CC BY
39. Яновская, Н.Б. Метакогнитивные процессы и когнитивная деятельность / Н.Б. Яновская // Мир психологии. - 2013. -№3,- С. 201-207
10. Flavell, J.H. Metacognitive Aspects of Problem Solving 11 The Nature of Intelligence. Hillsdale / ed. by L.B. Resnick. -N.Y., 1976.
Педагогика
УДК 372.862
кандидат педагогических наук, генеральный директор ООО «РОБОТРЕК» Грейлих Натэла Левановна
Группа компаний ООО «Брейн Девелопмент» и ООО «РОБОТРЕК» (г. Санкт-Петербург); кандидат педагогических наук, доцент Гусевская Ольга Валерьяновна Государственное бюджетное учреждение дополнительного профессионального образования Санкт-Петербургская академия постдипломного педагогического образования (г. Санкт-Петербург); кандидат психологических наук, доцент Зайцева Ольга Юрьевна Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет (г. Иркутск)
МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРЕЕМСТВЕННОСТИ В ПРЕПОДАВАНИИ РОБОТОТЕХНИКИ НА УРОВНЕ
ДОШКОЛЬНОГО И ОБЩЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
Аннотация. Робототехника в последние годы уверенно входит в практику системы непрерывного образования. Эта тенденция обусловлена запросами современной цифровой экономики, развивающимся рынком труда и подкреплена действующими федеральными государственными образовательными стандартами дошкольного, начального общего и основного общего образования, которые нацелены на обеспечение непрерывности освоения базовых навыков (когнитивных, социальных, эмоциональных), разумное и безопасное использование цифровых технологий. В статье рассмотрены примеры организации занятий по робототехнике с применением робототехнического оборудования и учебно-методического комплекса РОБОТРЕК. Выделены аспекты преемственности от дошкольного до уровня основного общего образования.
Ключевые слова: преемственность в образовании, принцип преемственности, робототехника, образовательная робототехника, учебный модуль «Робототехника», технологическое образование, учебный предмет «Технология».
Annotation. Robotics has been steadily entering the practice of the system of continuing education in recent years. This trend is due to the demands of the modern digital economy, the developing labor market and is supported by the current federal state educational standards of preschool, primary general and basic general education, which are aimed at ensuring the continuity of socialization and development of a person's personality at all age stages. The article considers examples of organizing robotics classes using robotic equipment and the ROBOTREK educational and methodological complex. Aspects of continuity from preschool to the level of basic general education are dedicated.
Key words: continuity in education, the principle of continuity, robotics, educational robotics, training module "Robotics", technological education, subject «Technology».
Введение. Образовательная робототехника - актуальная технология, ориентированная на повышение престижа инженерного образования, а также для развития практического мышления и инженерных навыков у обучающихся.
На сегодняшний день робототехника включена в основные образовательные программы всех уровней образования. Она позиционируется как технология, способная обеспечить реализацию приоритетов, обозначенных в Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации и Национальной технологической инициативе. А именно, формирование «определенных моделей мышления и поведения личности, включающих с одной стороны креативность и изобретательство, с другой стороны, структурное мышление и такую компетенцию, как обучение на протяжении всей жизни» [10].
Робототехника, как образовательная технология позволяет осуществлять непрерывное обучение и развитие детей в процессе включения их в самостоятельное научно-техническое творчество. Основой этого процесса являются техническое конструирование и моделирование, проектирование и программирование. Основным способом организации деятельности является проектно-исследовательская. На каждом занятии дети работают над проектом - конструируют роботехнические устройства.
Изложение основного материала статьи. Преемственность как дидактический принцип, охарактеризована в работах А.К. Орешкиной, В.А. Сластенина, П.Ф. Исаева, E.H. Шиянова [1; 9]. Базируясь на системном видении обучения, они указывают, что преемственность «позволяет объединить и иерархизировать отдельные учебные ситуации в единый целостный учебный процесс постепенного освоения закономерных связей и отношений между предметами и явлениями мира» [9, С. 174].
Преемственность дошкольного, начального общего и основного общего образования в преподавании робототехники в учебном курсе «Технология» выстраивается на уровне работы с понятиями, на уровне содержания, на уровне форм, методов и приемов организации учебной деятельности.
Основу учебной деятельности на занятиях по робототехнике составляет техническое конструирование, моделирование, проектирование и программирование. В дошкольный период дети осваивают данные виды деятельности на репродуктивном уровне, решая проектные задачи с опорой на образец, карты сборки роботов и видеоматериал. В процессе такой деятельности происходит пропедевтическая подготовка к овладению учебной деятельностью в начальной школе и знакомство с основами математики, информатики, механики и др. [11]. Для обучающихся основной школы робототехника представляет возможность самостоятельного поиска и практического решения жизненных проблем, участия в профессиональных пробах.
Целью введения робототехники на уровне дошкольного образования является обеспечение пропедевтической подготовки детей к овладению учебной деятельностью в начальной школе. К 6,5-7-ми годам у детей должны быть развиты определенные психологические предпосылки овладения учебной деятельностью: познавательная и учебная мотивация; мотив соподчинения поведения и деятельности; умения работать по образцу; умение создавать и анализировать продукт своей деятельности. На занятиях по робототехнике, выделенные психологические предпосылки получают активное развитие благодаря созданию привлекательной для дошкольника дидактической среды. Занятия организуются в игровой форме. Конструирование робототехнического устройства (интерактивной игрушки) своими руками, поддерживает положительную мотивацию к решению проектных заданий. Ориентировочную основу для выполнения заданий составляют рисунки, фотографии, модели, готовые изделия, а также диалог с воспитателем и сверстниками. В работе с дошкольниками
может применяться учебно-методический комплекс РОБОТРЕК и конструкторы «Роботрек «Малыш-1», «Роботрек «Малыш-2». Работа с конструктором всегда осуществляется в парах или мини-группах, что развивает коммуникативные способности детей и речь (умение общаться, поддерживать беседу, договариваться, высказывает свою точку зрения, согласие или несогласие с ответом товарища и пр.). Сконструированного робота необходимо протестировать и презентовать, сделать его частью совместной игры. Эта деятельность способствует развитию произвольного поведения детей, волевых качеств и развитию речи. Таким образом, можно утверждать, что занятия робототехникой позволяют оказывать комплексное стимулирующее влияние на развитие детей во всех образовательных областях, выделенных во ФГОС дошкольного образования: социально-коммуникативное, познавательное, речевое, художественно-эстетическое, физическое [11].
Важно, что эта работа не завершается с окончанием детского сада, а преемственно продолжается в младшем школьном возрасте.
На уровне начального общего образования робототехника закрепилась как особый вид учебной деятельности, входящий в структуру модуля «Конструирование и моделирование» учебного курса «Технология» в 4-м классе. В соответствии с требованиями ФГОС НОО планируемые предметные результаты освоения компонента «Робототехника» должны отражать сформированность следующих умений: соблюдать правила безопасности; организовывать рабочее место; распознавать и называть конструктивные, соединительные элементы и основные узлы робота; подбирать необходимые инструменты и детали для создания робота; конструировать робота в соответствии со схемой, чертежом, образцом, инструкцией, собственным замыслом; составлять простой алгоритм действий робота; программировать робота; сравнивать по образцу и тестировать робота; выполнять преобразование конструкции робота; презентовать робота (в том числе с использованием средств ИКТ) [7].
Реализация робототехники в учебном процессе требует от образовательной организации особых материально-технических и организационных возможностей. Наличие робототехнических конструкторов, персональных компьютеров или ноутбуков для просмотра видеоматериалов, инструкционных карт, простейшего программирования. Если младшие школьники работают с ноутбуками, то в соответствии с санитарными правилами организации воспитания и обучения необходимо наличие приставной клавиатуры [3]. Также важно соблюдать «Санитарно-эпидемиологические требования к организациям воспитания и обучения, отдыха и оздоровления детей и молодежи» при проведении занятий. Среди них: общая продолжительность использования ЭОС на занятии для обучающихся 3-4 класса не более 25 минут; зрительная дистанция до экрана должно составлять не менее 50 см.; предусматривается проведение во время занятия физкультминуток, гимнастики для глаз, обеспечение контроля за осанкой и др. [2].
Образовательная робототехника полностью отвечает требованиям ФГОС НОО в контексте реализации системно-деятельностного подхода, ориентации на формирование готовности решать учебно-практические и жизненные задачи, создания условий для ранней профориентации.
Приведем пример содержательного наполнения занятия по робототехнике с опорой на учебно-методический комплекс РОБОТРЕК и конструкторы «Роботрек «Мой Робот»» и «Роботрек «Стажёр А» [8].
Первое занятие в системе уроков с обучающимися 4-го класса. Тема занятия: «Введение в робототехнику. Знакомство с конструктором «Роботрек «Мой робот»» через проект «Дроид-астромеханик»». Продолжительность занятия - 2 академических часа (90 минут). В процессе работы над проектом происходит знакомство обучающихся с конструктором, средой разработки и принципами работы робота; стимулируется интерес к дальнейшему изучению робототехники. На занятиях младшие школьники изучают структуру программы, осваивают среду программирования Роботрек IDE и программирование микроконтроллера «Трекдуино», принципы сборки и загрузки на плату программ, овладевают принципами управления двухмоторной тележкой. Знакомятся с понятиями «робот», «датчик», «программа», конкретизируя представления, сформированные в дошкольный период. Открывают для себя современную профессию инженер-робототехник.
Работа с конструктором обязательно организуется в парах (или четверках). Благодаря этому младшие школьники учатся конструктивно взаимодействовать, помогать друг другу, получают опыт лидерства или подчинения, умение отстаивать свою точку зрения или принимать чужую в процессе решения общей проектной задачи - конструирования робототехнического устройства. На занятиях учитель создает условия для самостоятельной поисковой и экспериментальной деятельности, занимает позицию консультанта, направляет, подсказывает. Такой подход стимулирует самостоятельность и инициативность школьников, снимает страх ошибиться, сделать неверно, получить замечание. Ученики осуществляют самоконтроль за счет сравнивания результатов конструирования и программирования на каждом этапе с чертежом, схемой, рисунком или образцом (моделью), а также в процессе тестирования модели. Если допущены ошибки, робот не будет работать. В таком случае, учитель может предложить обучающимся возможность проверки готовой конструкции по учебному образцу программы, представленному в УМК «РОБОТРЕК».
Таким образом, можно утверждать, что на занятиях по робототехнике в начальной школе происходит преемственное развитие учебной деятельности, которое началось в дошкольный период непосредственно в процессе конструирования, моделирования и проектирования.
На уровне основного общего образования робототехника в курсе «Технология» представлена как самостоятельный инвариантный модуль и осваивается ступенчато с 5-го по 9-й класс. В соответствии с Федеральной образовательной программой, в содержание модуля «Робототехника» заложена идея конвергенции материальных и информационных технологий, формирование у обучающихся навыков работы с когнитивной составляющей (действиями, операциями и этапами), которые в современном цифровом социуме приобретают универсальный характер [5]. Модуль «Робототехника» в основной школе обогащает учебный процесс конструирования по созданию действующих моделей роботов, приближая его к учебно-профессиональному, создавая предпосылки для профессионального самоопределения школьников. Продолжается развитие и интеграция знаний о технике и технических устройствах, электронике, программировании, фундаментальных знаний, полученных в рамках школьных предметов в начальной школе и представлений в дошкольный период.
В 5-м классе на освоение модуля выделяется 20 часов. Содержание модуля логично развивает основные понятия, освоенные в 4-м классе на начальном уровне: «автоматизация и роботизация», «принципы работы робота, классификация современных роботов, виды роботов, их функции и назначение»; «взаимосвязь конструкции робота и выполняемой им функции». При организации занятий применяется опыт работы с робототехническим конструктором и его комплектующими. Развиваются умения читать схемы, технические рисунки, чертежи в процессе сборки роботизированной конструкции. Актуализируются знания о базовых принципах конструирования, моделирования и программирования, освоенные на пропедевтическом уровне в 4-м классе.
Для работы с обучающимися основной школы применяется учебно-методический комплекс РОБОТРЕК и конструктор «Роботрек «Базовый» [8].
На первом занятии по робототехнике в 5-м классе ученикам можно предложить изготовление игровой установки «Кто быстрее». Грамотно разработанное устройство помогает понять принципы конструирования и программирования несложных роботизированных игр, стимулируя интерес школьников к профессиям робототехников и инженерным специальностям.
Готовая игровая установка должна выполнять следующие задачи:
- при включении платы необходимо, чтобы прозвучал обратный отчет с паузой в 1 секунду;
- после сигнала флажок должен повернуться в сторону того, кто раньше нажал на кнопку;
- после поворота флажка происходит остановка выполнения программы.
После освоения простейших базовых навыков происходит усложнение задач построения программ и разработки конструкций. Например, в процессе выполнения проекта «Пизанская башня» обучающиеся изучают основные функции и строение контроллера Трекдуино, входящего в робототехнический комплекс «Роботрек». Трекдуино -многофункциональный отечественный микроконтроллер.
Работая над проектом «Пизанская башня» ученики приобретают знания из разных областей наук: математики, физики, информатики, истории. Разработка конструкции требует исследования угла наклона башни и вычисления максимально возможного угла отклонения, при котором башня будет устойчивой. Результаты расчетов станут основой для программирования установки. Правильность расчетов проверяется в процессе тестирования готовой модели. Для создания программы, заставляющей контроллер работать, используется специально разработанная среда программирования -Роботрек IDE (англ. Integrated development environment) - интегрированная среда разработки. Ученики изучают интерфейс окна визуальной среды и отрабатывают приемы программирования в среде Роботрек IDE. Таким образом, осваивают базовые принципы программирования, визуальный язык для программирования простых робототехнических систем. Если уровень знаний учеников позволяет работать с кодом, то программировать можно не только блочной системой, но и на языке С++ в той же самой среде. В процессе работы над проектом школьники изучают серводвигатель - специальный механизм, способный устанавливать свой выходной вал в заданное положение и удерживать этот угол. Знакомятся с пьезоизлучателем - электроакустическим устройством, способным воспроизводить звук благодаря обратному возникновению механических деформаций под действием электрического поля. Учатся писать свою первую программу по инструкции («необходимо выбрать из списка необходимый блок (соответствующий блок подкрашен определенным цветом); захватить нужный блок и перетащить в поле программы») и по предложенной схеме. Схема программирования модели:
1. Установка серводвигателя, подключенного к порту OUT2, на угол 90 градусов.
2. Установка зуммера (пьезоизлучателя), подключенного к порту OUT1, на частоту 440 Гц и времени звучания 500 мс.
3. Включение встроенного RGB светодиода на определенный цвет.
4. Пауза в программе на 1000 мс. (1 сек.).
Все, что находится в поле «установка», выполняется 1 раз при старте программы.
Работа над данным проектом позволяет также развивать кругозор и эрудицию ребят. В ходе учебной работы учащиеся анализируют занимательную историческую информацию о Пизанской башне, как уникальном объекте мирового культурного наследия ЮНЕСКО.
С целью создания условий для перехода обучающихся на творческий уровень учебной деятельности, после тестирования и презентации робота полезно предложить следующие задания:
- Попробуйте изменить параметры программы, увеличьте время паузы.
- Попробуйте убрать блоки остановки программы, как теперь выполняется программа?
- Сделайте победный сигнал после опускания флажка.
Образовательные возможности лаборатории «Роботрек» позволяют организовывать учебный процесс на основе индивидуализации и дифференциации. Для одаренных обучающихся разработаны учебно-методические рекомендации по моделированию робототехнических установок, в комплектацию наборов входят дополнительные датчики.
Выводы. Таким образом, преемственность в преподавании робототехники можно охарактеризовать как педагогический принцип и как процесс, обеспечивающий непрерывность освоения современной цифровой технологии от репродуктивного до творческого уровня. Возникающие проблемы преемственности для образовательной системы (дошкольное - начальное общее - основное общее образование) возможно предотвратить при создании единой дидактической среды. Это комплексное решение, включающее:
- робототехническое оборудование (комплектующие конструктора и его конструктивные возможности, соответствующие возрастным возможностям детей и зоне ближайшего развития);
- организация основных видов деятельности - конструирование, моделирование и программирование с учетом уровня обученности;
- постановка учебных заданий и задач в форме проекта (от учебного до научно-практического).
В реальной образовательной практике это возможно благодаря выбору РОБОТРЕК - образовательной лаборатории по изучению цифровых технологий, среди которых и робототехника. Учебно-методический комплекс и робототехнические наборы РОБОТРЕК выстроены последовательно с учетом системной соподчиненности уровней образования от дошкольного до начального общего и основного общего.
Литература:
1. Орешкина, А.К. Преемственность образовательного процесса в системе непрерывного образования / А.К.Орешкина.-Автореферат дисс. ... д-ра пед. наук.-М.,2009. - 45 с.
2. Постановления Главного государственного санитарного врача РФ от 28 сентября 2020 года № 28 Об утверждении санитарных правил СП 2.4.3648-20 «Санитарно-эпидемиологические требования к организациям воспитания и обучения, отдыха и оздоровления детей и молодежи». -URL: https://fgosreestr.ru/sanitary_standard (дата обращения: 20.07.2023)
3. Постановления Главного государственного санитарного врача РФ от 28 января 2021 года № 2 Об утверждении санитарных правил и норм СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания». - URL: https://fgosreestr.ru/sanitary_standard (дата обращения: 20.07.2023)
4. Приказ Министерства просвещения Российской Федерации от 18.05.2023 № 372 «Об утверждении федеральной образовательной программы начального общего образования» (Зарегистрирован 12.07.2023 № 74229). - URL: https://edsoo.ru/Normativnie_dokumenti.htm (дата обращения: 19.07.2023)
5. Приказ Министерства просвещения Российской Федерации от 18.05.2023 № 370 «Об утверждении федеральной образовательной программы основного общего образования» (Зарегистрирован 12.07.2023 № 74223). - URL:
https://edsoo.ru/Normativnie_dokumenti.htm (дата обращения: 19.07.2023)
6. Приказ Министерства просвещения Российской Федерации от 31.05.2021 № 287 «Об утверждении федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования» (Зарегистрирован 05.07.2021 № 64101). -URL: https://edsoo.ru/Normativnie_dokumenti.htm (дата обращения: 18.07.2023)
7. Приказ Министерства просвещения Российской Федерации от 31.05.2021 № 286 «Об утверждении федерального государственного образовательного стандарта начального общего образования». - URL: https://edsoo.ru/Normativnie_dokumenti.htm (дата обращения: 19.07.2023).
8. РОБОТРЕК-сайт.рф: сайт. -2023. - URL: https://robotrack-rus.ru/ (дата обращения: 01.08.2023).
9. Сластенин, В.А. Педагогика / В.А. Сластенин, И.Ф. Исаев, E.H. Шиянов. - М.: Академия, 2008. - 576 с.
10. Указ Президента Российской Федерации от 01.12.2016 г. №642 О Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации. - URL: http://www.kremlin.ru/acts/bank/41449 (дата обращения: 03.08.2023)
11. Федеральный государственный образовательный стандарт дошкольного образования (утв. приказом Министерства образования и науки РФ от 17 октября 2013г. № 1155). - URL: https://base.garant.ru/ (дата обращения: 01.08.2023)
Педагогика
УДК 378.184
кандидат педагогических наук Гришина Юлия Викторовна
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева» (г. Орёл); кандидат педагогических наук Калинина Евгения Сергеевна Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева» (г. Орёл)
НАСТАВНИЧЕСТВО КАК СТРАТЕГИЯ РАЗВИТИЯ НАУЧНОГО ПОТЕНЦИАЛА И ТВОРЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ СТУДЕНТОВ УНИВЕРСИТЕТА
Аннотация. Поддерживая традиционные концепции высшего образования и следуя за идеями реформирования и инноваций, мы организуем научно-исследовательскую и творческую деятельность студентов вуза, положив в основу механизм повышения качества образования - наставничество. Практик организации научных студенческих обществ существует множество, мы взяли за основу созданного нами научно-исследовательского студенческого клуба «УНИКУМ» такие модели наставничества, как: «педагог - студент», «студент - студент», «студент - воспитанник». Организация взаимодействия преподавателей и студентов, студентов между собой внутри клуба и самоорганизация обучающихся требует наличия определенных компетенций, навыков практической деятельности, которыми участники клуба могут не обладать в полном объеме, что может снижать эффективность и продуктивность, качество работы клуба. Проведенный анкетный опрос позволил выявить образовательные дефициты в контексте научно-исследовательской деятельности участников клуба. Полученные данные позволять оптимизировать содержательное наполнение деятельности наставников в рамках реализации задач научно-исследовательского клуба «УНИКУМ», расширить формы наставничества, включив в них модель «работодатель-студент».
Ключевые слова: наставничество, научно-исследовательская работа, студенческий клуб.
Annotation. Supporting the traditional concepts of higher education and following the ideas of reform and innovation, we organize research and creative activities of university students, using mentoring as a mechanism to improve the quality of education. There are many practices of organizing scientific student societies, the research student club "UNIKUM" created by us is based on the models of mentoring: "teacher - student", "student - student", "student - pupil". Organization of interaction between teachers and students, students among themselves within the club and self-organization of students requires the presence of certain competencies, skills of practical activity, which club members may not have in full, which can reduce the efficiency and productivity, quality of the club's work. The conducted questionnaire survey allowed to identify educational deficits in the context of research activities of the club participants. The obtained data make it possible to optimize the content of mentors' activity within the framework of implementation of the tasks of the research club "UNIKUM", to expand the forms of mentoring, by adding the «employer-student»
Key words: mentoring, research work, student club.
Введение. Непрерывное инновирование системы образования обуславливает определенные противоречия, проявляющиеся в дисгармонии между постоянным обновлением, перенасыщением образовательной среды и нарастанием в ней несогласованности, а также между необходимостью высокой активности личности в социальной жизни и увеличивающимися рисками социальной дезадаптации подрастающего поколения. По мнению исследователей, обозначенные разногласия позволяет разрешить внедрение различных практик наставничества [2]. Обращает на себя внимание тот факт, что наставничество как многофункциональная и универсальная модель дает возможность простроить эффективное взаимодействие внутри любой образовательной организации, в качестве технологии «интенсивного развития личности, передачи опыта и знаний, формирования навыков, компетенций, метакомпетенций и ценностей» [7, С. 13]. Универсальный характер модели определяет широкие возможности внедрения наставничества на разных уровнях образования.
Традиционно в организации высшего образования к основным задачам наставничества относили: «привитие молодым преподавателям интереса к научно-педагогической деятельности и закрепление молодых специалистов в вузе; ускорение процесса профессионального становления; сокращение сроков адаптации в коллективе, развитие личностно ориентированных отношений между молодыми специалистами и «стажистами», способствующих осуществлению поддержки в педагогической практике и обеспечению взаимосвязи и преемственности профессиональной деятельности разных поколений сотрудников» [10, С. 179], что содержательно определяло наставничество как кадровую технологию развития молодых специалистов.
В условиях современных динамичных процессов в высшем образовании и реализации университетами трех миссий (образовательной, научной и вклада в развитие общества) наставничество следует рассматривать как механизм повышения качества образования и научных исследований, драйвер эффективных социальных лифтов, обеспечивающих движение через «точки роста» к целям личностного и профессионального развития. М.В. Вакуленкова в качестве лучших наставнических практик в сфере высшего образования приводит Менторский клуб МГУ, Программу наставничества в НИУ ВШЭ, Проект MY MENTOR МГИМО, наставничество ПО СК «Самоуправление вне границ» Финансового университета
