов образования и предметом стандартизации.
Одним из методических решений, позволяющим более интенсивно осваивать информатику и формировать ключевые компетенции учащихся, является использование конструктора Лего на уроках информатики.
Главная идея состоит в том, чтобы через насыщение школьного пространства новыми технологиями изменить содержание учебно-воспитательного процесса, создать новую внутришкольную коммуникационную среду, попадая в которую учащийся и учитель был бы более успешен, более компетентен, более современен.
Цель внедрения конструктора Лего на уроках информатики: научить учащихся самостоятельно мыслить, находить и решать проблемы, привлекая для этого знания из разных областей, уметь прогнозировать результаты и возможные последствия разных вариантов решения.
Также уроки информатики с применением средств Лего являются «первой ступенькой» для качественной подготовки участников турниров Лего-роботов на районных, областных и российских соревнованиях.
Одной из основных задач является осуществление технологической подготовки учащихся. На уроках информатики с применением Лего в основной и старшей школе учащиеся могут разрабатывать проекты по интересующей их тематике, широко используя в своей работе межпредметные связи.
Ниже представлены некоторые разделы из курса изучения образовательной области «Информатика и ИКТ» с включением в процесс обучения Лего-роботов, их элементов, а также примеры проектов. Рабочая программа по информатике для 5-7 классов составлена на основе Федерального компонента государственного стандарта (Приказ Минобразования России «Об утверждении федерального компонента государственных стандартов начального общего, основного общего и среднего (полного) общего образования» от 05.03.2004г №1089), примерной программы основного общего образования по информатике с учётом авторской программы по информатике \ Л. Босова М.: БИНОМ 2009 г.
Пример встраивания образовательной робототехники в преподавание информатики
5 класс
|
Номер урока
|
Тематика урока
|
Всего
|
Теория
|
Практи-кум
|
Контроль
ЗУН
|
|
Компьютер для начинающих (8 ч).
|
|
2
|
Как устроен компьютер. Объяснение взаимодействия устройств компьютера по прототипу работы ЛЕГО-робота.
|
1
|
0,5
|
0,5
|
|
|
3
|
Ввод информации в память компьютера. Клавиатура. Группы клавиш.
|
1
|
0,5
|
0,5
|
|
|
4
|
Основная позиция пальцев на клавиатуре. Ввод информации в память ЛЕГО-робота.
|
1
|
0,5
|
0,5
|
|
|
5
|
Программы и файлы. Программная среда Lego Mindstorms.
|
1
|
0,5
|
0,5
|
|
|
Информация вокруг нас (14 ч).
|
|
10
|
Действия с информацией. Хранение информации. Хранение информации в микрокомпьютере конструктора ЛЕГО модели NXT (RCX).
|
1
|
0,5
|
0,5
|
|
|
11
|
Носители информации. Способы сохранения и передачи информации в ЛЕГО.
|
1
|
0,5
|
0,5
|
|
|
12
|
Передача информации. Передача информации в микрокомпьютере конструктора ЛЕГО модели NXT (RCX).
|
1
|
0,5
|
0,5
|
|
|
13
|
Кодирование информации. Кодирование информации на примере микрокомпьютера ЛЕГО.
|
1
|
0,5
|
0,5
|
|
|
14
|
Формы представления информации. Демонстрация работы ЛЕГО-робота.
|
1
|
0,5
|
0,5
|
|
6 класс
|
Номер урока
|
Тематика урока
|
Всего
|
Теория
|
Практикум
|
Контроль
ЗУН
|
|
Элементы алгоритмизации (10 ч).
|
|
26
|
Что такое алгоритм. Алгоритм движения ЛЕГО-робота.
|
1
|
0,5
|
0,5
|
|
|
27
|
Исполнители вокруг нас. ЛЕГО-робот, как пример исполнителя. Знакомство со средой программирования Lego Mindstorms.
|
1
|
0,5
|
0,5
|
|
|
28
|
Формы записи алгоритмов. Запись алгоритма движения ЛЕГО-робота.
|
1
|
|
0,5
|
0,5
|
|
29-30
|
Линейные алгоритмы. Написание линейного алгоритма движения ЛЕГО-робота. Демонстрация.
|
2
|
0,5
|
0,5
|
|
|
31-32
|
Алгоритмы с ветвлениями. Написание алгоритма ветвления движения ЛЕГО-робота. Демонстрация.
|
2
|
0,5
|
0,5
|
|
|
33-34
|
Циклические алгоритмы. Написание циклического алгоритма движения ЛЕГО-робота. Демонстрация.
|
2
|
0,5
|
0,5
|
|
|
35
|
Контрольная работа по теме «Алгоритмизация»
|
1
|
|
|
1
|
| |
|
|
|
|
|
|
7 класс
|
Номер
урока
|
Тематика урока
|
Всего
|
Теория
|
Практикум
|
Контроль
ЗУН
|
|
Алгоритмика (7 ч).
|
|
27
|
Алгоритм — модель деятельности исполнителя алгоритмов. Исполнитель Чертежник. Управление Чертежником. Алгоритм действия ЛЕГО-робота.
|
1
|
0,5
|
0,5
|
|
|
28
|
Исполнитель Чертежник. Использование вспомогательных алгоритмов. Создание вспомогательных алгоритмов в среде Lego Mindstorms
|
1
|
0,5
|
0,5
|
|
|
29
|
Исполнитель Чертежник. Цикл «повторить n раз». Создание циклических алгоритмов «повторить n раз» в среде Lego Mindstorms
|
1
|
0,5
|
0,5
|
|
|
30
|
Исполнитель Робот. Управление Роботом. Работа в среде Lego Mindstorms.
|
1
|
0,5
|
0.5
|
|
|
31
|
Исполнитель Робот. Цикл «пока». Создание циклов «пока» в среде Lego Mindstorms
|
1
|
0,5
|
0,5
|
|
|
32
|
Исполнитель Робот. Ветвление. Создание циклов ветвления в среде Lego Mindstorms
|
1
|
0,5
|
0,5
|
|
|
33
|
Контрольная работа по теме «Алгоритмизация
|
1
|
|
|
1
|
|
34-35
|
Итоговый ЛЕГО-проект.
|
2
|
|
1
|
1
|
Рабочая программа по информатике для 8-9 классов составлена на основе Федерального компонента государственного стандарта (Приказ Минобразования России «Об утверждении федерального компонента государственных стандартов начального общего, основного общего и среднего (полного) общего образования» от 05.03.2004г №1089), примерной программы основного общего образования по информатике с учётом авторской программы по информатике Угринович Н.Д.
8 класс
|
Номер
урока
|
Тематика урока
|
Всего
|
Теория
|
Практикум
|
Контроль
ЗУН
|
|
Информация и информационные процессы (9 ч).
|
|
1
|
Информация в природе, обществе и технике.
Примеры систем автоматического управления, неавтоматического управления, автоматизированных систем управления на основе конструктора ЛЕГО.
|
1
|
1
|
|
|
|
Компьютер как универсальное устройство обработки информации (7 ч).
|
|
10
|
Программная обработка данных на компьютере. Обработка данных в микрокомпьютере Lego Mindstorms
|
1
|
0,5
|
0,5
|
|
|
11
|
Устройство компьютера. Объяснение взаимодействия устройств компьютера по прототипу работы ЛЕГО-робота.
|
1
|
0,5
|
0.5
|
|
|
12
|
Процессор и системная плата. Процессор и системная плата в микрокомпьютере ЛЕГО NXT (RCX).
|
1
|
0,5
|
0,5
|
|
|
13
|
Устройства ввода информации. Устройства ввода информации в микрокомпьютер Lego Mindstorms
|
1
|
0,5
|
0,5
|
|
|
14
|
Устройства вывода информации. Устройства вывода информации в микрокомпьютере Lego Mindstorms
|
1
|
0,5
|
0,5
|
|
|
15
|
Оперативная память. Долговременная память. Виды памяти в в микрокомпьютере Lego Mindstorms
|
1
|
0,5
|
0,5
|
|
9 класс
|
Номер
урока
|
Тематика урока
|
Всего
|
Теория
|
Практикум
|
Контроль
ЗУН
|
|
Основы алгоритмизации и объектно-ориентированного программирования (30 ч).
|
|
35
|
Алгоритм и его формальное исполнение. Алгоритм действия ЛЕГО-робота.
|
1
|
1
|
|
|
|
36
|
Свойства алгоритма и его исполнители. Блок-схемы алгоритмов. Выполнение алгоритмов компьютером. Примеры алгоритмов действия ЛЕГО-роботов.
|
1
|
1
|
|
|
|
37
|
Кодирование основных типов алгоритмических структур на объектно-ориентированных языках и алгоритмическом языке. Среда программирования Lego Mindstorms
|
1
|
0,5
|
0,5
|
|
|
38-39
|
Линейный алгоритм. Написание линейного алгоритма движения ЛЕГО-робота. Демонстрация.
|
1
|
0,5
|
0,5
|
|
|
40-41
|
Алгоритмическая структура «ветвление». Написание алгоритма «ветвление» движения ЛЕГО-робота. Демонстрация.
|
1
|
0,5
|
0,5
|
|
|
42-43
|
Алгоритмическая структура «выбор». Написание алгоритма «выбор» движения ЛЕГО-робота. Демонстрация.
|
1
|
0,5
|
0,5
|
|
|
44-45
|
Алгоритмическая структура «цикл». Написание алгоритма «цикл» движения ЛЕГО-робота. Демонстрация.
|
1
|
0,5
|
0,5
|
|
Первоначальное использование конструкторов Лего требует наличия готовых шаблонов: при отсутствии у многих детей практического опыта необходим первый этап обучения, на котором происходит знакомство с различными видами соединения деталей, вырабатывается умение читать чертежи и взаимодействовать в команде.
В дальнейшем, учащиеся отклоняются от инструкции, включая собственную фантазию, которая позволяет создавать совершенно невероятные модели. Недостаток знаний для производства собственной модели компенсируется возрастающей активностью любознательности учащегося, что выводит обучение на новый продуктивный уровень.
Основные этапы разработки Лего-проекта:
1) Обозначение темы проекта.
2) Цель и задачи представляемого проекта.
3) Разработка механизма на основе конструктора Лего модели NXT (RCX).
4) Составление программы для работы механизма в среде Lego Mindstorms (RoboLab).
5) Тестирование модели, устранение дефектов и неисправностей.
При разработке и отладке проектов учащиеся делятся опытом друг с другом, что очень эффективно влияет на развитие познавательных, творческих навыков, а также самостоятельность школьников.
Таким образом, можно убедиться в том, что Лего, являясь дополнительным средством при изучении курса информатики, позволяет учащимся принимать решение самостоятельно, применимо к данной ситуации, учитывая окружающие особенности и наличие вспомогательных материалов. И, что немаловажно, - умение согласовывать свои действия с окружающими, т.е. - работать в команде.
Учебно-методические пособия для учителя
- Автоматизированные устройства. ПервоРобот. Книга для учителя. К книге прилагается компакт-диск с видеофильмами, открывающими занятия по теме. LEGO Group, перевод ИНТ, - 134 с., илл.
- Возобновляемые источники энергии. Книга для учителя. LEGO Group, перевод ИНТ, -122 с., илл.
- Индустрия развлечений. ПервоРобот. Книга для учителя и сборник проектов. LEGO Group, перевод ИНТ, - 87 с., илл.
- Технология и информатика: проекты и задания. ПервоРобот. Книга для учителя. -М.:ИНТ. - 80 с.
- Технология и физика. Книга для учителя. LEGO Educational/ Перевод на русский -
- Энергия, работа, мощность. Книга для учителя. LEGO Group, перевод ИНТ, - 63 с.