Великанова А.Р. Игровые методы обучения на занятиях 3D-моделирования и робототехники

Оригинaл материала размещен в выпуске № 4 (54) https://f.almanah.su/54.pdf

В настоящее время можно наблюдать, как 3D-моделирование захватывает все большие горизонты, расширяя сферу своей применимости далеко за границами науки и техники, внедряясь в бытовые процессы, в образовательные технологии школьников и дошколят. Уроки конструирования, как способа первичного моделирования, прочно укоренились в образовательной программе и находят свои истоки в творческом конструировании из бумаги и картона, затем на уроках технологии. Нельзя переоценить роль дополнительного образования в приобщении детей разного возраста к моделированию. Сюда можно отнести лего, анимацию, визуализацию и другие формы, с которыми имеют возможность заниматься как старшеклассники, так и младшее звено и даже, есть формы доступные дошкольникам.
На ранних этапах обучения робототехнике ребенок придумывает, создает свои конструкции, проявляя любознательность, сообразительность, смекалку и творчество. Конструирование в данном случае выступает в качестве средства развития творческого потенциала. Затем дети учатся некому структурному анализу, приходит понимание функционального назначения между частями объекта. Дети постарше учатся планировать и прогнозировать деятельность по созданию конструкций. По мере усложнения задачи дети постепенно приучаются к самостоятельной поисковой деятельности, в результате которой получается определенный реальный продукт. Итогом обучения курса робототехники должен стать устойчивый навык сборки модели, отвечающей требуемым характеристикам, обладающей заданным функционалом и реализующей заранее сформулированную идею.
Остановимся на лего-конструировании и рассмотрим реализацию игровой формы обучения на примере заданий, представленных ниже, в рамках урока по робототехнике на базе наборов и LEGO Education WeDo 2.0, Lego MINDSTORMS EV3 и SPIKE Prime. При этом достаточны как сами наборы, так и совместно с дополнительными и ресурсными наборами. 

Задание «Фантазийное животное»

Задание строится на базе игры-соревнования и подходят для детей разной возрастной категории. Учащиеся делятся на подгруппы в зависимости от количества имеющихся конструкторских наборов. Задача каждой подгруппы: придумать и собрать из предоставленных деталей фантазийное, несуществующее животное и презентовать его перед другими участниками. Оценивание проходит по степени сложности сборки и качеству презентации своего проекта.
Дети только знакомятся с набором лего и его возможностями, поэтому чрезвычайно полезным будет на начальном этапе самостоятельно рассмотреть и попробовать в работе каждую деталь. Такие игры мотивируют учеников на исследования и эксперименты. Ученики получают определенный опыт, развивая свой творческий потенциал, совершенствуют навык сотрудничества и товарищества, благодаря возможности объединять идеи и выдвигать свои версии.

Задание «Выставка военной техники»

Задание подходит для разного уровня умений и может быть приурочено к памятной дате или празднику 9 мая. Цель задания заключается в проведении выставки прототипов военной техники, собранных на базе учебных наборов лего.
Учащиеся разбиваются на подгруппы, каждая из которых занимается сборкой своей модели военной техники. Это может быть танк, истребитель, военный катер, бронетранспортёр, а также другие варианты, предложенные учащимися. В зависимости от возрастной группы конечная модель может быть стационарной или программируемой, двигаться и обладать какими-либо функциями.
По аналогии можно провести выставку сельскохозяйственной техники или космических аппаратов, дополнить занятие обсуждением каждой из моделей и объединить все экземпляры в один проект
Такого рода занятия находят большой интерес среди учащихся. Когда дети заинтересованы, процесс обучения становится более мотивирующим, осознанным и запоминающимся. ученики чувствуют в себе силы для экспериментов и исследований.

Задание «Сумо»

Данное задание подходит для обучающихся средней и старшей возрастной категории, обладающих навыками программирования движения роботов, дополнительными опциями могут служить оптический и ультразвуковой датчик. Учащиеся разбиваются на подгруппы – команды. Задача каждой из команд подготовить (собрать и запрограммировать) своего робота- сумоиста. Затем на поле, имитирующем ринг, проводится турнир, во время которого роботы должны столкнуть друг друга за границы поля.
Ключевые цели задания «Сумо» - изучение основных механизмов, таких как шестерни, рычаги, шкивы, колёса и оси. Решение задач с помощью разработки собственных моделей. Развитие навыков совместной деятельности. При этом каждое из приведенных заданий предназначено для учеников различного образовательного уровня и разработано для обучения основам технического цикла в интересной для детей разного возраста форме.
Использование игровых форм помогает значительно облегчить усвоение материала детьми. С их помощью педагог имеет возможность реализовывать обучающие сценарии, в рамках которых дети получают базовые знания в конструировании, программировании, алгоритмике, булевой логике. Кроме этого, обучение в процессе игры способно стереть различия в уровне знаний и способностей у детей из разных социальных групп, помогая им развивать важнейшие навыки общения и сотрудничества, которые несомненно пригодятся во время основного обучения. Комплекс коммуникативных навыков и практических, полученных на занятиях 3D-моделирования и робототехники, станут большим подспорьем обучении за рамками школы  и, возможно, профессиональном определении в будущем.

Библиографический список

1.    Овсяницкая Л.Ю. Курс программирования робота EV3LEGO Education. М.: Перо, 2016, 300м.
2.    Каталог Образовательных Решений 2020. [Электронный ресурс]: URL: https://education.lego.com
3.    Самый полный обзор конструктора LEGO WeDo 2. [Электронный ресурс]: URL: https://xn--d1acamalered3bf4b5g.xn--p1ai/