Педагогический образовательный проект. Формирование информационно –познавательной активности при изучении программирования посредством конструктора «Arduino»
проект по информатике и икт (10, 11 класс)
В проекте описаны возможности решения проблемы мотивации к изучению темы алгоритмизации и программирования в старших классах в курсе информатики. Благодаря данному проекту ,мы узнаем, с чего начинается электроника и как она работает. Проект направлен на развитие навыков детей по работе с настоящей электроникой и изучение основ программирования. Мы научимся читать электронные схемы и самостоятельно собирать на макетной плате. Этот увлекательный проект поможет сформировать у школьников мотивацию к изучению программирования.
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
 obrazovatelnyy_proekt.docx | 62.18 КБ |
Предварительный просмотр:
Муниципальное общеобразовательное учреждение
«Первомайская средняя общеобразовательная школа »
Лямбирского муниципального района
Республики Мордовия
Педагогический образовательный проект
Формирование информационно –познавательной активности при изучении программирования посредством конструктора «Arduino»
Автор проекта: Кочеткова М.А.,
учитель информатики МОУ «Первомайская СОШ »
2021г.
Содержание
1. | Паспорт проекта | 4-10 | ||
1.1.Общая информация | 4 | |||
1.1.1. Наименование проекта | 4 | |||
1.1.2. Период выполнения проекта | 4 | |||
1. 1.3. Участники проекта | 4 | |||
1.2. Описание проекта(аннотация) | 5 | |||
1.2.1. Проблема проекта | 5 | |||
1.2.2. Актуальность проекта | 5 | |||
1.2.3.Цель проекта | 5 | |||
1.2.4. Задачи проекта | 6 | |||
1.2.5.Ожидаемые конечные результаты реализации проекта | 6 | |||
1.2.6.Новизна проекта (научная, технологическая и пр.) | 6 | |||
1.2.7.Предполагаемая практическая значимость результатов проекта | 7 | |||
1.2.8.Оригинальность и качество результатов (решений) проекта | 7 | |||
1.2.9.Научное обоснование проекта | 7 | |||
1.2.10.Финансово-экономическое обоснование проекта | 7 | |||
1.2.11.Экология проекта | 7 | |||
1.3. Реализация проекта | 8 | |||
1.3.1. Границы проекта | 8 | |||
1.3.2. Методы исследования / реализации проекта | 8 | |||
1.3.3. Ресурсное обеспечение проекта | 8 | |||
1.3.4.Финансовое обеспечение | 8 | |||
1.3.5.Использование языка программирования | 9 | |||
1.3.6.Сроки и этапы реализации проекта | 9 | |||
1.3.7.Коммуникации проекта | 9 | |||
1.3.8.Проблемы проекта | 10 | |||
1.3.9.Состав проектной и сопроводительной документации | 10 | |||
1.4. Выводы / рекомендации | 10 | |||
1.5. Планируемое дальнейшее развитие / внедрение результатов проекта | 10 | |||
2. | Содержание педагогического проекта | 11 | ||
3. | Результаты реализации проекта | 14 | ||
4. | Использованные литература и источники информации | 16 | ||
5. | Глоссарий | 17 | ||
Приложение-презентация | ||||
ПАСПОРТ ПРОЕКТА
1.1.Общая информация.
1.1.1
Наименование проекта | Формирование информационно –познавательной активности при изучении программирования посредством конструктора «Arduino» |
Период выполнения проекта | 2 месяца ( декабрь-январь 2021 г.) |
1.1.2
Фамилия Имя Отчество | Место учебы, класс Место работы, должность | Контактный телефон Электронная почта | |
Руководитель проекта | Кочеткова Марина Анатольевна | МОУ « Первомайская СОШ» ,учитель | 89510510224 mak291277@yandex.ru |
Научный руководитель | Кочеткова Марина Анатольевна | МОУ « Первомайская СОШ» ,учитель | 89510510224 mak291277@yandex.ru |
Консультант | Шамаев Денис Анатольевич | МОУ « Первомайская СОШ» , заместитель директора по ВР | 8(883441)2-76-55 pervomschule@yandex.ru 8(83441)27655 |
Куратор | Шамаев Денис Анатольевич | МОУ « Первомайская СОШ» заместитель директора по ВР | 8(83441)27655 |
1.1.3.
Участники проекта | |||
Фамилия Имя Отчество | Место учебы, класс Место работы, должность | Контактный телефон, электронная почта | Роль в проекте |
Кочеткова Марина Анатольевна | МОУ « Первомайская СОШ» , учитель | 89510510224 mak291277@yandex.ru | Руководитель проекта. исполнитель |
Агафонов Вячеслав Сергеевич | МОУ «Первомайская СОШ», 10 класс | 8(83441)27655 | Участник, исполнитель |
Описание проекта.
Краткое описание проекта (аннотация) |
В проекте описаны возможности решения проблемы мотивации к изучению темы алгоритмизации и программирования в старших классах в курсе информатики. Благодаря данному проекту ,мы узнаем, с чего начинается электроника и как она работает. Проект направлен на развитие навыков детей по работе с настоящей электроникой и изучение основ программирования. Мы научимся читать электронные схемы и самостоятельно собирать на макетной плате. Этот увлекательный проект поможет сформировать у школьников мотивацию к изучению программирования. |
1.2.1
Анализ проблемной ситуации (решаемая проблема) |
Изучение программирования достаточно сложная задача для большинства детей. Наиболее полезный способ учиться и при этом не терять интерес к предмету – начать с малого. Заинтересовать детей! Как заинтересовать учеников программированием, как научить понимать и решать задачи? |
1.2.2
Актуальность проекта |
Arduino — это всемирно известная платформа, на которой удобно осваивать программирование, микроэлектронику и робототехнику. Актуальностью проекта является то, что Arduino создает программы следующего поколения, которые расширяют возможности учащихся в процессе обучения в средней школе, старшей школе и университете и помогают им развиваться. |
1.2.3
Цель проекта |
|
1.2.4
Задачи проекта |
|
|
|
|
|
1.2.5
Ожидаемые конечные результаты реализации проекта |
|
1.2.6
Новизна проекта (научная, технологическая и пр.) |
Новизной данного проекта является то, что Arduino — это удобный способ изучения языка программирования в старшей школе по информатике . Программируются микроконтроллеры на упрощенной версии языка C++ . |
1.2.7
Предполагаемая практическая значимость результатов проекта |
Практическая значимость очевидна:
|
1.2.8
Оригинальность и качество результатов (решений) проекта |
Отсутствие аналогов. Каждая модель индивидуальна. Ардуино имеет полностью открытую архитектуру. Открытый исходный код. Это позволяет людям создавать свои собственные функции и библиотеки. |
1.2.9
Научное обоснование проекта |
Есть возможность реализации проекта в будущем. Arduino - одна из самых распространенных платформ для обучения программированию. Вышла новая линейка Arduino . |
1.2.1
Финансово-экономическое обоснование проекта |
Для того что бы начать создавать разнообразные электро-механические устройства нужен только сам микроконтроллер и компьютер с USB портом. Компьютер есть практически у всех, а микроконтроллер можно купить по цене от 100 рублей. В состав электронного конструктора на основе Ардуино уже входит необходимый базовый комплект для конструирования и программирования. |
1.2.11
Экология проекта |
Исполнение проекта не оказывает отрицательного влияния на экологическую ситуацию. |
Реализация проекта.
1.3.1.
Границы проекта | ||
Сделать обязательно | Мы можем сделать | Не должны делать |
|
| Ошибок в синтаксисе скетча |
1.3.2.
Методы исследования / реализации проекта |
Использованные методы исследования (реализации) проекта |
|
1.3.3.
Ресурсное обеспечение проекта | |
Использованные ресурсы / инструменты / оборудование / программное обеспечение | |
ПК; Электронный конструктор на основе Ардуино. |
|
1.3.4.
Финансовое обеспечение | |||
Статьи расходов | Объем затрат | Источники финансирования | |
Не предусматривается | Не предусматривается | Материальное обеспечение школы | |
1.3.5.
Использование языка программирования | |
Язык программирования | Как использовался |
Си++ | Написание скетч |
1.3.6.
Сроки и этапы реализации проекта | ||
Ключевое событие | Дата | Задача |
1 этап – подготовительный | 23.11-28.11 | Разработать содержание, формы и методы |
2 этап – практический | 01.12-15.01 | Апробировать механизм реализации проекта |
Модуль 1 | 01.12.2020 | Овладение умениями управлять светодиодом |
Модуль 2 | 08.12.2020 | Овладение умениями управлять серводвигателем (тремя светодиодами) |
Модуль 3 | 15.12.2020 | Овладение умениями управлять RGB светодиодом |
Модуль 4 | 22.12.2020 | Овладение умениями собирать схему, в которой светодиод загорается при нажатии кнопки |
Модуль 5 | 12.01.2021 | Овладение умениями собирать схему светофора и запрограммировать алгоритм его работы. |
Модуль 6 | 13.01.2021 | Освоить работу с датчиками: термодатчиками. |
Модуль 7 | 15.01.2021 | Овладение умениями по сборке робототехнического колесного шасси ( ШРЭК) |
3 этап – заключительный | 15.01-22.01 | Систематизировать и обобщить полученные материалы работы по проекту. |
1.3.7.
Коммуникации проекта | ||
Вид коммуникации | Инструменты | Периодичность |
Беседы с консультантами, с руководителями, совещание участников проекта | Карандаш, ручка, бумага. | По мере необходимости. |
1.3.8.
Проблемы проекта | ||
Наименование проблемы | Причина | Меры реагирования |
Отсутствие опыта у детей в программировании и конструировании. | Недостаточный уровень сформированности информационной компетентности и мотивации у обучающихся в процессе изучения программирования. | Приобретение опыта. |
Состав проектной и сопроводительной документации | |
Название документа | Объем (листов А4) |
Паспорт проекта. | 10 страниц |
Презентация |
|
1.4 Выводы / рекомендации
Сегодня путем проведения занимательных экспериментов дети собрали свою работоспособную электронную схему и написали управляющую программу . При создании Arduino- робота дети изучали основы автоматики и робототехники путем проведения занимательных экспериментов . Принцип «от простого к сложному» обеспечил последовательное и эффективное освоение основ программирования и робототехники. |
1.5.Планируемое дальнейшее развитие / внедрение результатов проекта.
В дальнейшем мы планируем познакомить со своим проектом всех детей нашей школы. Возможно, они тоже заинтересуются программированием и робототехникой. |
В 2021-2022 году МОУ «Первомайская средняя общеобразовательная школа» будет участвовать в реализации федерального проекта «Образование». Точка Роста позволит поднять наше образование на новый уровень. На компьютерах будет установлено специализированное программное обеспечение, которое позволит нам продолжить работу по программированию и робототехнике. |
2. Содержание педагогического проекта.
Вопросы качества подготовки и формирования устойчивого интереса к предмету у обучающихся занимают важное место в учебно-методической работе каждого педагога. Уровень развития логических и информационных компетентностей обучающихся определяет их готовность продолжать изучение информатики на следующем этапе обучения и использовать полученные знания в других предметных областях и практической деятельности. Для этого необходимо создать условия эффективного формирования информационной компетентности у обучающихся. Тогда встаёт вопрос: что должен делать учитель для создания эффективных условий развития этих компетентностей обучающихся в процессе обучения? Как заинтересовать ребенка? Какой метод применить, чтобы он захотел заниматься программированием?
Результаты работы над проблемой позволяют утверждать, что к таким условиям можно отнести внедрение в практику обучения информатике изучение программируемых контроллеров на основе Ардуино . Такие занятия в сфере реализации программ дополнительного образования должны проводиться с опорой на УМК под редакцией Семакина И.Г. и учебных пособий по изучению программируемых контроллеров на основе Ардуино. В результате обучающиеся самостоятельно добывают знания и развивают специальные качества и умения: интуицию при работе со схемами, методологическими подходами к познавательной и практической деятельности, овладение техникой исследования.
Содержание образовательной составляющей проекта находится в рамках Обязательного минимума содержания образования по информатике в средней школе, подбор заданий осуществляется с учётом требований к уровню подготовки обучающихся, предъявляемых новыми образовательными стандартами. Значительное место уделяется практической направленности материала, его приложений, мотивации процесса познания.
Для воплощения целей и задач проекта целесообразно применять технологии, включающие школьников в активную учебно-познавательную деятельность, обеспечивающие личностное развитие каждого обучающегося в процессе самостоятельного построения ими новых знаний.
Используемые технологии:
- Технология деятельного метода, помогающая выявить познавательные интересы школьников.
- Использование исследовательского метода в обучении, направленного на развитие мыслительных способностей.
- Проблемное обучение, предусматривающее мотивацию к исследованию путем постановки проблемы, обсуждение различных вариантов решения проблемы.
- Дифференцированное обучение.
- Информационно-коммуникационные технологии.
Этапы реализации проекта:
Сроки и этапы реализации проекта | |||
Ключевое событие | Дата | Задача | Методы исследования |
1 этап – подготовительный | 23.11-28.11 | Разработать содержание, формы и методы | Диагностика, тестирование обучающихся. |
2 этап – практический | 01.12-15.01 | Апробировать механизм реализации проекта | |
Модуль 1 | 01.12.2020 | Овладение умениями управлять светодиодом | Работа с интернет – источниками. Опыт. Эксперимент. Анализ. |
Модуль 2 | 08.12.2020 | Овладение умениями управлять серводвигателем (тремя светодиодами) | Опыт. Эксперимент. Анализ. |
Модуль 3 | 15.12.2020 | Овладение умениями управлять RGB светодиодом | Опыт. Эксперимент. Анализ. |
Модуль 4 | 22.12.2020 | Овладение умениями собирать схему, в которой светодиод загорается при нажатии кнопки | Опыт. Эксперимент. Анализ. |
Модуль 5 | 12.01.2021 | Овладение умениями собирать схему светофора и запрограммировать алгоритм его работы. | Опыт. Эксперимент. Анализ. |
Модуль 6 | 13.01.2021 | Освоить работу с датчиками: термодатчиками. | Опыт. Эксперимент. Анализ. |
Модуль 7 | 15.01.2021 | Овладение умениями по сборке робототехнического колесного шасси (ШРЭК) | Опыт. Эксперимент. Анализ. |
3 этап – заключительный | 15.01-22.01 | Сравнительный анализ итогов диагностики на всех этапах проекта. 2. Выявление противоречий и пробелов, определение путей их устранения. 3. Внесение необходимых уточнений и дополнений в программу обучения. 4. Разработка методических рекомендаций по определению условий эффективного формирования логической и информационной компетентности у обучающихся. 5. Обобщение результатов работы. 6. Представление опыта, полученного в ходе реализации | Документирование. Встреча со специалистами. Анализ. Сравнение. Систематизация. |
3. Результаты реализации проекта.
Позади 7 модулей, в каждом из которых присутствовал интересный эксперимент, направленный на повышение мотивации детей к изучению программирования. Все эти модули направлены еще и на получение практических навыков подключения к контроллеру различных электронных устройств и компонентов.
По итогам реализации проекта уровень развития познавательной активности, интеллектуальных и творческих способностей обучающихся повышался, что подтверждают итоги модулей.
Этапы реализации проекта | Сроки реализации | Результат |
Модуль 1 | 01.12.2020 | Дети умеют управлять светодиодом. Мигание светодиода на борту контроллера помогло понять детям принципы составления программного кода. |
Модуль 2 | 08.12.2020 | Дети собирают схему уже с использованием внешнего более крупного светодиода. Который будет использоваться в дальнейшем для световой сигнализации в различных электронных схемах. |
Модуль 3 | 15.12.2020 | Дети овладели умениями управлять RGB светодиодом (три светодиода). Скетч, который дети загрузили, демонстрирует красивые световые эффекты. Дети экспериментируют и дополняют скетч для получения различных оттенков RGB светодиод. |
Модуль 4 | 22.12.2020 | На этом этапе отрабатывается умение собирать схему, в которой светодиод загорается при нажатии кнопки. Все модули, рассмотренные ранее, управлялись исключительно по заранее заданной программе, и повлиять на этот процесс не было никакой возможности. Однако возникла необходимость управления процессом в реальном времени. Этого дети достигли при помощи датчика-кнопки. |
Модуль 5 | 12.01.2021 | Дети овладели умениями собирать схему светофора и запрограммировать алгоритм его работы. Собран собственный светофор. Дети заставили его работать. |
Модуль 6 | 13.01.2021 | Дети умеют собирать схему с термодатчиками. При достижении температуры больше 29 градусов загорался светодиод, а при опускании ниже 29 градусов снова погасал. |
Модуль 7 | 15.01.2021 | Сборка робототехнического колесного шасси ( ШРЭК). Дети собрали трехколесное шасси, которое двигается не по прямой линии. Созданный детьми, робот Ардуино танцует. |
На этих занятиях мы рассмотрели основные и самые распространенные задачи, которые приходилось решать при воплощении в жизнь всевозможных электронных и робототехнических проектов из категории «сделай сам». Однако в этом проекте ,конечно же, мы использовали не все возможности удивительной платформы Ардуино.
Мы будем продолжать освоение работы платформы Ардуино в части ее применения для решения более продвинутых задач.
Мотивированные дети смогут достичь значительных высот в освоении программирования, электроники и робототехники.
4.Глоссарий
Arduino — торговая марка аппаратно-программных средств для построения и прототипирования простых систем, моделей и экспериментов в области электроники, автоматики, автоматизации процессов и робототехники.
Плата - это платформа, которая состоит из двух основных частей: самой платы (часто называемой микроконтроллер) и программного обеспечения (специальной оболочки для программирования платы).
Скетч - это программа, написанная для платформы Arduino и имеющая определенную структуру.
Светодиод — это устройство, которое представляет собой полупроводниковый прибор, способный излучать свет при пропускании через него электрического тока в прямом направлении (от анода к катоду)
Сервопривод Ардуино (англ. - arduino servo) - устройство с электрическим мотором, которое можно повернуть на определенный угол и оставить в этом положении на определенное время.
RGB светодиод (R – red, G – green, B — blue) – это многоцветный (или полноцветный) светодиод, который может светиться различными цветами благодаря смешиваю 3х цветов (красный, зеленый, синий) различной интенсивности.
ШРЭК - шасси робототехническое « Эвольвектор» колесное
. Использованные литература и источники информации
Автор | Название | Выходные данные /ссылка | Год издания |
Савинский И.Н. | Учебное пособие по изучению программируемых | 2020 | |
Джереми Блум | Изучаем Arduino | 2019 | |
Интернет-источники; | Что такое Arduino? | https://doc.arduino.ua/ | |
Интернет-источники; | Ардуино- это очень просто! | https://arduino-kit.ru/ | |
Интернет-источники; | Официальный сайт Ардуино | https://all-arduino.ru/ |
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Интеграция как инновационное средство формирования информационно-познавательной и мотивационной компетенции на уроках географии в современном образовательном пространстве лицея
При организации современного учебного процесса, важным становится вопрос о создании педагогических условий в современной системе обучения, таких, чтобы выпускник лицея, безусловно, обладающий хо...
ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ОПЫТ ПО ТЕМЕ «РАЗВИТИЕ ПОЗНАВАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ УЧАЩИХСЯ НА УРОКАХ ГЕОГРАФИИ ЧЕРЕЗ ПРИМЕНЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ»
Актуальность моего опыта мне видится в том, что одним из важнейших средств повышения эффективности обучения является развитие познавательной активности к предмету. Систематически укрепляя и развивая п...
Инновационный образовательный проект "Формирование единого информационно-правового пространства управляющей системы МАОУ Добрыниховской СОШ в новых финансово-экономических условиях"
В этом году наша школа снова участвует в конкурсе на лучший нацпроект...
образовательный проект «Формирование универсальных учебных действий в процессе обучения физике через активные педагогические технологии"
Свою педагогическую деятельность строю в соответствии с концепцией развития школы. Она ориентирует на создание условий, способствующих формированию «человека культуры».«Человек культуры» –...
Педагогический проект : Формирование учебно -познавательных потребностей учащихся в процессе организации интегрированного обучения на уроках географии
laquo;Развивающемуся обществу, — подчеркивается в «Концепции модернизации Российского образования», — нужны современно образованные, нравственные, предприимчивые люди, которые...
Образовательный проект "Использование информационно – коммуникационных технологий для активизации познавательного интереса и творческой деятельности учащихся".
Одна из важнейших целей, стоящей перед школой, - не только дать знания, а научить учиться, вооружать учащихся умениями и навыками работать с различными источниками информации, работать самостоят...
Образовательный проект «Формирование познавательных универсальных учебных действий на уроках русского языка»
Цель данной работы: теоретически обосновать и показать процесс формирования познавательных универсальных учебных действий, активизирующих самообразование школьников на уроках русского языка. В э...