В статье описывается опыт обучения робототехнике школьников 5 класса в рамках предмета «Технология», даются методические рекомендации и советы по организации уроков первого года обучения.
Ключевые слова: робототехника, школа, технология, методические рекомендации
Внедрение образовательной робототехники в школы сегодня — явление, стремительно набирающее обороты. Однако вопрос о месте робототехники в учебном плане школы пока остается открытым. Каждое образовательное учреждение решает его самостоятельно, исходя из материального оснащения и наличия подготовленных педагогических кадров.
На сегодняшний день возможны следующие формы:
– робототехника как урок (в рамках предмета «Технология» или «Информатика и ИКТ»;
– робототехника как вид внеурочной деятельности;
– робототехника в системе дополнительного образования (кружок «Робототехника», центр технического творчества, технопарк и т. д.)
Робототехника как вид внеурочной деятельности и как дополнительное образование достаточно хорошо развита. Уже многие образовательные учреждения организовали на своей базе занятия по робототехнике. В сети и периодических изданиях не мало методических материалов, рекомендаций и примерных программ для организации и проведения таких занятий.
Робототехника как учебный предмет имеет свои особенности. В первую очередь это требования к усвоению знаний, умений и навыков. А также система оценивания и контроля.
Еще одним важным отличием является мотивированность учащихся, их интерес к предмету и уровень подготовки. Даже у учащихся одного возраста могут существенно отличаться степень развития пространственного и логического мышления, развитие мелкой моторики, уровень сформированности УУД и др.
На занятия по робототехнике в кружок, клуб или технопарк учащиеся приходят, имея либо выраженный интерес к технике, либо склонность к конструированию или программированию, либо желание всему этому научиться. Урок же охватывает всех учащихся, независимо от способностей, желания или личностных особенностей. В связи с этим у педагога часто возникает проблема с выбором заданий для учащихся, формой подачи материала и организации работы. Некоторые моменты, о которых пойдет речь, кажутся мелкими и незначительными. О таких мелочах не пишут в методических пособиях и учебниках. Но именно они влияют в конечном итоге на результат работы педагога и учащихся.
Особенно актуален дифференцированный подход на первом году обучения робототехнике. Поскольку учащиеся еще только знакомятся с новым для них предметом, новыми видами деятельности и формами контроля.
- Организация работы на уроке.
Основными видами работы на занятиях робототехникой являются, конечно, конструирование и программирование. Организуется такая работа либо в парах, либо индивидуально, если количество конструкторов и компьютерной техники это позволяет.
Работа в парах или мини-группах имеет свои преимущества и недостатки. К преимуществам можно отнести формирование важных коммуникативных компетенций, взаимопомощь, высокую скорость работы. Однако известный принцип «одна голова — хорошо, а две лучше» не всегда применим именно к урокам робототехники. Часто детям хочется конструировать что-то лично свое, не делясь и не согласовывая. Особенно, если степень увлеченности предметом или уровень подготовки у школьников, работающих в паре, не совпадает. Для более сильного ученика, проявляющего интерес к робототехнике, необходимость делить конструктор и свою идею с напарником может стать демотивирующим, негативным фактором. В свою очередь, менее подготовленный или заинтересованный ученик вынужден «догонять» товарища и выполнять функцию помощника, не всегда понимая суть выполняемых операций.
Важную роль играет также темперамент учащихся. Один все делает не спеша и вдумчиво. Другой — стремительно и хаотично. Работать вместе станет для обоих мучительно и непродуктивно. Следовательно, при организации работы необходимо учитывать совместимость учащихся и, если нет возможности позволить им работать индивидуально, подобрать подходящего напарника.
- Подбор заданий и дополнительных материалов.
Учитывая вышесказанное, для учащихся с разной подготовкой и степенью заинтересованности необходимо варьировать задания в рамках изучения одной темы. Например, один учащийся без особых трудностей может собрать модель только по фотографии. Другому же нужна подробная инструкция. А третий — плохо читает инструкции, но с легкостью выполнит ключевые моменты сборки, если объяснить принцип крепления деталей или работы механизма.
Многие методические рекомендации предлагают примеры моделей с инструкциями в помощь учителям робототехники. Однако большинство моделей — это различный транспорт, космическая тема или манипуляторы. Несомненно, собирать такие модели как базовые — важно для понимания устройства разнообразных механизмов. Но не всегда это интересно девочкам, которые также в обязательном порядке посещают уроки. Для них можно предложить модели разнообразных животных, птиц или насекомых. Основной принцип подбора заданий — это соответствие теме урока. Например, для изучения темы «Датчик движения» при работе с конструктором LegoWeDo методическое пособие предлагает задание «Голодный аллигатор». В качестве альтернативы можно предложить модель «Умный автомобиль», который останавливается при появлении препятствия. Более простая модель — «Лягушка», которая издает звук при приближении человека.
- Контроль.
Для занятий по робототехнике можно предложить следующие типы заданий для контроля:
а) теоретические вопросы на знание основ механики и программирования;
б) викторина по терминологии;
в) работа с чертежами и инструкциями;
г) чтение программ и блок-схем;
д) сборка отдельных механизмов (зубчатая передача, червячная передача, рычаг и другие);
е) конструирование по заданию;
ж) конструирование по теме;
з) решение логических задач.
Задания для контроля также необходимо делать разноуровневые. Но при этом избегать делить задания на оценку «3», «4» и «5». Скорее это будет рейтинг, пример: уровень 0, уровень 1, уровень 2. Для одних учащихся справиться с заданием уровня 0 — это уже высший балл. И не справедливо ставить им низкую оценку только за то, что есть ученики, которые справляются с более сложными задачами.
Для конструкторов LegoWeDo заданиями уровня 0 могут быть базовые модели из методического пособия: «Обезьянка-барабанщица», «Вратарь» и другие. Современные пособия по робототехнике и различные ресурсы в сети предлагают много моделей, для сборки которых достаточно базового набора LegoWeDo, на тот случай, если образовательное учреждение не имеет других дополнительных конструкторов. Такие модели можно отнести к уровню 1.
А вот уровень 2 — это скорее собственное творчество учащихся. Задания на свободное конструирование под силу не каждому, тем более начинающему робототехнику. Поэтому любое проявление творчества и креативного мышления на уроке необходимо поощрять. Если ученик решил сконструировать что-то, идущее вразрез с темой урока, то стоит попросить его аргументировать свой выбор. И — разрешить строить. Ведь наша задача состоит не в том, чтоб научить школьников собирать роботов по шаблону. А в том, чтобы развивать в них инженерное мышление и конструкторские навыки. Конечно, тему урока и дисциплину в классе никто не отменял даже для уроков робототехники. Но ведь задача учителя в том и состоит, чтобы не просто наполнять головы учеников разнообразной информацией. Но и в том, чтоб усвоение этой информации давало импульс личностному развитию и формированию необходимых компетенций.
- Дисциплина.
Еще одной особенностью уроков робототехники является отступление от классического правила, что ученик встает только тогда, когда его вызывает учитель. Процесс создания модели это все-таки творчество, поэтому его не стоит ограничивать. Ученики могут и должны вставать и перемещаться по классу во время урока робототехники, обсуждать с одноклассниками свои идеи, сравнивать конструкции, устраивать состязания. Это позволит им увидеть недостатки и преимущества моделей, конструкций и решений, т. е. позволит перейти к этапу рефлексии. Также обязательным завершением урока должен быть осмотр и анализ работы каждого учебного робота. Если есть недостатки в конструкции или программе, их нужно обязательно озвучить и пояснить, например, как устранить чрезмерное трение, нагрузку на ось, сделать крепление мотора или датчика оптимальным.
Таким образом, уроки робототехники, являясь новым веянием в образовании, имеют ряд особенностей, учесть которые означает сделать процесс обучения и для ученика, и для учителя интересным и эффективным.
Литература:
- Абушкин Х. Х., Дадонова, А. В. Межпредметные связи в робототехнике как средство формирования ключевых компетенций учащихся // Учебный эксперимент в образовании. — 2014. — № 3. — С.32–35.
- Андреев Д. В. Повышение мотивации к изучению программирования у младших школьников в рамках курса робототехники / Д. В. Андреев, Е. В. Метелкин // Педагогическая информатика. — 2015. — № 1. — С.40–49.
- Вегнер К. А. Внедрение основ робототехники в современной школе // Вестник Новгородского государственного университета им. Ярослава Мудрого. — 2013. — № 74 (Том 2). — С.17–19.
- Дахин А. Н. Педагогика робототехники как возникающая инновация школьной технологии // Народное образование. — 2015. — 34. — С.157–161.
- Корягин А. В. Образовательная робототехника (Lego WeDo). Сборник методических рекомендаций и практикумов. — М.: ДМК Пресс, 2016.
- Пейперт С. Переворот в сознании: Дети, компьютеры и плодотворные идеи. М.: Просвещение, 1989.
- Animal designs www.wedobots.com/2013/09/animal-designs.html
- Программирование и робототехника для девочек: уравнивать нельзя разделять. http://edurobots.ru/2016/03/programmirovanie-i-robototexnika-dlya-devochek/
