Формування практичних умінь використання сучасних інформаційних технологій на заняттях шкільного гуртка з моделювання й пілотування мультикоптерів

Размещено на http://www.allbest.ru/

Формування практичних умінь використання сучасних інформаційних технологій на заняттях шкільного гуртка з моделювання й пілотування мультикоптерів

Чінчой Олександр Олександрович - кандидат педагогічних наук, доцент, доцент кафедри фізики та методики її викладання Центральноукраїнського державного педагогічного університету імені Володимира Винниченка

Постановка та обґрунтування актуальності проблеми

Інтенсивний розвиток техніки й технологій, що особливо стрімко прогресує останнім часом, відчутно впливає на суспільство. Для цього процесу найбільш властивим є проникнення сучасних інформаційних технологій майже в усі галузі діяльності людини, зокрема й в освіту. З огляду на це сьогодні особливого значення набуває підготовка кваліфікованих фахівців, що не тільки володіють високим рівнем наукових знань, а й здатні грамотно застосовувати у своїй професійній діяльності ІТ-технології. Наразі організовано активну роботу з пошуку ефективних шляхів упровадження ІКТ у навчальний процес середньої загальної й вищої освіти.

Професія оператора безпілотного літального апарата з'явилася нещодавно завдяки новому рівню розвитку мікроелектроніки, мікромеханіки та відеотехнологій. Нині ми спостерігаємо справжній бум у цій галузі. Великі гонорари досвідчених пілотів-операторів показують рівень їхньої майстерності, якого їм довелося самостійно досягати з неминучими помилками і пошкодженнями дорого обладнання. Парадокс полягає в тому, що здобути цю професію просто ніде, оскільки організовані продавцями польотної техніки курси здебільшого вводять в оману уявною легкістю, замість формування реальних навичок операторської роботи.

Квадрокоптери вже використовують у різних галузях науки й промисловості, з часом сфера їх застосування буде тільки розширюватися, тому моделювання й пілотування дронів - це професія майбутнього. Безперечно є сенс створити в загальноосвітній школі гурток, який допоможе майбутнім конструкторам і пілотам зробити перші кроки в цьому цікавому напрямі.

Гуртки технічної спрямованості для багатьох школярів - це цікаве, незвичне заняття, спосіб вироблення корисних навичок, реалізації потенціалу загальної освіти в процесі поглиблення й практичного застосування знань, здобутих на уроках у школі.

Аналіз останніх досліджень і публікацій

Психологічні, педагогічні та методичні аспекти використання ІКТ-технологій у навчальному процесі широко викладено у дослідженнях Л.І. Анциферова, В. Ю. Бикова, Б. С. Гершунського, Ю. І. Діка, М. І. Жалдака, В.А. Кайміна, П.І. Самойленка та інших. Специфіку застосування інформаційних технологій у навчанні фізики представлено у працях С. П. Величка, В.Ф. Заболотного, Ю.О. Жука, О.С. Мартинюка, В.В. Мендерецького, І. В. Сальник та ін. Ці дослідники запропонували різноманітні методики застосування мікропроцесорної техніки на уроках фізики для низки цілей, з поміж яких організація самостійної роботи, комп'ютеризація фізичного експерименту, здійснення індивідуального підходу до учнів.

Передовий досвід і спеціальні дослідження О. І. Бугайова, С. У. Гончаренка, Є. В. Коршака та ін. засвідчують, що позаурочну роботу можна успішно використати для професійного самовизначення випускників школи.

Мета статті полягає в представленні гурткової роботи як засобу формування ключових та предметних компетентностей в освітньому процесі з фізики та професійної орієнтації учнів.

Для реалізації окреслених завдань ми використовували такі методи дослідження: аналіз філософської, психолого-педагогічної, методичної, соціологічної літератури з проблеми дослідження, педагогічні спостереження, вивчення досвіду роботи провідних учителів. Методологічною основою дослідження стали Концепція нової української школи, основні положення психології, дидактики та теорії виховання.

Виклад основного матеріалу дослідження

Проблеми формування практичних навиків використання ІКТ у навчальному процесі з фізики й усебічного розвитку особистості учнів, що охоплює навчання фізики, розвиток творчих здібностей, виховання, підготовку до трудової діяльності, можна частково розв'язувати в позаурочній роботі школярів з фізики, під час якої вони активно використовують мікропроцесорну техніку.

Інтерес до професії оператора безпілотних літальних апаратів (БПЛА) високий, а попит на фахівців, здатних керувати такими пристроями, тільки зростає. Досить складно уявити сучасну армію без дронів. Багато моделей схожі часом на справжні літаки. Безпілотники є в поліції, у рятувальників. З їхньою допомогою відстежують порушників швидкісного режиму на дорогах, розшукують зниклих людей. Завдяки аерофотозйомці простіше відстежувати законність використання земельних угідь. Також зростає попит на побутові дрони, тому компаніям потрібно все більше кваліфікованих інженерів та операторів.

У програмі гуртка передбачено вироблення навиків конструювання й модифікації дронів; вивчення елементів радіотехніки; елементів програмування дронів; здобуття досвіду пілотування; навиків аеро- та відеозйомки. На заняттях гуртка квадрокоптер перетворюється з іграшки на корисну річ, яка дозволяє дітям, у процесі гри вивчати фізичні явища. Учні дізнаються, чому один квадрокоптер полетів, а інший - ні; навчаються розрізняти матеріали: чому з одного матеріалу можна зробити літальний об'єкт, а з іншого - не можна, чим відрізняються матеріали один від одного.

Така діяльність зацікавлює учнів, а в подальшому вони занурюються в цю тему й самі з'ясовують закономірності використання таких апаратів, тому програмування роботів і складання комплектувальних деталей для прототипів, які функціонують, - це те, що користується величезним попитом у молоді.

Метою занять гуртка є виховання творчої особистості учнів у процесі ознайомлення з основами авіаційних наук і технологій, освоєння технологічних прийомів, умінь і навичок у проєктуванні, виготовленні та запуску моделей.

Основними завданнями гуртка є такі:

- розвиток конструкторських здібностей;

- проектування моделей і конструкцій різного функціонального призначення;

- практичне засвоєння й поглиблення шкільних знань з фізики, інформатики та технології;

- формування в учнів стійкого інтересу до технічної творчості;

- вироблення вмінь і навичок роботи з різними інструментами;

- створення умов для обґрунтованого вибору професії з огляду на власні інтереси та здібності.

Програму гуртка спрямовано на розвиток просторової уяви, поглиблення шкільних знань у галузі практичного конструювання різних літальних апаратів. В основі програми - особистісно орієнтоване навчання, що враховує потреби кожного учасника гуртка, його здібності, уміння й навики та допомагає повною мірою виявляти і розвивати творчий потенціал учнів.

Гурток з конструювання дронів дає змогу впровадити новий підхід до навчання підлітків й ознайомлює їх з новітніми технологіями: конструкцією БПЛА, елементами складання, налаштування й керування. Водночас члени гуртка здобувають знання з математики, фізики, інформатики, креслення, природничих наук, розвивають логіку, технічне мислення й творчий потенціал. Під час занять школярі вивчають основи електроніки й електротехніки, програмування, розв'язують нестандартні завдання, а після того, як засвоять специфіку пілотування дронів на маніпуляторах, зможуть також «навчити літати» свої квадрокоптери. Така робота сприяє профорієнтації учнів, виробляє інтерес до науково-технічної галузі, формує аналітичне мислення, розвиває творчу ініціативу й самостійність.

У процесі занять в учнів потрібно сформувати такі практичні уміння:

- створювати автономні мультикоптери;

- користуватися різними датчиками й компонентами;

- програмувати й запускати програми;

- працювати з додатковою літературою, журналами, каталогами, мережею інтернет (вивчати й опрацьовувати інформацію);

- самостійно розв'язувати технічні завдання в процесі роботи;

- пілотувати коптери;

- розуміти фізичні основи роботи своєї моделі;

- оформляти наукові проєкти [2].

Розроблена програма гуртка дозволяє дітям засвоїти першооснови професії, яку нещодавно було офіційно зареєстровано.

заняття шкільний гурток моделювання