ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РОБОТОТЕХНИКИ В ПРЕПОДАВАНИИ ТЕХНОЛОГИИ

АННОТАЦИЯ

В статье рассматриваются основные проблемы образовательной робототехники в учебном процессе: выбор оборудования, проблемы содержания учебной программы и оснащенности школ.

Ключевые слова: робототехника, ТРИК, образование.

Робототехника – это новое направление в образовании, которое помогает учащимся устанавливать межпредметные связи с другими смежными предметами, такими как информатика, математика, физика. Но при этом может использоваться и в ряде других областей, таких как география, биология, химия и другие естественно-научные дисциплины.

Образовательная робототехника позволяет вовлечь учащихся разного возраста в процесс научно-технического творчества. Во время занятий они работают с простейшими техническими устройствами и развивают навыки практического решения актуальных инженерно-технических задач. 

Цель образовательной робототехники — популяризация научно-технического творчества и повышение престижа инженерных профессий среди молодёжи. 

Робототехника активно внедряется в школьный курс информатики и технологии с 2017 года. С 2024 года произошли серьезные изменения в программах и введены новые предметы. Учебный предмет «Труд(технология)» стал обязательным для российских школьников с 1 сентября 2024 года. Модуль «Робототехника» включен в федеральную рабочую программу по технологии (далее – ФРП).

Раньше робототехника рассматривалась как раздел изучения в информатике или курс внеурочной деятельности. На сегодняшний день нет четких методических подходов к обучению школьников робототехнике в рамках нового предмета «Труд(технология)» и отсутствуют единые учебно-методические пособия по данному предмету.

В рамках реализации ФГОС робототехника входит обязательный компонент ФРП и обязательна к изучению детьми с 5 класса.

С 2014 года по сегодняшний момент можно наблюдать усиление роли образовательной робототехники. Происходит это из задач, которые были поставлены государством. Образовательная робототехника привлекла внимание как одно из перспективных направлений для формирования мотивации у обучающихся к выбору инженерных специальностей и дальнейшего обеспечения квалифицированными кадрами в профильных отраслях науки, промышленности и оборонном комплексе. Школы начали совмещать c образовательным процессом новые образовательные технологии, методики и решения, которые помогли бы создать условия для обучающихся, которые, прежде всего, формировали бы интерес к инженерной и ИТ-отраслям.

У школ появилась возможность на ведение образовательной деятельности, связанной с робототехникой, что повлекло за собой закупку первых робототехнических комплексов. Ассортимент готовых наборов для образовательной робототехники растёт с каждым годом. В последние годы, вместо LEGO в школы начали поставлять более сложные робототехнические системы, такие как кибернетический конструктор ТРИК, VEX Robotics от ТехноЛаб и другие робототехнические конструкторы на базе Arduino и ардуиноподобных микроконтроллеров. Что позволило расширить возрастной диапазон школьников вплоть до 11 класса, использовать их в качестве индивидуального проекта для инженерного класса и обучению школьников профильных классов в городских проектах, таких как ИТ-вертикаль, ИТ-класс, инженерный класс в московской школе.

Главными критериями выбора того или иного робототехнического конструктора являются:

1. Наличие технической и методической поддержки со стороны производителя
2. Широта методических возможностей;
3. Количество учеников, которые могут работать с одним набором;
4. Продолжительность использования (долговечность самой технической базы, актуальность использования);
5. Использование набора в других предметных отраслях, на уроках физики и математики.

На сегодняшний день, одним из лучших конструкторов на российском рынке является кибернетический конструктор ТРИК, т.к. он является отечественной разработкой на базе СПБГУ, представляет из себя металлической конструктор с программируемым микроконтроллером, который прослужит достаточно долго и может быть использован в работе на несколько классов одновременно. ТРИК имеет широкий спектр решаемых задач, его используют не только в основном общем образовании, но и при обучении студентов средних и высших учебных заведений.

Использование кибернетического конструктора ТРИК позволяет осваивать не только робототехнику, но еще и программирование, электротехнику, машиностроение, искусственный интеллект и машинное зрение.

Кибернетический конструктор ТРИК имеет собственное программное обеспечение и визуальную среду программирования, что делает его доступным для обучения школьников с 5 класса средней школы, а так же, в качестве дополнительного образования, может быть использован в начальной школе. Для детей более младшего возраста (1 – 4 класс) создана своя дополнительная среда программирования роботов ТрикСтудио Junior. В которой можно программировать виртуальных роботов и осваивать азы робототехники уже в начальной школе.

Данный набор активно используются в популярных системах соревнований, таких как Робофинист, Робофест, Innoppolis Open, Олимпиада НТИ. В августе 2020 года прошел финал Конкурсного отбора лучшего отечественного учебного оборудования, средств обучения и воспитания, включая цифровые, для обеспечения эффективного освоения обучающимися основных и дополнительных программ, организованный Ассоциацией участников рынка артиндустрии и Агентством стратегических инициатив.

Проект ТРИК занял первое место в рейтинге в номинации «Учебное оборудование, средства обучения и воспитания, включая цифровые, для обеспечения освоения обучающимися современных технологий в рамках предметной области «Технология»».

Внедрение в образовательный процесс Федеральных государственных стандартов третьего поколения, ориентированных на применение системно-деятельностного подхода, позволяет организовать в рамках урочной деятельности обучающихся 5 – 9 классов изучение образовательной робототехники с использованием широкого спектра учебно-лабораторного оборудования, включающего, в том числе, и комплекты конструкторов роботов. Это формирует у обучающихся комплекс универсальных учебных действий и создает необходимую базу знаний, умений и навыков для выполнения индивидуального творческого проекта. Филиппов В.И. провел анализ международных публикаций в своей работе и сделал вывод, что использование робототехники в образовательных системах Японии, Соединенных Штатов Америки и странах Европы преследует, прежде всего, коммерческие цели продвижения того или иного робототехнического продукта. Как следствие, это приводит к тому, что освоение робототехники осуществляется без собственной методологической основы и без привязки к другим общеобразовательным предметам.

Заключение

Исходя из вышеизложенного мы можем сделать следующие выводы:

1. Все предложенные учебные курсы предназначены для реализации проектной деятельности и изучения в рамках внеурочной деятельности или дополнительного образования.
2. Предлагаются только конструкторские решения компании LEGO, которая ушла с российского рынка и прекратила техническую и методическую поддержку пользователей, приобретённых у нее наборов, что делает невозможным их использование. Нет возможности решить возникающие проблемы и трудности, нельзя провести замену вышедших из строя компонентов и закупку дополнительного оборудования или модернизацию существующего.
3. Необходимо использовать отечественные аналоги, такие как как кибернетический конструктор ТРИК.
4. Необходимо осуществлять межпредметные связи и сформулировать предметные, метапредметные и личностные образовательные результаты в рамках реализации ФГОС 3.0.
5. Не реализован принцип преемственности, предлагаются различные технологические решения для каждого возраста, новые платформы требуют дополнительного погружения ребенка в каждый курс и изучения новой среды программирования.

Изучение робототехники на уроках труда(технологии) даст возможность детям познакомиться с предметом, попробовать изучить базовые основы предмета, что создаст базу для освоения предмета в рамках внеурочной деятельности и выбора темы для проектной деятельности. Обеспечит раннюю профориентацию школьников и сделать выбор в пользу ИТ или инженерного класса. Эти возможности позволяют сформировать подход к более полному и всестороннему освоению робототехники в рамках основного общего образования. Робототехника обладает большим образовательным потенциалом, что заставляет посмотреть на нее как на новый элемент развития общеобразовательного предмета - труд(технология). Необходимо раскрыть возможности робототехники как методического инструмента. Робототехника должна выступать как предмет изучения и как средство обучения. Необходимо разработать новый учебно-методический комплекс по современным и доступным российским школьникам конструкторам, а в будущем необходима разработка новых учебников и учебных пособий, которые войдут в федеральный перечень от Министерства Просвещения РФ и будут доступны каждому российскому школьнику. Необходимо создать курс робототехники, который будет структурированным и последовательным, к нему надо подойти системно и обеспечить взаимосвязь между этапами. Основной формой обучения должна стать практическая работа, которая будет выполняться в малых группах и обеспечит индивидуальный подход, что позволит развивать исследовательские и творческие способности каждого ребенка.

Список литературы:

1. Стратегия развития отрасли информационных технологий в Российской Федерации на 2014 – 2020 годы и на перспективу до 2025 года [утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 01.11.2013 г. № 2036-р] [Электронный ресурс] / Правительство РФ. – Москва, 2013. – URL: http://government.ru/docs/8024/ (Дата обращения: 10.08.2019). – Текст: электронный.
2. Тарапата, Виктор Викторович. Формирование проектной культуры школьников средствами образовательной робототехники. Диссертация кандидата педагогических наук: 13.00.02 / Тарапата Виктор Викторович; [Место защиты: Московский педагогический государственный университет]. - Москва, 2020.
3. Филиппов, Владимир Ильич. Методика использования робототехники для формирования универсальных учебных действий у обучающихся во внеурочной деятельности по информатике. Диссертация кандидата педагогических наук: 13.00.02 / Филиппов Владимир Ильич; [Место защиты: Московский педагогический государственный университет]. - Москва, 2020.