Образовательная робототехника на уроках по технологии как средство развития у первоклассников учебной мотивации к техническим видам деятельности Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

го m о х

2 ^

ю <и

X

О QD

УДК 6(07):621.396 ББК 74.263:32.816

В.Л. Синебрюхова, А.Т. Мамедова

образовательная робототехника на уроках по технологии как средство развития у первоклассников учебной мотивации к техническим видам деятельности

В данной статье рассматриваются особенности развития учебной мотивации у учеников первого класса к техническим видам деятельности на уроках по технологии средствами робототехники в образовательном процессе. В статье подробно представлены вниманию концептуальные положения формирования учебной мотивации у детей младшего школьного возраста и особенности предметной области «Технология» в начальных классах, представлены условия применения робототехники в исследуемом процессе. Рассматриваются результаты педагогического эксперимента по формированию учебной мотивации у первоклассников к техническим видам деятельности через применение образовательной робототехники на уроках по технологии. Описываются их мероприятия по формированию у первоклассников учебной мотивации к техническим видам деятельности посредством образовательной робототехники.

Ключевые слова: мотивация в учебном процессе, робототехника в образовательном процессе, технические виды деятельности, задания разной степени сложности.

V.L. Sinebriukhova, A.T. Mamedova

educational robotics in the classroom technology as a tool to develop first-graders learning motivation for the technical activities

This article discusses the features of the development of educational motivation in the first class of students to technical activities in the classroom by means of robotics technology in the educational process. The article details the attention of the conceptual provisions of the formation of educational motivation in children of primary school age and especially the domain "Technology" in the elementary grades, presented conditions for the application of robotics in the test process. The results of pedagogical experiment on the formation of educational motivation among first-graders to technical activities through the use of educational robotics in the classroom technology are discussed. Building activities at first-graders on formation of educational motivation to technical activities through educational robotics are described.

Key words: motivation in the learning process, robotics in education, technical activities, tasks of varying difficulty.

В настоящее время актуальна высокая конкуренция развитых стран в научно-технической сфере. Такое обстоятельство приводит к решению задач, связанных с прогрессивным включением страны в мировую экономико-политическую сферу, развитием плодотворного финансового климата, повышением конкурентоспособности внутренней промышленности. [2, с. 199]. Преобладаю-

щие технические направления Стратегии развития науки и инноваций в Российской Федерации определяются определенными нормативными документами, такими как: Федеральный закон «О науке и государственной научно-технической политике», а также Указ Президента Российской Федерации от 07 июля 2011 г. № 899 «Об утверждении приоритетных направлений развития науки, техноло-

гий и техники в Российской Федерации и перечня критических технологий Российской Федерации». Данные направления содержат в себе становление таких систем, как информационные, автомобильное машиностроение, авиация и космические системы, высокотехнологичные вооружения, а также техника в военной сфере [4, с. 20-21].

Такой факт в мировом политическом пространстве стал результатом положительного освоения различных новейших технологий. Наше государство в последние годы совершило скачок в процессе становления научно-технической сферы, что стало началом развития одного из прогрессирующих направлений, как робототехника. На данный момент робототехника стала одним из важных отраслей научно-технического прогресса, где рассматриваются принципы механики и новейших технологий в соотношении с проблемами искусственного интеллекта. В данном контексте следует обратить внимание на то, что задачи, описанные выше, должны решаться конкретными людьми - главным образом, квалифицированными специалистами с дипломами инженеров. Поэтому перед передовыми вузами встает главная задача: развитие инновационной научно-образовательной структуры. При поддержке государства вузам необходимо осуществлять процесс подготовки квалифицированных инженеров, являющихся основой кадрового обеспечения развития реального сектора экономики и государства в целом. В этих условиях необходимым становится формирование технического мышления не только в период обучения человека в высшем учебном заведении, а гораздо раньше, на этапе обучения его в общеобразовательном учреждении. В связи с этим перед сферой образования встаёт задача включения образовательной робототехники в учебный процесс [3, с. 29-33].

Однако решить данную задачу в рамках традиционного комплекса физико-математических и технических дисциплин довольно сложно [4, с. 20-21]. Без-

условно, на данный момент направление робототехники, а именно образовательной робототехники, становится крайне популярным и интересным. Рассматриваются возможности каждой предметной области и, более того, уже вносятся изменения в программы обучения некоторых предметных областей с включением «робототехнической линии». Но наиболее подходящей учебной дисциплиной по-прежнему является «Технология». При освоении содержания данного предмета ученики получают представление о мире техники, о конструкции разных видов изделий.

При анализе авторских программ учебного предмета для начальных классов «Технология» Т.М. Рагозиной, О.А. Ку-ревиной и Е.А. Лутцевой, Т.М. Герони-мус, Н.М. Конышевой и др. в разделах представленного авторами содержания выделяются темы, которые непосредственно направлены на овладение различными видами технической деятельности. К ним относятся: «Практика работы на компьютере» - в рамках данного раздела учащиеся получают представление об информации, ее отборе, анализе, систематизации, способах получения, хранения и переработки; и «Конструирование и моделирование» - при освоении содержания данного раздела ученики получают представление о мире техники, о конструкции разных видов изделий. В данном разделе рассматриваются темы: конструирование и моделирование изделий из различных материалов по образцу, рисунку, простейшему чертежу или эскизу, по модели, по заданным условиям, проектирование и др. Учащиеся в рамках данной предметной области изучают основы робототехники, используя специально предназначенные наборы конструкторов, предполагающих программное обеспечение [6]. В содержание образовательных программ по учебному предмету для начальных классов «Технология» указанных авторов включены темы, которые предусматривают работу с различными видами конструкторов, самыми популярными

CÜ

го Е

о о ш х I- -Q о ц. Ч Ф Ф IQ. К О Ф

* ч

ГО 5 го

s о m q S

0 S

1 ^

X о ф ф

I- т

g i X X Ф ГО I-

ё * Q.S

! ^ ей

го

X

го

I S

х -

<u>s

I- о

о I

О Ф

0 ^

к о

го ^

1 S .0 I

q °

<¡3 о

I- го

го q

ей 2

о о

со ей

ГО О. а. Ф

ю с

го са о х

2 ^

ю <и

X

О QD

из них являются конструкторы LEGO. Работая с данным видом конструкторов, учащиеся в форме познавательной игры узнают многие важные идеи, развивают необходимые в будущем универсальные учебные действия и навыки.

Применяя в работе простые механизмы, ребята развивают мелкую моторику, элементарное конструкторское и пространственное мышление, логику, знакомятся с принципами работы различных механизмов. По мнению авторов программ по технологии, одной из главных задач является знакомство обучающихся с миром техники и профессией инженера. Следует обратить внимание на то, что, по мнению авторов программ, именно компьютер является средством, позволяющим управлять моделью; его использование необходимо для разработки управляющих алгоритмов в работе с собранными моделями [3, с. 29-33]. У учащихся формируется представление о принципах составления цикла программ управления, автоматизации механизмов, моделировании работы систем. Поэтому следующая задача курса заключается в том, чтобы сформировать у обучающихся умение правильно передавать свою конструкторскую идею, проектировать техническое и программное решение в соответствие с идеей, реализовать ее в виде модели, способной к функционированию.

В Приоритетном национальном проекте «Образование» отмечено, что занятия по робототехнике предоставляют возможности для формирования важнейших компетенций, обозначенных в образовательных стандартах. Это и навыки проведения экспериментального исследования, и понимание межпредметных связей, развитие творческого, образного, пространственного, логического, критического мышления, развитие коммуникативной компетенции и самое главное, овладение технико-технологическими знаниями [5]. По мнению И.М. Макаровой, робототехника - прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем.

Она опирается на такие дисциплины, как электроника, механика, программирование [1, с. 56]. Именно изучение основ робототехники мотивирует учеников создавать новое, совершенствовать уже созданное и привносить свои идеи.

Анализ психолого-педагогической, специальной и методической литературы позволил выделить следующие условия применения образовательной робототехники, способствующей формированию учебной мотивации к техническим видам деятельности у младших школьников на уроках по технологии:

• систематическое и целенаправленное включение образовательной робототехники в содержание уроков по предмету «Технология», не нарушающее целостности и логики авторских подходов к построению курса;

• применение в содержании уроков по технологии практико-ориентированных заданий разной степени сложности, которые будут способствовать стимулированию работы ученика, давать возможность для создания «ситуации успеха»;

• овладение учителем методами работы в области образовательной робототехники.

Опытно-экспериментальная работа по формированию у младших школьников учебной мотивации к техническим видам деятельности на основе применения образовательной робототехники проводилась на базе МБОУ НШ №42 города Сургута. Средний возраст испытуемых 6,5-8 лет.

На первом этапе был проведен констатирующий этап экспериментальной работы с целью установления исходного состояния объекта исследования.

Для начала были определены критерии оценки уровня сформированности у младших школьников учебной мотивации к техническим видам деятельности. На основании выявленных критериев были разработаны и описаны уровни сформированности учебной мотивации к техническим видам деятельности [6] и определен комплекс методик (см. таблицу 1).

Табл. 1. Комплекс методик, направленный на выявление исходного уровня сформированности у детей младшего школьного возраста учебной мотивации

к техническим видам деятельности

Критерий Методики и диагностические задания

Наличие положительного мотива к технической деятельности Диагностика специальных способностей детей (А. де Хаан, Г. Каф)

Наличие интереса к работе с конструктором Опросник для младших школьников

Умение выполнять простейшие технические конструкции Выполнение заданий с конструктором с использованием схем и рисунков

Умение создавать оригинальные объекты Тест дивергентного мышления (Ф. Вильямс)

Констатирующий эксперимент проводился в виде диагностики исходного уровня сформированности у обучающихся первых классов учебной мотивации к техническим видам деятельности, в результате которой был осуществлён анализ полученных результатов. В первой серии констатирующего этапа эксперимента была использована методика выявления специальных способностей детей (А. де Хаан, Г. Каф). Методика использовалась для определения той области (деятельности), где ученик максимально проявляет свои способности и интересы.

Во второй серии констатирующего этапа использовался опросник для младших школьников. Целью данного опросника являлось изучение уровней заинтересованности учеников в робото-технической деятельности и в работе с лего-конструктором. Совместно с психологом школы был разработан опросник, состоящий из вопросов, связанных с робототехникой и лего-конструированием. При проведении данной методики было установлено, что ученики класса А (30%) показали выше уровень заинтересованности в робототехнической деятельности на 3%, чем ученики класса В (27%), так как большая часть учащихся демонстрировала свои знания в области робототехники, проявляла больший интерес к Лего-конструированию.

Третья серия констатирующего этапа эксперимента предусматривала использование теста на определение уровня развития дивергентного (творческого) мышления обучающихся. Анализ результатов диагностики уровня сформирован-ности дивергентного мышления показал, что у обучающихся класса А (32%) результат выше на 23%, чем у обучающихся класса В (9%). Возможными причинами этого могут являться недостаточно правильный подбор учителем заданий, направленных на развитие дивергентного типа мышления младших школьников. Возможно, материал, представляемый на уроках, носил чаще репродуктивный характер. Также причиной может являться недостаточная заинтересованность родителей в успехах своего ребенка, и соответственно несформированной мотивации ученика к учебной деятельности. Данные причины могут влиять на формирование учебной мотивации у детей младшего школьного возраста к техническим видам деятельности.

Мы проанализировали результаты проведенной диагностики по всем выбранным методикам, направленным на выявление уровня сформированности у младших школьников учебной мотивации к техническим видам деятельности, и получили сводные результаты, которые продемонстрированы в таблице (см. табл. 2).

Табл. 2. Результаты диагностики уровня сформированности у первоклассников учебной мотивации к техническим видам деятельности

Уровень Количество учащихся, %

А Б

Низкий 62 40

Средний 30 44

Высокий 8 16

к ^

н ^

ш

го Е

0-Б

о о

ш х

1- -о О щ Ч Ф Ф н

О. К

О Ф

* ч

а £

115

о ш

0 ^

1 ьг

X о

ф ф

I- т

£ 1

^ X

X Ф

ГО I-

ё *

х ей

го ^

^ I-

^ о

I 2

х —

<и>5

I- о

о I

О Ф

0 ^

к о

го ьг

1 ^ I

с; °

<¡3 о

I- го

го ц

ш 2

о о

со ей

ГО О. О- ф

Ю С

О >,

го ш о

X 2 п.

ю ф

X

О Ш

Можно сделать вывод, что уровень сформированности учебной мотивации к техническим видам деятельности у обучающихся класса А (16%) ниже на 8%, чем у обучающихся класса В (8%), что послужило основанием для проведения дальнейшей работы [7].

Следующий этап эксперимента предполагал разработку программы формирующего этапа эксперимента с целью совершенствования процесса развития учебной мотивации у детей младшего школьного возраста к техническим видам деятельности посредством применения образовательной робототехники на уроках по технологии.

На этом же этапе проводилась формирующая работа, задачей которой являлась организация обучения на уроках технологии для формирования у обучающихся учебной мотивации к техническим видам деятельности с использованием образовательной робототехники и реализация комплекса условий, обозначенных ранее.

Для того чтобы достичь цели данного этапа эксперимента по развитию учебной мотивации у младших школьников, была разработана серия уроков по технологии, рассчитанная на учащихся 1-х классов, в соответствии с программой авторов О.А. Куревиной и Е.А. Лутцевой.

Использование образовательной робототехники в процессе формирования учебной мотивации на уроках технологии предполагало прежде всего самостоятельное выделение и формулирование цели выполняемого задания, анализ объектов при выделении признаков, выбор критериев для сравнения и классификации объектов, работа с конструкторским и программным обеспечением.

Совместно с учителем МБОУ начальная школа № 42 г. Сургута К.В. Вдо-виной были разработаны практико-ориентированные задания трех уровней с учетом содержания авторской программы по технологии, имеющегося материально-технического обеспечения (конструктроского и компьютерного), а также уровней сформированности у первоклассников мотивации к техническим видам деятельности [6].

Так, например, на уроке по теме «Профессия строителя» формировали у обучающихся интерес к инженерной деятельности. Сначала, используя мозговой штурм, учениками было установлено, кто такой «строитель» и в чем заключается специфика его работы. После этого ребята называли, какие архитектурные объекты им знакомы, какие они часто видят в городах России. Далее ученики выявляли внешние и внутренние особенности архитектурных объектов, перечисляли те инструменты и механизмы, которые необходимы строителю для выполнения работы над объектом. Далее ученикам была предложена работа по инструкции: сконструировать мост. Данная деятельность предусматривала работу в парах. Обучающимися была выбрана из нескольких предложенных инструкция, в которой был четко и последовательно представлен алгоритм конструирования объекта (моста) (рис. 1).

Рис. 1. Задание базового уровня

Ученики очень быстро справились с заданием. Далее было предложено сконструировать новый обьект, но с наличием основы в виде моста, а также добиться механизма движения этого нового объекта. После того как удавалось выполнить эту работу, обучающиеся приступали к работе с программным обеспечением и определением цикла движения робота. Ученические пары, которым удавалось задать цикл работы для робота, предлагалась работа на уровень выше с целью формирования у них представления о возможностях образовательной робототехники и тем самым учебной мотивации к технической деятельности (рис. 2).

Паре, которая к концу урока успешно и самостоятельно справлялась со всеми предложенными заданиями, предлагалось продемонстрировать остальным ученикам особенности работы и раскрыть секрет достигнутого ими успешного результата [6].

В ходе наблюдения за деятельностью первоклассников на уроках по технологии было установлено, что там, где используется образовательная робототехника и реализуются выделенные нами условия ее применения, указанные выше, задания выполнялись с повышенным интересом, ученикам нравится проявлять большую самостоятельность, делиться своим «конструкторским» опытом и впечатлениями.

В обучении младших школьников важны не отдельные мероприятия, а хорошо продуманный непрерывный

процесс деятельности по разработке и выполнению того или иного объекта, направленный на формирование у них учебной мотивации к техническим видам деятельности.

Таким образом, можно сделать вывод, что, реализуя и технически оснащая какие-либо управляемые устройства, учащиеся имеют возможность получить знания о различных техниках управления и действий, которые необходимо знать и использовать в современном научном мире конструирования и дизайна. Комплекс образовательной робототехники позволяет создавать необходимые условия для осуществления конструкторских замыслов и как следствие, уже с первых ступеней обучения, готовить кадровый инженерный резерв нашего государства, что отвечает современным требованиям общества.

Библиографический список

1. Адаменко, А.С. Творческая техническая деятельность детей и подростков и библиотека [Текст] / А.С. Адаменко // Актуальные вопросы библиотечной работы: теория и практика: учебно-справочное пособие. - М.: Издательский центр «Академия», 1986. - С. 56-65.

2. Афонин, В.Л. Интеллектуальные робототехнические системы [Текст]: курс лекций [Текст] / В.Л. Афонин, В.А. Макушкин. - М.: Интернет-Ун-т Информ. Технологий, 2009. - 199 с.

3. Волкова, О.В. Техническое моделирование как реализация творческого потенциала учащихся [Текст] / О.В. Волкова // Дополнительное образование. - 2005. - № 9. - С. 29-33.

4. Задунова, Е.В. Формирование учебной мотивации младших школьников [Текст] / Е.В. Задуно-ва, А.А. Омельченко // Начальная школа. - 2007. - № 2. - С. 20-21.

5. Синебрюхова, В.Л. Применение образовательной робототехники в процессе формирования у детей младшего школьного возраста учебной мотивации к техническим видам деятельности [Электронный ресурс] / В.Л. Синебрюхова, А.Т. Мамедова // VIII Международная студенческая электронная научная конференция «Студенческий научный форум 2016». - Режим доступа: http:// www.scienceforum.ru/2016/1448/16772

6. Семенова, Г.В. Развитие учебно-познавательных мотивов младших школьников [Текст] / Г.В. Семенова // Начальная школа. - 2007. - Авг. (№ 15). - С. 38-40. - Прил. к газ. «Первое сентября».

CQ

со F

о о

со X

I- -0

о ц

Ч CD

CD IQ. К

0 CD

* Ч

СО 5

со

1 ä

0 S X ^

X о

CD CD

I- Т

£ i

X CD

СО I-

ё -

ig -

1 со CO s ^ IS о

ü|

I- о

О X

О щ

я ^

к о

со *

X S

.0 X

Ц о

3 о

Н СО

СО Ц.

со ü

о о

со со

СО О. CL CD

Ю С

О

7. Халамов, В.Н. Образовательная робототехника в начальной школе [Текст]: учеб. метод. пос. / В.Н. Халамов, Н.Н. Зайцева, Т.А. Зубова [и др.]. - Челябинск: Обл. центр информ. и мат. техн. обеспечения образоват. учреждений Челябинской обл., 2012. - 192 с.

Referencеs

1. Adamenko A.S. Creative technical activity of children and teenagers, and a library. Topical issues of library work: theory and practice: teaching handbook. M.: Izdatelskii tsentr 'Akademia", 1986. P. 56-65. [in Rus-

2. Afonin V.L., Makushkin V.A. Intelligent robotic systems. M.: Internet Univ Inform. Technologies, 2009. P. 199. [in Russian].

3. Volkova O.V. Technical modeling as a realization of creative potential of pupils. Dopolnitelonoie obrazo-vanie, 2005. № 9. P. 29-33. [in Russian].

4. Zadunova E.V., Omelchenko A.A. Formation of educational motivation of younger schoolchildren. Nachalnoie obrazovanie, 2007. № 2. P. 20-21. [in Russian].

5. Sinebriukhova V.L., Mamedova A.T. Application of educational robotics in the process of formation of primary school children learning motivation to the technical activities. VIII Mezhdunarodnaia stu-dencheskaia elektronnaia nauchnaia konferentsia "Studencheskii nauchnyi forum 2016». Available at: http://www. scienceforum.ru/2016/1448/16772

6. Semenov G.V. The development of educational and informative motives of younger schoolchildren. Nachalnaia shkola, 2007. August. (Number 15). P. 38-40. App. to the gas. "The first of September." [in Rus-

7. Khalamov V.N., Zaitseva N.N., Zubov T.A. [et al.]. Educational robotics in elementary school. Chelyabinsk: obl. inform tsentr mat. tekhn. obespech. obrazovat. uchrezh. Chelyabinsk oblast. 2012. P. 192. [in Rus-

ro m о x 2 er ю <u

X

s О

od

Сведения об авторах: Синебрюхова Вера Леонидовна,

кандидат педагогических наук, доцент, доцент кафедры теории и методики дошкольного и начального образования, Сургутский государственный педагогический университет, г. Сургут, Российская Федерация. Ктай: sinver13@mail.ru

Мамедова Алия Телман кызы,

студент факультета психологии и педагогики, Сургутский государственный педагогический университет, г. Сургут, Российская Федерация. Ктай: am11_94@mail.ru

Information about the authors: Sinebriukhova Vera Leonidovna,

Candidate of Sciences (Education), Academic Title of Associate Professor, Associate Professor, Department of Theory and Methodology of Preschool and Primary Education,

Surgut State Pedagogical University,

Surgut, Russia.

E-mail: sinver13@mail.ru

Mamedova Aliya Telman gizi,

Student, Department of Theory and Methodology of Preschool and Primary Education, Surgut State Pedagogical University, Surgut, Russian Federation. E-mail: am11_94@mail.ru