Как бы мы не старались, как бы не совершенствовали теоретические методы донесения информации, все же самым лучшим, самым перспективным образовательным направлением на сегодняшний день является «практика». Это действительно так, ведь практическая деятельность позволяет детям не только вникнуть в материал, но и понять для чего он необходим, т.е. проникнуться самой сутью обучения, понять - где же именно они смогут использовать получаемые знания в будущем, а следовательно – еще больше заинтересоваться, увидев перспективу.

Практико-ориентированный подход в обучении позволяет решать одну из главных задач подготовки молодых специалистов – создание базиса, или иными словами - условий для развития профессиональной компетентности личности с самых ранних лет.

Конечно же, сложно поспорить с фундаментальной значимостью теоретического материала, однако существует огромное количество предметов, преподавание которых начинать было бы легче непосредственно с практической части.

Одним из таких предметов является дисциплина, о которой мы и будем вести сегодня разговор в целом - робототехника.

Преподавание подобных, все еще относительно экзотично звучащих дисциплин всегда было сопряжено с рядом трудностей, причем проблемы возникали как с точки зрения методического обоснования значимости, так и с организацией практической стороны.

Одной из главных трудностей было выстраивание устойчивой парадигматики, достаточно последовательной и плавной образовательной канвы. Возможность организации самих по себе уроков робототехники виделась сугубо для учеников, начиная со средней школы, в то время как младшие классы оставались фактически незатронутыми.

Причиной тому – отсутствие решений для младшего школьного возраста. Однако действительно ли таких решений нет? Ответ абсолютно точно – нет.

Чуть ранее, и на наших вебинарах, и в видео на канале, мы уже рассказывали об одном относительно свежем решении - Мататалаб, что представляло в своей сути упрощенный тренажер для обучения детей младшего школьного возраста основам программирования и управления роботизированной техникой.

По сути, данное решение и стало для нас отправной точкой, когда мы задумались в целом о проблеме практико-ориентированного подхода в контексте преподавания робототехники для раннего развития инженерных и изобретательских компетенций у учеников образовательных учреждений.

Вкратце пересказывая суть нашего видео, а вместе с тем и вебинара, посвященного сугубо этому решению:

Matatalab - интерактивный образовательный набор, предназначенный для обучения детей основам программирования, а так же способствующий раннему развитию компетенций в области алгоритмизации. Все основные взаимодействия осуществляется посредством буквально нескольких деталей, их различных комбинаций. Детали, входящие в базовый набор и в дополнения к нему нативно-понятны. Основным плюсом данного решения является простота интеграции в контекст абсолютно любой образовательной дисциплины – при помощи решений MatataLab вы можете самостоятельно продумать все детали интеграции данного решения в контекст любой образовательной дисциплины. Таким образом вы разнообразите предмет, который собираетесь вести, а также добавите в, скажем так, фоновом режиме развитие компетенций программиста на базовом уровне.

Однако, в какой-то момент нам пришла мысль о том, что само по себе преподавание робототехники и связанных с нее дисциплин в столь узких рамках приносит пользу лишь в ограниченном количестве, закладывая основу, базу, однако, не стимулируя ребенку к дальнейшему развитию собственных компетенций. То есть рано или поздно, на определенном образовательном этапе, необходимо все-таки предоставить, скажем так, «очищенные» знания.

Вместе с тем очевидно и то, что само по себе введение данной дисциплины следует организовать таким образом, чтобы вся необходимая информация поступала ребенку постепенно, со временем нарастая в количестве и сложности. Таким образом ученик сможет получить целостную картину, изучить основы робототехники в деталях.

1.      Прежде чем мы перейдем к подробному описанию и непосредственно методике, давайте в целом разберемся чем может пригодиться такая дисциплина как робототехника в рамках школьного курса, обсудим плюсы, а после уже перейдем к более фактологическим вещам и методическим заготовкам.

Если брать в расчет совсем общие аспекты, то можно сказать, что робототехника может стать отличным подспорьем в деле развития практико-ориентированного подхода в контексте образования детей. В наше время сама по себе ценность сугубо теоретизированных знаний сильно упала – не столь важно, что ты знаешь, сколь то, что ты УМЕЕШЬ. Как следствие, возросла потребность в практико-ориентированном обучении, направленном на развитие реальных компетенций, обратиться к которым (применить) ребенок сможет непосредственно сразу обратиться.

2.       Помимо развития учебных навыков, подобная деятельность способна развить огромное количество вещей, относящихся больше к мета-учебному аспекту, нежели непосредственно учебному. Те же самые лидерские качества, умения работать в команде, разделять деятельность между людьми, искать комфортную область труда (т.е. такую деятельность, занимаясь которой человек приносит наибольшую пользу команде, в общем и целом).

3.       Практика в целом помогает в процессе систематизации полученных ранее знаний, дает возможность лучше запомнить все то, что ученик повторял ранее на уроки и при выполнении домашнего задания.

4.       Из этого можно извлечь объективные выгоды для учеников: например, победителям многих робототехнических конкурсов добавляют дополнительные баллы при поступлении.

Все приведенные выше плюсы по факту подводят нас к единому общему преимуществу – это возможность стать умелым и, что самое главное, востребованным специалистом.

Давайте попробуем в общих чертах обрисовать план дисциплины, расписав его в три ориентировочных этапа, каждый из которых в свою очередь будет делиться на под-этапы:

1.       Младший уровень: базовые конструкторские компетенции – развиваются посредством игр и конструкторов. Важный этап, во время которого в целом устанавливается степень вовлеченности ребенка в конструкторский процесс, а также развивается начальная предрасположенность к робототехнической деятельности. Ранее подобный этап во многих случаях оставлялся «на самотёк», однако же нам видится необходимым как раз-таки начать введение данной образовательной дисциплины именно с подобного. Переход как к таковой робототехнике осуществляется сугубо на игровом уровне и направлен именно на развитие первичных практических навыков, смысл которых будет, скажем так, дешифрован во время последующих этапов;

2.       Средний уровень: развитие основных инженерных и изобретательских навыков, получение базовых сведений о процессе программирования роботов – самый обширный из всех этапов в целом. Во время прохождения данного этапа все стартовые «сведения», полученные учеником в ходе вступительного этапа, подвергаются строгой систематизации. Задача преподавателя – перевести из деятельность из области игры в более серьезную непосредственно практическую деятельность, единовременно не перегибая со сложностью, дабы не перебить родившийся в ребенке интерес. Практическая деятельность заключается в повторении существующих механизмов посредством схем, а также поиск базовых путей оптимизации сборки

3.       Старший уровень: данный уровень характеризуется сменой направления деятельности от сугубо образовательной к соревновательной и профессиональной. На данном этапе учеником обладает уже достаточным уровнем компетенций, обладает достаточным багажом знаний, а также определенным количеством практического опыта непосредственно в робототехнической деятельности, что позволяет перейти к фактически самостоятельной деятельности. Преподаватель здесь уже перестает быть стороной сугубо наставляющей, скорее регулируя процесс и выступая в роли помощника и консультанта по проблематичным вопросам.

Теперь же, для того чтобы максимально наглядно описать как будет проходить весь процесс, мы распишем каждый этап на примере отдельных решений.

Начнем с младшего уровня, что, как было уже нами упомянуто, является максимально важным этапом в перспективе развития, с точки зрения привлечения внимания к предмету робототехники. Здесь бы, с одной стороны, можно было бы быстро завершить рассказ, упомянув вновь про Coding Set от MatataLab, однако это было бы не совсем точно с учетом заявленного нами приоритета максимально раннего начала занятий в этой области.

Здесь сошлемся на собственный опыт работы с детьми. Мы проводили открытый урок, одной из целей которого было определить скорость интеграции полного стандартного набора MatataLab в ходе образовательных часов в детском саду. Ребята старший групп, пред-подготовительного возраста, довольно легко и быстро осваивали методики игры с данным решением, в то время как ребятам 3-4 лет было значительно сложнее с первого раза запомнить все необходимые последовательности с укладкой деталей, со взаимодействием с роботом в целом. Это навело нас на мысль о том, что наилучшим решением в данном контексте было бы «развести» ребят по двум основным возрастным группам, условно разделяя детсадовскую группу на младших ребят и на ребят пред-подготовительного возраста.

И вместе с этим появляется вопрос – если ребята пред-подготовительного возраста будут заниматься со стандартным набором MatataLab, то какое решение будет у младших ребят? На такой случай у MatataLab имеется решение – Tale-Bot.

Пару слов о решении Tale-Bot. При некотором различии со стандартным набором, Tale-Bot всё же сохраняет основные плюсы MatataLab – простота, красочность, отсутствие электронных экранов и адаптируемость. Вместе с тем, Tale-Bot сокращает путь взаимодействия между ребенком и непосредственно решаемой им задачей.

В чем смысл подобного? Ребенку легче пронести свою мысль от начального этапа до реализации своей идеи.

Однако все же Tale-Bot – больше решение для развития первичных компетенций в области алгоритмизации и программирования, в то время как у нас остается не закрытым еще один глобальный пласт навыков – креативно-конструкторский, проще говоря умение собственноручно решать поставленные творческие задачи, создавать нечто новое.

Для развития подобных компетенций отлично подойдет магнитный деревянный конструктор SEBICO.

Вместе с тем, стоит отметить что у всех трех упомянутых нами решений – MatataLab Стандартный набор, Tale-Bot и SEBICO – есть одна черта, что максимально объединяет их все и помимо профессиональных компетенций позволяет развивать и важные в процессе воспитания ребенка первичные навыки – коммуникабельность и умение работать в команде, уважать мнение каждого из своих товарищей.

Как мы видим, таким образом мы способны закрыть все необходимые задачи первого этапа буквально в три решения. Стоит также подчеркнуть то, что на этом этапе очень многое все-таки зависит от преподавателя – насколько органично он интегрирует решения в канву образовательного процесса, дабы не вытеснять все важные первичные дисциплины и вместе с тем пробудить начальный интерес к предмету робототехники в целом.

На данном этапе интеграция данной дисциплины ведется путём слияния с привычными активностями, то есть мы вносим занятия с решениями не как самоцель, но как интегрированные решения, сочетая их с занятиями русским языком, базовым счетом, окружающим миром и прочим. С теми же решениями MatataLab мы можем организовывать тематические игровые уроки, по факту превращая занятия в подобие иммерсивного театра для детей, проще говоря сочетая между собой три элемента:

1)            «Сюжет» занятия – условная канва, по которой вы будете следовать. Предположим, вы проводите урок Окружающего мира. Сюжет: Робот Матата является маленьким ботом-исследователем, желающим узнать как можно больше новых фактов о земле, о природе, о растениях и животных, дети же становятся его верными помощниками, чья задача – обеспечить оптимальный путь коммуникации между роботом и окружающей реальностью.

2)            Список предоставляемых знаний – массив информации, что будет логическим путем мягко интегрирован в «костяк», в первый элемент, отвечает за наполненность пути «контентом» и «фактической ценностью»

3)            Образовательные наборы – они отвечают за практическую ориентированность занятия, вместе с тем выступая соединительным элементом, рычагом взаимодействия, точкой соприкосновения детского энтузиазма с имеющимся массивом навыков и знаний.

Подобная трехступенчатая система построения урока при достаточно тщательном подходе и вниманию к каждому из аспектов позволяет выстроить максимально эффективную парадигматику преподавания робототехнических дисциплин на начальном уровне.

Однако, все же в периодическом порядке, даже на первом этапе видится полезной организация активности, что смогла бы единовременно объединить в себе компетенции и в области конструкторской деятельности, и с точки зрения базового программирования. С этой точки зрения стоит обратить внимание на наборы Botzees, как на решения, способные, скажем так, выступить в роли «точки пересечения» всех основных компетенций. Однако же внедрение подобной активности уже бы потребовало введения отдельной дисциплины робототехнического характера.

Теперь же перейдем к среднему уровню. В качестве отдельного под-этапа можно выделить непосредственно момент перехода. Абсолютно очевидно, что в определенный момент детям понадобится решением, соответствующее непосредственно этапу перехода – то есть решение, что будет единовременно сложнее того, что осваивалось детьми ранее. Подобную плавность перехода может предоставить решение CodeyRocky. Важным плюсом данного решения является то, что само по себе взаимодействие с данным решением мягко реализует то, что присуще этапу перехода от дошкольного к школьному образованию в целом – а именно постепенное повышение степени «серьезности» игры, обращение к первичному детскому опыту взаимодействия с миром, что в целом начинается сочетаться с новыми для ученика теоретическими сведениями. 

Робот Codey Rocky от Makeblock представляет собой контроллер с дисплеем и гусеничным автомобилем, предназначенный для обучения детей основам программирования в игровой форме.

Обучение включает в себя свыше 20 уроков и осуществляется в простой для освоения – даже для детей! - графической среде mBlock 5, совместимой и с Windows, и с MacOS, и с Linux. Программирование осуществляется на языке Scratch 3.0 – кстати, многие школы, что предпринимают попытки ввести более раннее преподавание программирования для детей, стараются начинать именно с языка Scratch как с решения интуитивно понятного людям всех возрастов. В более поздней перспективе осуществляется переход на более сложный язык программирования Python.

Всё начинается с простого перетаскивания графических блоков кода и выполнения программы на дисплее Codey Rocky. Затем к заданиям можно подключать программируемые модули контроллера. Инструкция к роботу разработана так, чтобы помочь преподавателю подготовиться к уроку и подобрать материал в соответствии с возрастом учащихся.

Переход, организованный подобным образом, позволяет не только вывести ребенка с территории сугубо игры в зону «серьезной» робототехники, но и вместе с тем актуализировать знания в абсолютно прикладной области, закладывая утилитарные навыки.

Вместе с этим, не стоит забывать, что наряду со всеми вышеперечисленными навыками не стоит забывать и о развитии конструкторских компетенций. Ребенок, уже имеющий базу работы с электронными средствами, вместе с эти обладающий ранними развитыми базовыми компетенциями в области конструирования, сможет довольно легко влиться в работу с использованием российского робототехнического решения КЛИК. Основной упор в данных наборах идет уже не просто отдельно на программирование, либо же решение креативных задач, но на полноценное создание собственных робототехнических аппаратов. На данном этапе ребенок целиком уже перейдет к тому, что можно назвать «серьезной робототехникой», следовательно, подобная активность будет легко сочетаться с классическими, преподаваемыми в средней школе дисциплинами, такими как физика и информатика.

Однако же, нам не стоит забывать о том, что одним из важнейших двигателей интереса среди учеников чаще всего является соревновательная составляющая. Ребенку сложно усваивать просто знания ради знаний и навыки ради навыков – им хочется видеть строго определенную цель, завоевывать свои первые победы в той области, которой они посвящают свое время, на которую тратят огромное количество сил. Каковы же перспективы в подобной, соревновательной области? На данный момент большое количество соревнований проводятся под эгидой марки makeblock, причем соревнования эти как уровня страны, так и международные. Для участия в соревнованиях и подготовки к ним используются специальные целевые соревновательные наборы makeX разных категорий – от категории зависит группа, в которой будет участвовать ребенок в рамках соревнования. Участвовать в соревнованиях могут команды самых разных возрастов, потому и ученикам, и учителям будет несложно выбрать конкурс непосредственно под себя.

На самом деле – обилие робототехнических решений значительно шире и охватить абсолютно все решения сугубо в рамках одного вебинара видится делом почти невероятным, да и малополезным в целом. В любом случае, если вам необходима консультация по поводу введения в образовательный процесс решений, либо же по подбору решений в целом – вы всегда можете обратиться к специалистам нашей компании АйТи Центр. Мы оказываем помощь всех характеров – как консультативную, так и техническую, а вместе с тем готовы предоставить вам и методическую поддержку. В любом случае, робототехнические решения – это огромный шаг, что позволит в целом вывести техническое образование в школах на принципиально новый уровень, даст огромный толчок в развитии практико-ориентированного образования в целом.