CC BY
61Образовательная робототехника в реализации технологии конструкционизма в инклюзивном образовательном пространстве
Корнеева Елена Ивановна,
кандидат социологических наук, доцент кафедры экономики и инноваций. Московский государственный гуманитарно-экономический университет, elena.korneeva@list.ru.
Лесников Иван Николаевич,
кандидат экономических наук, доцент, доцент кафедры Информатики и методике обучения информатике. Педагогический институт, ФГБОУ ВО «Иркутский государственный университет», lin2002@mail.ru.
Иванова Елена Николаевна,
кандидат педагогических наук, доцент,заведующая кафедрой информатики и методике обучения информатике. Педагогический институт, ФГБОУ ВО «Иркутский государственный университет», iimoi@mail.ru.
Никифорова Ирина Аркадьевна,
кандидат физико-математических наук, доцент, доцент кафедры Информатики и методике обучения информатике. Педагогический институт, ФГБОУ ВО «Иркутский государственный университет», ia-nikiforova@mail.ru.
Статья посвящена описанию реализации конструкционизма посредством образовательных робототехнических комплексов в инклюзивном образовательном пространстве. Раскрыто содержание понятий «конструкционизм», «образовательная робототехника». В статье обозначена цель проведенного авторами педагогического эксперимента по внедрению комплектов в кор-рекционно-развивающую деятельность как одного из инновационных средств обучения. Цель эксперимента состояла в исследование влияния такого инструмента как робототехника на динамику развития наглядно-образного, наглядно-действенного мышления и сенсорного восприятия детей с ограниченными возможностями здоровья. Описана структура педагогического эксперимента, состоящего из трех основных этапов: констатирующего, формирующего и контрольного. В общих чертах раскрыто содержание каждого из этих этапов. Обозначены методики, применявшиеся для диагностики уровня развития мыслительных операций и сенсорного восприятия детей на констатирующем и контрольном этапах. Приведены характеристики комплектов робототехники, выбранных для проведения формирующего этапа. Также описана структура типового коррекцион-но-развивающего занятия, проведение которого сопровождалось использованием моделей и дидактических материалов, разработанных авторским коллективом. Статья завершается описанием итогов педагогического эксперимента, формулируются выводы о положительном влиянии робототехники на динамику изучаемых процессов.
Ключевые слова: конструкционизм, образовательная робототехника, инклюзивное образование, коррекционная деятельность.
Одним из приоритетных направлений современной системы образования в России является создание специальных условий для освоения образовательных программ детьми с ограниченными возможностями здоровья. В частности, это предполагает формирование особой коррекционно-развивающей среды, обеспечивающей равные с обычными детьми возможности. Такого рода среда должна обеспечить достижение требований образовательных стандартов, воспитание, оздоровление, коррекцию нарушений развития, социальную адаптацию на основе эффективных педагогических технологий. Одной из таких технологий может стать конструкционизм.
Конструкционизм - это технология обучения, разработанная профессором Массачусетского технологического института Сеймуром Папертом, который утверждает, что обучение происходит наиболее успешно, когда ребенок оказывается вовлеченным в процесс создания значимого и осмысленного продукта, представляющего интерес или для него, или хотя бы для других людей (песочный замок, стихотворение, машина, рассказ, компьютерная программа, песня и т.д.) [2, 4, 7]. Процесс создания такого продукта характеризуется построением объектов из каких-либо элементов. Эта деятельность основана на таких мыслительных операциях как анализ, синтез, сравнение и моделирование. При этом подразумевается два вида построений, выполняемых параллельно: во-первых, создание реального предмета (объекта), который может найти применение в материальном мире, во-вторых, формирование нового для обучающегося знания. Выполнение этих построений происходит как самоподдерживающийся, саморазвивающийся циклический процесс: вновь приобретенное знание позволяет ребенку создавать еще более сложные объекты, что в свою очередь приносит новые знания.
Таким образом, суть конструкционизма заключается в организации благоприятной образовательной среды для получения новых знаний: богатой материалами исследований и полной возможностей для взаимодействия людей, а также реализации новой методики обучения «Учись делая». Одним из необходимых компонентов этой среды являются средства обучения, с помощью которых реализуется деятельность по конструированию объектов.
со ^
0
сч
ю
01
Для реализации конструкционизма могут использоваться различные средства, как материальные (наборы для конструирования, лепки, шитья и т.д.), так и нематериальные (например, языки и программные среды для обучения программированию). Одним из наиболее мощных инновационных инструментов, по нашему мнению, является образовательная робототехника, так как она позволяет сочетать как материальные, так и нематериальные средства обучения, что позволяет работать над развитием образного пространственного и абстрактного мышления.
Образовательная робототехника - это новое междисциплинарное направление обучения детей, интегрирующее знания о физике, мехатронике, технологии, математике, кибернетике и ИКТ, позволяющее вовлечь в процесс инновационного научно-технического творчества обучающихся разного возраста (от дошкольников до студентов) [6].
В настоящее время робототехника как направление конструкционизма интенсивно развивается, что характеризуется популярностью таких мероприятий как олимпиады, конференции, фестивали робототехники. Однако следует отметить, что ро-бототехнические комплексы нашли свое применение преимущественно в тех образовательных учреждениях, в которых работа ведется с детьми с нормой в развитии. По мнению авторов, они могли бы найти широкое применение и в рамках инклюзивного образовательного процесса для реализации работы с детьми с ограниченными возможностями здоровья (ОВЗ). Это можно объяснить тем, что образовательная робототехника обладает огромным потенциалом для проведения различных коррекционных мероприятий, способствующих развитию детей с ОВЗ. Робототехника позволяет развивать такие мыслительные операции как распознавание цвета, формы, образа моделируемого объекта, сравнение, анализ структуры предложенной модели и непосредственно действия моделирования. Кроме того действия конструирования будут способствовать развитию мелкой моторики, творческой активности, самостоятельности, воображения, пространственного ориентирования.
В подтверждение данного тезиса сотрудниками кафедры информатики и методики обучения информатике и кафедры теории и практик специального обучения и воспитания Педагогического института Иркутского государственного университета на базе МДОУ детский сад № 100 «Берегиня» г. Иркутска был проведен педагогический эксперимент, который длился в течение одного учебного года. Целью эксперимента стало выявление и исследование динамики развития наглядно-образного, наглядно-действенного мышления и сенсорного восприятия детей экспериментальной группы с применением наборов по робототехнике в конструктивной деятельности.
Эксперимент состоял из трех этапов:
1 этап, констатирующий - первичная диагностика уровня наглядно-образного, наглядно-действенного мышления и сенсорного восприятия
детей в экспериментальной и контрольной группах.
2 этап, формирующий - реализация технологии конструкционизма на основе использования робо-тотехнических комплексов в коррекционно-развивающей деятельности.
3 этап, контрольный - повторная диагностика уровня наглядно-образного, наглядно-действенного и сенсорного восприятия детей в экспериментальной и контрольной группах, анализ полученных результатов.
Таблица 1
Методика Цель Проведение обследования
1 2 3
«Большой-маленький, длинный-короткий» Выявить у детей представления о величине деталей конструктора Перед ребенком кладутся две детали конструктора, разные по величине и предлагают показать большую деталь, маленькую, длинную, короткую.
«Покажи такую же» Выявить умение соотносить нарисованные детали с реальными деталями. Ребенку показывается фотография определенной детали, и педагог предлагает соотнести деталь с фотографией.
«Лесенка» Выявить уровень развития конструктивных способностей, умения работать по памяти, по образцу Ребенку показывают, как построить лесенку из пяти палочек, и просят запомнить. Затем взрослый закрывает лесенку экраном и предлагает сделать такую же по памяти. Если у него отмечаются затруднения, то задания предлагают выполнить по образцу.
«Стул и стол» Выявить умение воспроизводить постройку по образцу педагога. Ребенку показывают, как построить модели стола и стула. Педагог просит ребенка разбить модель на составляющие и повторить постройку.
«Постройка по замыслу» Выявить уровень заинтересованности ребенка, проанализировать воображение, наглядно-образное мышление. Ребенку предлагают построить модель на его усмотрение.
Следует отметить, что в качестве технического оснащении занятий, проводимых в рамках эксперимента, применялись робототехнические комплексы линейки HUNA-MRT [1] Также могут использоваться отечественные комплекты «Робо-трек» [3]. Обе серии обладают рядом преимуществ перед аналогами:
- увеличение степени свободы крепления деталей;
- возможность проявления творческого потенциала ребенка в ходе конструирования модели робота (можно самостоятельно придумать модель практические любой сложности и структуры);
- возрастная дифференциация конструкторов (от 5-6 лет и до 18 лет);
- совместимость конструкторов разных ступеней между собой (детали, сенсоры, моторы всех серий унифицированы);
- наличие разнообразных ресурсных наборов, содержащих широкий спектр деталей и механизмов;
- возможность программирования роботов в различны режимах;
- расширение возможностей конструкторов с использованием свободной программно-аппаратной вычислительной платформы Arduino.
Таблица 2
Структура коррекционно-развивающего занятия_
Основные части
Вводная часть
Основная часть
Итог занятия
Содержание
2
1. Создание эмоционального настроя и формирование мотивации к деятельности всех участников.
2. Актуализация знаний с использованием тех видов работ, которые способствуют «припоминанию» ребёнком тех знаний, которые у него уже имеются, «оживлению» представлений о конкретных предметах. К таким видам работ могут относиться беседы, отгадывание загадок, рассматривание иллюстраций и пр.
3. Проведение подготовительных дидактических игр и упражнений по сенсорному воспитанию.
4. Знакомство с функциональными возможностями и строением предмета через обыгрывание игрушки, конструкции которых будут воспроизводить._
1. Изучение объекта конструирования (анализ): рассматривание готовой конструкции-образца или схемы; выделение основных частей; определение деталей конструктора необходимых для конструирования. После изучения объекта обсуждается последовательность возведения постройки.
2. Практическое конструирование.
3. По окончанию конструирования дети совместно с педагогом рассматривают созданные модели и сравнивают их с образцом. При выявлении ошибок устраняют неисправности в конструкции.
4. Обыгрывание построек: коллективная или индивидуальная игра с готовыми моделями.
В конце занятия дети делятся впечатлениями, мнениями, полученными в ходе занятия. Главной задачей педагога на данном этапе является формирование положительной установки на продолжение конструктивной деятельности.
В начале эксперимента было определено, что обычных наблюдений за обучающимися будет недостаточно для того, чтобы сделать какие-либо выводы, поэтому для получения фактического материала были подобран и адаптирован набор экспериментальных методик. Диагностические методики были подобраны с учетом возрастных особенностей детей дошкольного возраста и адаптированы под материалы набора по робототехнике. Автором методик является Е.А. Стребелев [5] (табл. 1).
Оценка действий ребенка по данной методике осуществляется по нескольким критериям: принятие задания; понимание речевой инструкции; способы выполнения ориентировка на величину; наличие соотносящих действий; отношение к своей деятельности; результат.
Формирующий этап реализовывался в виде коррекционно-развивающих занятий. Занятий проводились в индивидуальной и подгрупповой (не более двух человек) формах, носящих игровой характер.
Общая структура занятий представлена в табл. 2.
Вся система занятий была построена на принципе «от простого к сложному» и разбита на несколько этапов, которые предполагают постепенное повышение уровня сложности за счет усложнения выполняемых моделей и степени самостоятельности при конструировании:
1 этап. Знакомство с набором робототехники.
2 этап. Конструирование простых моделей по заранее подготовленному образцу.
3 этап. Конструирование моделей по инструкциям сборки.
4 этап. Развитие творческой активности и потенциала путем создания собственных моделей.
На рисунке 1 приведены демонстрационные модели, которые конструировались по инструкциям в соответствии с планом занятий. Модели расположены по возрастанию уровня сложности. Весь дидактический комплекс для проведения эксперимента был подготовлен исследовательской группой до его начала.
Рис.1. Демонстрационные модели
00 ^
0
сч
ю
01
Для определения динамики развития наглядно-образного, наглядно-действенного мышления и сенсорного восприятия детей был проведен контрольный этап эксперимента, который заключался в проведении фронтальной диагностики. Результаты диагностики представлены в табл. 3.
Таблица 3
Уровень наглядно-образного, наглядно-действенного мышления и сенсорного восприятия детей (до и после проведения эксперимента), %
Высокий уровень
CP
<и
о
До
После
16
Средний уровень
р е
о
67
75
83
84
Низкий уровень
р е
о
33
17
Таким образом, в экспериментальной группе увеличилось количество детей, обладающих высоким уровнем развития мыслительных способностей и сенсорного восприятия, по сравнению с результатами констатирующего эксперимента. Также было выявлено уменьшение значений показателей, демонстрирующих низкий уровень развития изучаемых параметров. В контрольной группе наблюдаются лишь незначительные изменения, касающиеся развития детей.
В ходе систематических наблюдений за работой детей экспериментальной группы были выявлены улучшения мелкой моторики, речи, повышение творческой активности и самостоятельности испытуемых в решении конструктивных задач. Кроме того дети проявили высокий интерес к новому виду деятельности, с удовольствием собирали предложенные модели, пытались подойти к работе творчески, предлагая собственные варианты дополнения или изменения моделей.
Необходимо акцентировать внимание, что кор-рекционно-развивающие возможности робототех-нических комплексов требуют дальнейшего детального изучения, приведения в некоторую методически осмысленную систему. Возможно, эти средства обучения будут нуждаться в адаптации к особенностям детей по конструктивным и эргономическим параметрам.
Однако, бесспорно, внедрение конструкционизма на основе такого инструмента как робототехника заслуживает внимания педагогов. Это позволяет с одной стороны организовать совместную работу детей с ограниченными возможностями и детей, не имеющих подобных ограничений, а с другой обеспечить развитие различных качеств и потребностей ребенка.
Литература
1. Все об оборудовании My robot time. [Электронный ресурс]. URL: hunarobo.ru/oborudovanie.html (дата обращения: 11.10.2018).
2. Переверзев Л.Б. Образовательная философия Сеймура Паперта / Л.Б. Переверзев // Вопросы образования. - 2005. - № 3.- С. 347-375.
3. Роботрек. [Электронный ресурс]. URL: https://robotrack-rus.ru/ (дата обращения: 11.10.2018).
4. Семенов А.Л. Симор Паперт и мы. Конструк-ционизм - образовательная философия XXI века / А.Л. Семенов // Вопросы образования. - 2017. - № 1.- С. 269-294.
5. Стребелева Е.А. Психолого-педагогическая диагностика развития детей раннего и дошкольного возраста: метод, пособие: с прил. альбома «Нагляд. материал для обследования детей» / [Е. А. Стребелева, Г.А. Мишина, Ю. А. Разенкова и др.]; под ред. Е. А. Стребелевой. -2-е изд., пере-раб. и доп. — М.: Просвещение, 2004.
6. Тузикова И. В. Изучение робототехники - путь к инженерным специальностям / И. В. Тузикова // Школа и производство. - 2013. - № 5. - С. 45-47.
7. Фалбел, А. Конструкционизм. Орудия для построения знания: учебное пособие / А. Фалбел; пер. с англ. Е. Яковлева. - М.: LEGO Education / ИНТ - 11 с.
8. Коротовских Т.В., Некрасова О.А., Спирина А.В. Формирование психологической готовности будущих педагогов к реализации инклюзивного образования // Инновации и инвестиции. 2015. №3. с.156-158
Educational robotics in realization of constructionism
technology in inclusive education Korneeva E.I., Lesnikov I.N., Ivanova E.N., Nikiforova I.A.
Moscow State University of Humanities and Economics, Irkutsk State University
The article is dedicated to describing of constructionism technology implenentation in inclusive education by means of using robotics sets during lessons. The meaning of such terms as «constructionism» (in context of learning theory) and «educational robotics» are defined. The aim of the pedagogical experiment to have been conducted by authors on introducing robotics sets into special education is determined in the article. The aim of the experiment was to research an impact of such an instrument as robotics on visual-figurative thinking, sensory activities of children with disabilities. The structure of the experiment consisted of three stages (diagnostic, formative and monitoring) is represented. Diagnostic tools to have been used during the first and the third phases of the experiment to diagnose children with thinking and sensory disabilities are described. The characteristics of robotics sets that were chosen for formative stage are given in the article. The structure of a typical formative lesson is represented as well. Each lesson was provided with robotics models and didactic materials created by authors. In the end of the article there are conclusions about positive impact of robotics on processes under study. Keywords: constructionism, educational robotics, inclusive
education, special education. References
1. All about the equipment My robot time. [Electronic resource].
URL: hunarobo.ru/oborudovanie.html (date of the address: 10/11/2018).
2. Pereverzev L.B. Educational philosophy of Seymour Papert/L. B.
Pereverzev//Questions of education. - 2005. - No. 3. - Page 347-375.
0
0
8
8
8
3. Robotrack. [Electronic resource]. URL: https://robotrack-rus.ru/(date of the address: 10/11/2018).
4. Semyonov A.L. Simor Papert and we. Konstruktsionizm -educational philosophy of the 21st century(centuries). L. Semyonov//Questions of education. - 2017. - No. 1. - Page 269-294.
5. Strebeleva E.A. Psychology and pedagogical diagnostics of development of children of early and preschool age: method, grant: from enc. album "Naglyad. material for inspection of children" / [E.A. Strebeleva, G.A. Mishina, Yu.A. Razenkova, etc.]; under the editorship of E.A. Strebeleva. - the 2nd prod., reslave. and additional — M.: Education, 2004.
6. Tuzikova I. V. Studying of robotics - a way to engineering specialties. V. Tuzikova//School and production. - 2013. - No. 5. - Page 45-47.
7. Falbel, A. Konstruktsionizm. Tools for creation of knowledge: manual / A. Falbel; the lane from English E. Yakovlev. - M.: LEGO Education / INT - 11 pages.
8. Korotovskikh T.V., Nekrasova O.A., Spirina A.V. The formation of
psychological readiness of future teachers for the implementation of inclusive education // Innovations and Investments. 2015. No3. p. 156-158
