Современная среда обучения может быть создана с использованием инновационных инструментов и методов. Преимущества робототехники в процессах преподавания и обучения в последнее время привлекают все большее внимание исследователей. Целью статьи является систематический обзор литературы по применению образовательных роботов в школах, чтобы выявить опыт использования робототехники как в формальной начальной, основной и средней школах, так и в неформальном образовании, т. е. послешкольные мероприятия, летние лагеря. В рамках систематического обзора литературы из библиографических баз данных отобрано 16 соответствующих статей. Анализ охватывает следующие компоненты статей: цель исследования, учебная программа, преподаваемая с использованием роботов, конкретные методы обучения, другие характеристики (размер выборки, возрастные ограничения и/или учебный цикл) и результаты. Систематический обзор литературы показал, что робототехника прокладывает себе путь в качестве учебного пособия более интенсивно и гибко. Систематизированные результаты обзора литературы показывают необходимость дальнейших научных исследований в этой области в литовских школах и могут дать педагогам, практикам и исследователям, работающим в этой области, ценные рекомендации.

Ключевые слова: робототехника, школьное образование, приложение, систематический обзор, инновационные инструменты, инновационные подходы.

Современная учебная среда может быть создана с использованием инновационных инструментов и методов. Преимущества и эффективность робототехники в процессах преподавания и обучения в последнее время привлекают все большее внимание исследователей. Теоретики образования, т. е. Пейперт (1993) считают, что деятельность с помощью роботов имеет большой потенциал для улучшения обучения в классе, ребенок учится более эффективно, когда он/она активно занимается конструированием объектов внешнего мира. Салливан (2008) подчеркнул, что использование роботов и специальные методы обучения способствуют развитию когнитивных и обучающих навыков. Исследования Уильямса (2007) показали, что роботы, руководства пользователя и инструкции, включенные в деятельность по решению проблем, могут помочь ученикам связать опыт с научными концепциями. Робототехника может стать современным учебным пособием по различным предметам, применяя соответствующие методы обучения [1].

Формирование навыков информационных технологий, коммуникации и алгоритмов, а также обучение алгоритмическому мышлению технологическим методом LEGO применяется в неформальном образовании в литовских школах с 2002 года. Педагоги начали генерировать идеи и развивать эту деятельность, внедряя робототехнику в преподавание различных предметов, поскольку образовательные роботы LEGO не только вызывают у детей интерес, но и способствуют научному поиску, последующей проверке полученных результатов и, в частности, дают возможность самим детям экспериментировать с физическими объектами.

Цель исследования была поставлена ​​на основании найденных в литературе утверждений о том, что образовательные роботы являются адекватным средством улучшения обучения, а именно, провести систематический обзор литературы по использованию образовательных роботов в школах с целью:

1. Определить пользу, обеспечиваемую учащимися с помощью образовательных роботов в качестве учебного пособия по различным предметам, упомянутым в исследовательских статьях, и обеспечить синтез эмпирических данных для подтверждения пользы обучения с помощью образовательных роботов;
2. Представить обобщение описанных данных о разнообразии методов обучения с помощью образовательных роботов;
3. Определить перспективы научных исследований, связанных с робототехникой в ​​образовании [2].

Работа состоит из четырех разделов. Актуальность статьи и вопросы исследования представлены во введении. Во втором разделе представлены методология и дизайн исследования, в соответствии с которыми был выполнен обзор. Результаты систематического обзора представлены в третьем разделе. В последнем разделе представлены общие результаты проведенного исследования.

Чтобы определить возможности использования образовательных роботов в образовательных целях, был использован базовый метод систематического обзора литературы, разработанный Китченхэмом (2004). Для проведения систематического обзора литературы с помощью этого метода были подняты следующие исследовательские вопросы:

1. Вопрос: Расширилась ли сегодня сфера использования робототехники в школах?
2. Вопрос: Какие методы обучения (стратегия обучения) применяются при использовании робототехники в образовательном процессе?

Поиск систематических обзоров был проведен с целью найти аналогичные систематические обзоры использования робототехники в образовании. Только одно исследование на эту тему было найдено исследователем Фабианой Баррето Вавассори Бенитти из итальянского университета Univali (Benitti, 2012). Обзор исследования Бенитти выявил первые особенности использования робототехники в образовании. Исследователь выбрал рецензируемые статьи, опубликованные на английском языке с 2000 по 2009 год. Статья представляла собой всесторонний систематический обзор, охватывающий всю систему общего образования [3].

Робототехника и разнообразие разработанных инструментов привели как к более эффективному использованию робототехники для различных предметов, так и к более широкому возрастному диапазону учащихся [4].

Результаты исследования показали, что объем исследований по использованию робототехники расширился. В ходе исследования было замечено, что можно найти больше публикаций и более разнообразных исследований по этой теме. Поэтому авторы считают, что робототехника является новой темой исследований, поскольку в последнее время этой темой занимается все больше исследователей. Судя по обзору литературы, применение робототехники в школах продолжает расширяться и охватывает не только STEM, но и другие предметы (социальные и гуманитарные науки). Также отмечен более широкий спектр навыков, вырабатываемых при использовании робототехники в образовании. Расширилось разнообразие робототехнических средств, используемых в образовательном процессе, и возрастной диапазон учащихся [5]. Тенденция включения робототехники в классную деятельность и установление связей между робототехникой и учебным планом была замечена, но необходимы дополнительные эмпирические исследования и соответствующие выводы. Более того, использование робототехники является альтернативным способом преподавания и изучения предметов, которые, как показало исследование, не имеют тесного отношения к области робототехники. Данное учебное пособие может найти широкое применение в образовательном контексте; однако конкретные методы обучения, адекватные использованию в процессе образовательных роботов, должны быть определены и увязаны с общими учебными планами, поскольку, как показывает исследование, на сегодняшний день наиболее распространенным методом обучения является конкурсное обучение в неформальном образовании.

Определив перспективы научных исследований, связанных с робототехникой в ​​образовании, мы попытались изучить потенциал и применение образовательных роботов в образовательном контексте Литвы. Эта статья открыла новые перспективы для будущих исследований, сосредоточив внимание на опыте учащихся, связанном с образовательными роботами, связав этот опыт с общими учебными планами и определив адекватные методы обучения [6]. Со ссылкой на систематический обзор можно сделать вывод, что наиболее подходящими методами обучения являются: проблемно-исследовательское обучение, проектное обучение и соревновательное обучение.

Литература:

1. Learning approaches to applying robotics in science education / Altin, H., Pedaste, M..// Journal of baltic science education. — 2013. — № 12(3). — С. 365–377.

2. Learning through creating robotic models of biological systems / Cuperman, D., Verner, I. M..// International journal of technology and design education. — 2013. — № 23(4). — С. 849–866.

3. Storytelling by a kindergarten social assistive robot: A tool for constructive learning in preschool education / Fridin, M..//. Computers & education. — 2014. — № 70. — С. 53–64.

4. Mindstorms: Children, computers, and powerful ideas. / S. Papert. — 2nd ed. — New York: NY: Basic Books, 1993. — 230 c.

5. Building Young Engineers: TASEM for Third Graders in Woodcreek Magnet Elementary School. / Varney, M. W., Janoudi, A., Aslam, D. M., Graham, D.// IEEE transactions on education — 2012. — № 55(1). — С. 78–82.

6. Acquisition of physics content knowledge and scientific inquiry skills in a robotics summer camp / Williams, D., Ma, Y., Prejean, L., Lai, G., Ford, M.// Journal of Research on Technology in Education — 2007. — № 40(2). — С. 201–216.