Министерство образования и науки Российской Федерации
Министерство образования Саратовской области
Национальный исследовательский Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
Саратовский областной институт развития образования
Комитет по информатизации Саратовской области
Комитет по образованию администрации муниципального образования «Город Саратов»
Автономная некоммерческая организация «Информационные технологии в образовании»
Автономная некоммерческая организация «Научно-исследовательский центр «Образование. Качество. Отрасль»»
IX Всероссийская (с международным участием) научно-практическая конференция
«Информационные технологии в образовании»
«ИТО-Саратов-2017»
2-3 ноября 2017 года, г. Саратов

Особенности введения образовательной робототехники в ДОУ и школе

Автор: Векслер Виталий Абрамович, кандидат педагогических наук, доцент
ФГБОУ ВПО "Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского"
В статье рассматриваются задачи, цели и принципы введения обучения робототехнике в дошкольное и школьное образование.

Робототехника — современная прикладная наука, ставящая своей основной целью разработку полностью или частично автоматизированных аппаратно-программных систем, в своей основе опирается на базовые, фундаментальные дисциплины как электроника, механика, программирование. Робототехника сегодня стала одной из важнейших направлений научно-технического прогресса, в котором проблемы кибернетики, синергетики, физики, химии механики и новых технологий соприкасаются с проблемами искусственного интеллекта. Одной из форм представления робототехники в ДОУ и школах стало новое направление получившее название: образовательная робототехника.

Образовательная робототехника приобретает все большую значимость и актуальность в настоящее время. В качестве основного оборудования при обучении детей робототехнике в школах предлагаются конструкторы LEGOEducationWeDoи Mindstorm.

LEGO Education — одно из подразделений производителя развивающих игрушек LEGO Group, разрабатывающее специализированные наборы для профессионального педагогического применения на базе деталей конструктора LEGO, а также специальные учебные методики и соответствующее им программное обеспечение. Предлагаемые конструкторы имеют уже несколько релизов.

Конструктор LEGO Education WeDo — набор для создания и программирования простых робототехнических моделей для детей старше 7 лет. Появился в открытой продаже в 2011 году. Повсеместно используется для преподавания основ робототехники и принципов работы простейших механизмов, является своего рода введением в изучение более сложных механизмов.

LEGO Mindstorms— это основной конструктордля создания программируемого робота, ориентированный для детей старше 10 лет. Впервые был представлен в 1998 году.

Конструкторы LEGO позволяют организовать образовательную деятельность по различным предметам и проводить интегрированные занятия. Посредством этих наборов возникает возможность организовать высокомотивированную учебную деятельность по программированию, пространственному конструированию, моделированию и автоматическому управлению.

Образовательная робототехника имеет ряд существенных и видимых преимуществ перед другими формами.

Во-первых, она позволяет развивать инженерное мышление – вид технического мышления, который формируется в условиях решения конструктивно-технических задач и направлен на исследование, создание конструкций и композиций;

Во-вторых, развивает детское творчество, как одну из форм самостоятельной деятельности ребёнка, в процессе которой он отступает от привычных и знакомых ему способов проявления окружающего мира, экспериментирует и создаёт нечто новое для себя и других.Техническое детское творчество является одним из важных способов формирования профессиональной ориентации детей, и способствует полноценному развитию устойчивого интереса к технике и науке, а также может стимулировать рационализаторские и изобретательские способности.

В-третьих, появляются новые возможности для развития коммуникативных умений и навыков у детей. Современные коммуникативные средства эффективно интегрируются в различные образовательные области и обеспечивают, при правильном использовании, развитие: социальных навыков (умение моделировать поведение других детей, действовать по очереди, помогать и делиться с окружающими, создавать коллективные творческие продукты, взаимодействовать в общих целях), наглядно-образного и абстрактного мышления, способности к планированию (постановка перед собой цели, по созданию совершенно новой не похожей на другие или усовершенствованию уже знакомой модели), способности к конструктивному критическому взгляду - оцениванию (ребенок получает возможность сравнивать свою модель с моделями других детей, а значит, становится способен оценить сложность, внешние эстетические качества модели и ее рациональность), мелкой моторики рук.

Все это и позволяет определить цели введения образовательной робототехники в ДОУ и школе: совершенствование и развитие интереса к техническим видам творчества, формирование конструктивного «инженерного» мышления.

Для реализации цели, были определены задачи:

обучающие:

·        ознакомление с комплектом по робототехнике (виды деталей, принципы работы с датчиками, механизмы исполнения команд);

·        определение понятия «робот» (как системы взаимосвязанных элементов: датчик – отслеживание события, обработчик событий и механизм реагирующий на события);

·        ознакомление со средой программирования (введение понятий код, программа, последовательность операций, передача данных, параметр, ветвление, цикл, команды управление механизмом, реакция на события);

·        дать первоначальные знания по робототехнике (взаимодействие элементов, рычаг, ведомое и ведущее зубчатое колесо и т,д,);

·        учить основным приёмам сборки и программирования робототехнических средств;

развивающие:

·        формировать и развивать конструкторские навыки (через выполнение готовых упражнений и проектную деятельность);

·        развивать психофизические качества детей: память, внимание, логическое и аналитическое мышление;

·        развивать мелкую моторику;

·        развивать творческую инициативу и самостоятельность;

воспитательные:

·        воспитывать у детей интерес к техническим видам творчества;

·        развивать коммуникативную компетенцию: участия в беседе, обсуждении, работа в группе, помощь товарищу, лидерство;

·        развивать социально-трудовую компетенцию: трудолюбие, самостоятельность, умение доводить начатое дело до конца.

Эффективность обучения основам робототехники напрямую зависит и от организации занятий, которые должны проводится с применением следующих методов по способу получения знаний:

·                   Объяснительно - иллюстративный -  предъявление ребенку «инженерной» информации при помощи различных способов;

·                   Эвристический - метод творческой деятельности (создание творческих моделей и т.д.);

·                   Проблемный - постановка проблемы по сборке или созданию механизма модели и самостоятельный поиск её решения обучающимися;

·                   Программированный – предъявления набора технологических операций, которые необходимо выполнить в ходе выполнения практических работ;

·                   Репродуктивный - воспроизводство знаний и способов деятельности (форма: собирание моделей и конструкций по образцу, выполнения упражнения по прямому аналогу);

·                   Частично - поисковый - решение проблемных задач с помощью педагога;

·                   Поисковый – индивидуальное, групповое, самостоятельное решение проблем;

·                   Метод проблемного изложения - постановка проблемы педагогам, решение ее самим педагогом, соучастие обучающихся при решении;

·                   Проектные методы.

Главный метод, который используется при изучении робототехники это метод проектов.

Выделим основные этапы по разработке проекта:

1.                 Обсуждение темы проекта (постановка проблемы).

2.                 Определение цели и задач представляемого проекта.

3.                 Мозговой штурм

4.                 Разработка механизма на основе конструктора (через пробы, ошибки, коррекции).

5.                 Составление программы управления созданным объектом.

6.                 Отладка созданной модели.

Во время разработки и отладке творческого «инженерного» проекта дети смогут активно делятся своим накопленным опытом друг с другом, что может очень эффективно повлиять на развитие когнитивных, креативных компетенций, умения самостоятельно работать с материалом.

Формирование информационной компетентности учащихся (в контексте применения образовательной робототехники)будет успешным при выполнении следующих условий:

1)                Готовности учителя к получению новых знаний.

2)                Необходимости полностью пересмотреть используемые технологии, средства и методы обучения и выбрать наиболее подходящие при изучении основам робототехники.

3)                Необходимо четко определить место и роль робототехники в образовательном пространстве школы.

4)                Успешность реализации опыта определяется комплексом педагогических условий:

·                   разработка курса «Образовательная робототехника» с поурочным планированием;

·                   включение курса в учебный и внеучебный процесс.

5)                Акцентирование внимание на междисциплинарную составляющую т.е. понимание и использование полученных знаний для проведения демонстрационных учебных экспериментов по физике, химии, биологии, математике.

Таким образом, работая с конструктором по робототехнике, дети знакомятся с техникой, механикой открывают тайны синергетики и искусственного интеллекта, учатся программировать, получают основу для будущих знаний, развивают способность находить оптимальное решение.

Образовательная робототехника, в системе современного непрерывного образования, начинает занимать особое место: ведь именно она, уделяя повышенное внимание деятельностным формам обучения, позволяет интегрировать в единый комплекс проектную деятельность, работу в команде, проблемное обучение, программирование, моделирование и конструирование.

Список использованных источников
  1. Ошмарина С.Н. Дополнительная общеобразовательная программа «Робототехника» как средство формирования инженерного мышления у старших дошкольников / URL: http:// фгос-игра.рф /doshkolnoe-obrazovanie/robototekhnika/1988-dopolnitelnaya-obshcheobrazovatelnaya-programma-robototekhnika-kak-sredstvo-formirovaniya-inzhenernogo-myshleniya-u-starshikh-doshkolnikov-2 (дата обращения 01.10.17)
  2. Развитие конструктивной деятельности и технического творчества дошкольников через LEGO-конструирование и робототехнику «ВеДуша»/ URL: https://nsportal.ru/detskiy-sad/konstruirovanie-ruchnoy-trud/2015/03/12/razvitie-konstruktivnoy-deyatelnosti-i (дата обращения 25.09.17)
  3. Гайсина И. Р. Развитие робототехники в школе [Текст] // Педагогическое мастерство: материалы II Междунар. науч. конф. (г. Москва, декабрь 2012 г.). — М.: Буки-Веди, 2012. — С. 105-107
Вид представления доклада  Публикация
Ключевые слова  образовательная робототехника, программирование, информатика, дополнительное образование

В статусе «Черновик» Вы можете производить с тезисами любые действия.

В статусе «Отправлено в Оргкомитет» тезисы проходят проверку в Оргкомитете. Статус «Черновик» может быть возвращен тезисам либо если есть замечания рецензента, либо тезисы превышают требуемый объем, либо по запросу участника.

В статусе «Рекомендован к публикации» тезис публикуется на сайте. Статус «Черновик» может быть возвращен либо по запросу участника, либо при неоплате публикации, если она предусмотрена, либо если тезисы превышают требуемый объем.

Статус «Опубликован» означает, что издана бумажная версия тезиса и тезис изменить нельзя. В некоторых крайне редких ситуацих участник может договориться с Оргкомитетом о переводе тезисов в статус «Черновик».

Статус «Отклонен» означает, что по ряду причин, которые указаны в комментариях к тезису, Оргкомитет не может принять тезисы к публикации. Из отклоненных тезис в «Черновики» может вернуть только Председатель программного или председатель оргкомитета.