Темирбеков Н.М., Кадырова А.С., Нуролдаулы К., Кумашев Р.

Восточно-Казахстанский государственный университет имени С. Аманжолова, Казахстан

Возможности параллельного изучения

программирования и робототехники

Одной из главных задач обучения в высшее школе является формирование компетентного специалиста, способного на исследовательский поиск, умеющего оценить, обладающего творческим потенциалом. Система профессиональной подготовки должна моделировать содержание и структуру будущей деятельности. В основе этой деятельности – разные виды профессионально значимых умений: проектировочные (умения спланировать различные виды работы); коммуникативные; умения контроля и самоконтроля; познавательные (умения вести исследовательскую деятельность). Процесс обучения представляет собой моделирование с целью развития указанных умений.

Для формирования профессиональных умений будущих специалистов в области информатики необходимо обеспечить условия: поэтапное формирование комплекса профессиональных умений, разработка авторских курсов, направленных на формирование профессиональных умений.

Рассмотрим формирование профессионально значимых умений студентов при обучении программированию. Образовательный потенциал изучения основ алгоритмизации и программирования в формировании интеллектуальных способностей студентов, способов учебной и исследовательской деятельности при отсутствии межпредметных связей снижается. К метапредметным результатам освоения программирования относят: формирование алгоритмического стиля мышления; умение применять методы программирования к решению задач из других областей знания.

Дидактические особенности изучения робототехники заключается в следующих формах:

- среды управления роботами (Microsoft Robotics Studio, среды предоставляемые с конкретными роботами, например Parallax Boe-Bot, Lego Mind Strorm) поддерживают языки программирования (например, С#, Visual Basic), которые имеют практическую значимость для будущей профессиональной деятельности;

- роботехнические конструкторы дают возможность манипулировать с реальными объектами. Обработка информации с помощью датчиков дают представление студентам о различных вариантах понимания и восприятия мира живыми системами;

- виртуальные среды (например, Visual Simulation Environment) позволяют не только управлять запрограммированными роботами, но и непосредственно создавать окружающие предметы. Объединение студентов в группы с разделенными задачами – кто-то программирует робота, кто-то создает окружающую среду позволяет им получать навыки сотрудничества при разработке проекта.

В методике преподавания программирования преобладают вычислительные задачи над другими типами задач. На сегодняшний день одним из динамично развивающихся направлений программирования является программное управление робототехническими системами, поэтому актуальной задачей является ознакомление студентов и учащихся с данными инновационными технологиями. Образовательная робототехника – сравнительно новая технология обучения, позволяющая вовлечь в процесс инженерного творчества. По мнению многих ученых образовательная робототехника позволяет развивать навыки обучаемых в направлениях: мехатроника, искусственный интеллект, программирование и других.

Рассмотрим возможности параллельного изучения программирования и робототехники. На основе анализа разделов программирования и целесообразности использования элементов робототехники мы определили возможности программной среды управления роботами Microsoft Robotics Development Studio, свободно загружаемой с сайта компании Microsoft (www.microsoft.com/robotics/) (таблица 1).

Таблица 1 - Возможности параллельного изучения программирования и робототехники

Раздел программирования	Цель использования MRDS
Базовые понятия (алгоритм, алгоритмический язык, программа)	Знакомство с роботами-симуляторами и программным обеспечением MRDS.
Утверждения. Логические значения.	Переключатели в конструкции роботов. Анализ готовых программ управления роботами.
Основные конструкции алгоритмических языков.	Линейный алгоритм. Циклический алгоритм. Разветвляющийся алгоритм. Реализация видов алгоритмов при помощи робота-симулятора. Составление программы со сложными условиями для управления роботом.
Решение задач на составление алгоритмов и программ.	Составление программ с помощью изучаемого языка программирования и реализация их для роботов-симуляторов. (например, LegoNXT, iRoomboCreate, Boe-Bot).

Как показали результаты обучения, использование элементов робототехники при обучении программированию способствует повышению уровня мотивации студентов к предмету, более легкому пониманию принципов действия алгоритмических конструкций, содействует развитию умений самостоятельно и творчески думать.

Планомерное овладение студентами методами робототехники позволяет формировать основы научного мышления и методологического подхода к профессиональной деятельности в целом. Студенту в данной деятельности открывается возможность активно осваивать имеющиеся научные знания и на их основе создавать новые образовательные продукты – алгоритмы управления роботами.

Литература:

1. Игнатьев, П.А. Программа курса «Первые шаги в робототехнику» [Электронный ресурс]: – www.ignatiev.hdd1.ru/informatika/lego.htm – Загл. с экрана

2. Копосов, Д.Г. Уроки робототехники в школе [Электронный ресурс]: // ИТО Архангельск 2010: всерос. Научн.-практ. Конф, Архангельск 7-10 декабря, 2010, статья ito.edu.ru/2010/Arkhangelsk/II/II-0-1.html

3. Планы уроков по робототехнике [Электронный ресурс]: www.nasa.gov/audience/foreducators/robotics/lessonplans/ index.htm l – Загл. с экрана

4. Халамов, В.Н. Информационно-методическое письмо о встраивании робототехники в образовательный процесс [Электронный ресурс]: сайт отдела информационно-методического объединения Златоустовского городского округа – oimozlat.edusite.ru/ p38aa1.html – Загл. с экрана.

5. Гребнева Д.М. Изучение элементов робототехники в базовом курсе информатики [Электронный ресурс]: http://festival.1september.ru/articles/623491/