XXI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Модель интерактивной игры «Люмус» на базе конструктора Mindstorms EV3

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Зырянов С.Е. 1Нестеренко Д.С. 1Тулятова Э.Р. 1

---

1Школа интеллектуального развития "Мистер Брейни"

Будрёнкина А.В. 1

---

1Школа интеллектуального развития "Мистер Брейни"

Работа в формате PDF

1 MB

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Система образования постоянно совершенствуется. Появляются новые предметы, способы донесения информации ученикам для облегчения учебного процесса. Учащимся стараются создать благоприятные условия для получения знаний, стараются сделать сам процесс обучения более интересным, ярким и захватывающим, однако не всегда эти способы оправданы, для мотивации детей. Сегодня существует множество технологий, таких как планшеты, смартфоны, которые занимают детей гораздо больше, чем образовательный процесс.

Мы увидели проблему в том, что несмотря на разнообразие форм и методов преподавания, у детей отсутствует мотивация учиться.

Мы решили, что данную проблему можно решить, применив на занятиях современные и безопасные гаджеты, которые замотивируют учащихся получать новые знания.

Мы поставили перед собой цель-создание гаджета, позволяющего в игровой форме мотивировать учеников, одновременно проверяя их знания.

Для достижения цели, мы поставили перед собой следующие задачи:

- рассмотреть существующие гаджеты для обучения;

-рассмотреть способы мотивации детей к учебе;

-создать модель интерактивной игры «Люмус» на базе конструктора Mindstorms EV3;

-продемонстрировать возможности интерактивной игры «Люмус» на базе конструктора Mindstorms EV3 на примере одного урока;

-проанализировать эффективность использования интерактивной игры «Люмус» на базе конструктора Mindstorms EV3.

При подготовке данного проекта мы пользовались следующими источниками:

- Йошохито Йocoгава, Книга идей LEGO MINDSTORMS EV3;

-LEGO Гаджеты. Полный гид по строительству необычных механизмов;

-Курс «Машины и механизмы», ШИР«Мистер Брейни»;

-интернет-журнал ЯRobot;

-он-лайн «Энциклопедии детской мотивации» Н. Ягодкин;

- он-лайн научная работа «Мотивация 3.0».

Глава 1.Теоретическое обоснование создания модели интерактивной игры «Люмус» на базе конструктора MindstormsEV3

1.1 Существующие гаджеты для обучения

Интерактивна доска-один из наиболее часто встречающихся современных гаджетов, позволяющих упрощать работу учителя в классе. (Приложение. Рисунок 1.1.1)

С помощью доски преподаватель может:

-Рисовать и писать задания;

-Демонстрировать графики и презентации;

-Проводить опросы, голосования, сохранять и экспортировать материалы урока для дальнейшего использования и редактирования в электронном и бумажном видах.

Данный гаджет имеет ряд преимуществ. Большой экран виден всему классу, он многофункционален и вызывает неподдельный интерес у детей в начальной школе. [4]

Однако, не все школы материально обеспечены, чтобы предоставить для всех кабинетов подобное оборудование.

Электронная книга- специальное устройство, предназначенное для сохранения и демонстрации текстов. (Приложение. Рисунок 1.1.2)

Ее преимуществами является то, что на одном устройстве может храниться множество произведений или учебников, она достаточно материально доступна, так как имеет сравнительно невысокую стоимость. В большинстве электронных книг можно регулировать яркость экрана и размер шрифта. [4]

Однако, многие школьники младших классов встретятся с затруднениями в ее использовании, так как она подразумевает что ее пользователь уже умеет читать, и использовать электронную книгу в школе, для того что бы не носить учебники не выйдет. Так же нет четких данных о воздействии экрана электронных книг на нервную систему детей и здоровье глаз.

Планшет-это современный, компактный персональный компьютер, который напоминает своими возможностями смартфон. (Приложение, Рисунок 1.1.3)

Планшет имеет множество возможностей, например, с его помощью можно сохранять и читать учебники, работать с преподавателем удаленно при помощи социальных сетей, рисовать графики, смотреть видео-уроки и лекции. [4]

Однако, данные гаджеты достаточно дорогие, их использование предполагает большое количество экранного времени, что негативно влияет на нервную систему детей и зрение. Так же при помощи планшетов дети могут скачивать не только необходимые для занятий приложения, но и развлекательные, которые не всегда отвечают их возрасту и негативно влияют на успеваемость.

Ни один из вышеперечисленных гаджетов не мотивирует детей к учебе и самообразованию, хоть и может облегчить учебный процесс.

1.2 Способы мотивации детей к учебе

В рамках изучения выбранной нами темы, мы обратились к работам детских психологов, чтобы определить эффективные способы, позволяющие мотивировать детей к учебе.

Одним из самых действенных способов мотивировать школьника учиться-играя. [5]

При возникновении трудностей у ребенка с выполнением заданий, можно придумать игру, например, соревнование, викторину, игру-упражнение в ходе которых ученик будет учиться справляться с поставленной задачей.

Подобные игры показывают уровень подготовленности и тренированности школьников путём сравнения с противоположной командой ученики сами видят свои пробелы в знаниях, это побуждает в них познавательную активность.

Игровая форма занятия не предполагает обычного оценивания ученика, поэтому можно замотивировать заниматься даже отстающих детей.

Еще один действенный способ-поддержка со стороны родителей. [5]

По мнению Ягодкина Николая, автора «Энциклопедии детской мотивации» поддержка родителем интересов детей, подкрепление похвалой их стараний, нахождение их талантов позволяет реализовываться школьнику.

Этот же автор считает одним из действенных способов мотивировать ребенка-поощрение. Однако поощрение должно быть за результат, поощрение не должно быть в денежном эквиваленте, или в виде дорогих подарков. Поощрение должно быть небольшим, и с четкими правилами, например, каждое правильное задание равно получению одной конфетки. [5] Автор другой, не менее ценой работы-Дэниел Пик и его научная работа «Мотивация 3.0» посвящена врождённой потребности управлять собственной жизнью, учиться и создавать что-то новое. Ее основными принципами является поощрение самостоятельности школьника.

Поощрение самостоятельности заключается в вере в силы ребенка, отсутствии излишнего контроля и заинтересованности не оценками, а полученными ребенком знаниями. [6]

В данном случае основная задача заключается в том, что бы донести ребенку то, что оценки не являются показателем знаний ребенка и являются субъективными.

Мы решили провести опрос среди одноклассников и выяснить что мотивирует их учиться. Всего опрошено было 25 человек.

Ответ да равен 2 баллам ответ нет равен 1 баллу.

Оценивали мы результаты следующим образом:

0-5 баллов, мотивация к учебе слабая, человек не заинтересован в учебе, ни один из перечисленных способов мотивации на него не действует.

6-10 баллов, человека мотивируют внешние факторы, он понимает, что учеба необходима, но особо интереса не испытывает.

11-12 балов, человеку не нужна дополнительная мотивация, у него свой интерес к учебе и на дополнительные способы мотивации он реагирует спокойно. Опрос можно увидеть ниже.

65% опрошенных набрали 6-10 баллов, что обозначает, что многие школьники не заинтересованы процессом учебы, а ищут какую-то дополнительную мотивацию ходить на учебу.

Глава 2. Модель интерактивной игры «Люмус» на базе конструктора MindstormsEV3

2.1 Конструкция модели интерактивной игры «Люмус» на базе конструктора Mindstorms EV3

Конструкция нашей модели основана на комплекте LEGO MINDSTORMS EV3 и включает в себя два модуля EV3, два больших мотора и четыре датчика касания. (Приложение, Рисунок 2.1.1) У каждого модуля подключено два датчика касания, один отвечает за ответ «да», второй за ответ «нет» и обозначены они зеленым и красным цветом соответственно.[2][3] (Приложение, Рисунок 2.2.2)

Игра рассчитана на двух человек, ответы которых скрыты друг от друга, до момента победы. При помощи большого мотора и реечной передачи поднимается флажок, сигнализирующий о победе одного из участников. (Приложение, Рисунок 2.2.3) [1]

2.2 Управление моделью интерактивной игры «Люмус» на базе конструктора Mindstorms EV3

Управление моделью осуществляется на базе программного обеспечения Mindstorms Education EV3.

За основу взята линейная программа, последовательность блоков в которой отвечает за правильный или неправильный ответ, в зависимости от сигналов датчика касания.

Данная программа хороша тем, что она проста и ответы можно менять в нужной для ведущего последовательности. (Приложение, Рисунок 2.2.1)

Внутри каждого созданного блока -помещенный в циклический блок переключатель, реагирующий на состояние датчика касания. (Приложение, Рисунок 2.2.2)

2.3 Демонстрация возможностей интерактивной игры «Люмус» на базе конструктора Mindstorms EV3 на примере одного урока

Игра «Люмус» может быть применена в рамках любого школьного предмета. Мы выбрали физическую культуру, так как считаем ее недооцененным предметом, и хотим вызвать к ней больший интерес среди учащихся. Так же, часто учащиеся после болезней, травм или по состоянию здоровья просто посещают уроки физической культуры- не участвуя в занятиях. Наша игра поможет им провести время с пользой.

Для игры нужен один ведущий и два участника. Ведущий задает вопрос, участникам нужно дать на него ответ- «да» или «нет». Если участник ответил правильно, то его флажок, который видит соперник, будет подниматься, однако ответы друг друга участники видеть не могут. Так как участники не видят ответы друг друга, они дают тот ответ, который считают правильным без возможности «списать», а демонстрация удач соперника, сопровождаемая одобряющими звуками, вызывает дополнительный азарт и интерес поучаствовать. (Приложение, Рисунок 2.3.1)

Нами был разработан опросник, ответы на который однозначные-да или нет, вопросы и правильные ответы вы можете увидеть в таблице ниже.

Таблица 1. Вопросы для интерактивной игры «Люмус».

В среднем прохождение игры занимает около 7-10 минут, количество вопросов, последовательность правильных ответов можно с легкостью запрограммировать так, как ведущий считает нужным.

Заключение

Система образования постоянно совершенствуется. Учащимся стараются создать все более благоприятные условия для получения знаний, однако не всегда эти способы оправданы, для мотивации детей. Сегодня существует множество технологий, , которые занимают детей гораздо больше, чем образовательный процесс, и мы увидели в этом очень серьезную проблему. Ее решение мы увидели в использовании на занятиях современных и безопасных гаджетов, которые замотивируют учащихся получать новые знания.

Мы создали гаджет, позволяющий в игровой форме мотивировать учеников, одновременно проверяя их знания.

В ходе исследования мы рассмотрели существующие гаджеты для обучения, изучили способы мотивации детей к учебе при помощи интернет-источников, а так же создали модель интерактивной игры «Люмус» на базе конструктора Mindstorms EV3.

При испытании нашей модели мы выявили ряд преимуществ:

-конструкция и программное обеспечение нашей модели достаточно просты и изящны, что позволяет легко и быстро создать и применять ее в рамках школьных занятий;

-игровой момент помогает ученикам проявить большую заинтересованность к образовательному процессу;

-игру можно использовать в качестве альтернативных проверочных работ или заменяя физические упражнения для ребят освобожденных от урока физической культуры.

Так же данная модель может быть использована на уроках робототехники и информатики.

Список литературы

1. Йошохито Йocoгава, Книга идей LEGO MINDSTORMS EV3: 181 удивительный механизм и устройство; [пер. с англ. О.В.Обручева]. – Москва, Издательство «Э», 2017. - 232 с

2. Курс «Машины и механизмы», курс «Основы робототехники», Школа интеллектуального развития «Мистер Брейн», - Режим доступа - https://vk.com/mrbrain_tmn;

3.«LEGOудивительные творения»; Сара Дис [пер. с англ. М. Карманова].- Эксмодетство, 2020 г.

Интернет источники:

4. https://ya-r.ru/;

5. https://rosuchebnik.ru/;

6.https://makeright.ru/.

Приложение