Инновационный курс «Роббосказка». Введение в программирование и робототехнику


В данной статье Афанасьева А. А., Щербакова В. А., представляют авторский курс обучения математике, программированию и робототехнике детей 5,5 — 7 лет (один год до школы), цель которого — общекультурное и общеинтеллектуальное развитие дошкольников, формирование у них основ логико-алгоритмического и математического мышления, умения строить простейшие умозаключения, формирование мотивации к обучению.


Введение

Известно, что наибольшие трудности в школе испытывают не те дети, которые не обладают конкретными учебными навыками (счет, чтение, письмо), а те, у которых не сформированы навыки работать самостоятельно, размышлять, сопоставлять данные, узнавать что-то новое, выстраивать необходимые действия в оптимальную последовательность.

При этом в современном мире информационные технологии стремительно развиваются, и необходимость освоения элементарных навыков работы на компьютере, алгоритмирования и программирования возникает еще до школы. Мы считаем, что для формирования этих навыков удобно использовать визуальное программирование. В этом случае программист не пишет код, а составляет программу из графических элементов в подходящей для этого среде.

Мы решили разработать авторский курс обучения математике, программированию и робототехнике детей 5,5 – 7 лет (один год до школы), цель которого – общекультурное и общеинтеллектуальное развитие дошкольников, формирование у них основ логико-алгоритмического и математического мышления, умения строить простейшие умозаключения, формирование мотивации к обучению.

Наш курс предполагает групповое обучение дошкольников. Оптимальное количество детей в группе – 6 человек. Максимально возможное – 8 человек. С такой группой должны работать два специалиста – педагог дошкольного образования, компетентный в области математики, информатики и робототехники, и воспитатель – для обеспечения успешности каждого обучающегося.


Описание учебно-методического комплекса

В качестве визуальной среды программирования мы используем язык программирования Robbo Junior, разработанный на основе языка программирования Scratch Junior, имеющего GNU GPL лицензию. Для обучения дошкольников основам работы с мышью используется программа Gcompris, также имеющая GNU GPL лицензию.

Для практической работы по управлению роботом к персональному компьютеру или ноутбуку подключается учебный робот Роббо с помощью провода USB или протокола Bluetooth. Роботом можно управлять с помощью языка программирования Robbo Junior.

Учебно-методический комплекс нашего авторского курса «Роббосказка. Введение в программирование и робототехнику» включает в себя рабочую программу, методические рекомендации (рис. 1), технологические карты (рис. 2) и рабочие тетради (рис. 3) к каждому занятию.


Рис. 1. Образец методических рекомендаций к проведению урока



Рис. 2. Образец технологической карты



Рис. 3. Образец Рабочей тетради ученика


Для детей дошкольного возраста ряд видов деятельности, таких как игровая, включая сюжетно-ролевую игру, игру с правилами и другие виды игр, коммуникативная (общение и взаимодействие со взрослыми и сверстниками) и исследовательская (исследования объектов окружающего мира и экспериментирование с ними), являются наиболее методически целесообразными для познавательного развития, которое предполагает развитие разносторонних интересов детей, любознательности и мотивации, а также формирование познавательных действий, становление сознания, развитие воображения и творческой активности. Программа нашего курса построена на сказочном сюжете, и при ее реализации используется большое количество игровых заданий и упражнений.


Описание занятий

Курс состоит из 35 сдвоенных занятий продолжительностью 20 минут каждое. Еще 5 минут занимает физкультурная разминка между занятиями.

Специфика учебной деятельности такова, что требует системной отработки навыка приобретения знаний и умений, поэтому регулярные домашние задания в разумных пределах являются очень желательными.

Первое занятие (теоретическое) отводится на совместную (фронтальную, групповую и индивидуальную) деятельность без использования персонального компьютера. На рисунке 4 представлена группа обучающихся на теоретическом занятии.


Рис. 4. Анастасия Александровна Афанасьева проводит теоретическое занятие


Физкультурная разминка согласуется с основной темой занятия. Например, если на теоретическом занятии объясняется тема «Алгоритмы», то во время разминки ребятам предлагается игра в роботов, которые действуют по определенному алгоритму: делают шаг вправо, влево, подпрыгивают, приседают. Сам алгоритм при этом нарисован на доске. Таким образом, теоретический материал закрепляется при помощи двигательной активности.

Второе занятие (работа на компьютере и подведение итогов) включает пятнадцатиминутную работу за персональным компьютером (один обучающийся за одним компьютером) и пятиминутное повторение и закрепление учебного материала. На рисунке 5 – обучающийся на практическом занятии.


Рис. 5. Работа на компьютере


Описание рабочей программы

Наша рабочая программа разделена на пять крупных блоков:

  • вводный блок (3+3 занятия),
  • блок «Алгоритмирование-программирование 1» (24+24 занятия),
  • блок «Робототехника» (4+4 занятия),
  • блок «Алгоритмирование-программирование 2» (3+3 занятия),
  • итоговое занятие (1+1 занятие).

На теоретических занятиях вводного блока дошкольники узнают, что такое информатика, как устроен компьютер, зачем нужны компьютеры и как себя вести в компьютерном классе, какие бывают языки программирования. Во время работы на компьютере ребята учатся работать с мышкой, используя игры программы Gcompris (см. рис. 6).


Рис. 6 Интерфейс программы Gcompris


На теоретических занятиях второго блока обучающиеся знакомятся с основными логическими, математическими и алгоритмическими понятиями (задания составлены на основе УМК «Раз ступенька, два ступенька» Л.Г.  Петерсон, задач из учебников А.Ю. Астахова, Н.В. Астаховой, З.А.  Михайловой, М.С. Рузиной и С.Ю. Афонькина, Е. Синициной, а также методических разработок авторов). На этом этапе ребята осваивают построение линейных и безусловно-циклических алгоритмов.

Во время работы на компьютере дети учатся программировать на визуальном языке Scratch Junior, изучают графический редактор, встроенный в среду Scratch, и рисуют в нем своих персонажей (см. рис. 7). В результате они создают мультфильм по заданным алгоритмам про нарисованного робота Роббо, который хочет стать настоящим, согласно сказочному сюжету программы, и становится им на последнем, 27-м уроке этого блока (см. рис. 8).


Рис. 7 Интерфейс среды scratch



Рис.8 Нарисованный робот РОББО превращается в настоящего


На теоретических занятиях блока робототехники дошкольники узнают, что такое робототехника, какие бывают роботы, зачем нужны роботы и как их программировать. На практических занятиях робот Роббо подключается к компьютеру, и ребята учатся им управлять в программе Robbo Junior с помощью простых команд: вперед, назад, вправо, влево. В итоге дети создают мультфильм по алгоритмам, заданным педагогом.

На теоретических и компьютерных занятиях четвертого блока обучающиеся придумывают свой сценарий мультфильма либо пользуются одним из готовых сценариев и создают свой мультфильм с участием робота Роббо.

Последний, пятый блок состоит из сдвоенного итогового занятия, на котором ребята демонстрируют родителям свои теоретические знания, а также показывают созданные ими мультфильмы.


Заключение

Инновационность нашего УМК состоит в том, что на протяжении всего курса обучения дети следуют за сказочным сюжетом, в котором нарисованный робот хочет стать настоящим. Таким образом, у детей есть цель – помочь роботу Роббо, а наличие цели создает мотивацию к изучению материала. В конце второго блока обучения нарисованный робот превращается в настоящего, и ребята учат его выполнять простые команды. Подробное описание сказки есть в рабочей программе.

Наш УМК полностью готов к внедрению в систему дошкольного образования и актуален для всех образовательных организаций дошкольного образования.

Для внедрения УМК необходимо следующее:

  • наличие компьютеров или ноутбуков по количеству детей в учебной группе;
  • предустановленное бесплатное программное обеспечение Gcompris и Scratch Junior (Robbo Junior);
  • наличие роботов Роббо по количеству детей в учебной группе;
  • воспитатель и педагог дошкольного образования, компетентные в области математики, информатики и робототехники (два специалиста на обучающую группу).

К рискам внедрения УМК относятся

  • недостаточная обученность и заинтересованность педагога;
  • необходимость присутствия на каждом занятии и педагога, и воспитателя;
  • невозможность замены робота Роббо другим роботом.

Наш учебно-методический комплекс направлен на формирование как жестких навыков (работа с компьютером, алгоритмирование, программирование, основы математического мышления), так и гибких (разработка проекта самостоятельно и в команде, логическое мышление, способность учиться, решать нестандартные задачи, креативное мышление, целеустремленность и проактивность, без которых невозможно стать успешным в современном мире).

Наш курс был апробирован в ОДОД «Калипсо» при ГБОУ СОШ №4 имени Кусто. И сами ребята, и родители дали высокую оценку нашему курсу. Родители отметили, что дошкольники с интересом решали математические и логические задания, программировали. Для детей важным оказалось то, что они смогли помочь маленькому роботу. Также многие говорили о том, что для них был важен сквозной сказочный сюжет и они с нетерпением ждали следующего занятия, чтобы узнать, что будет дальше.

Таким образом, можно заключить, что наш курс развивает у дошкольников алгоритмическое мышление и навыки технического творчества, что мотивирует к изучению точных наук и исследовательской деятельности, а также дает раннюю профессиональную ориентацию.

 

 

 

 

 
 

 
 

 

 

 

Сетевое издание «Информатизация. Образование. Качество»

Свидетельство о регистрации СМИ: ЭЛ № ФС 77-76160 от 03.07.2019 выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций.

Учредитель: Государственное бюджетное учреждение дополнительного профессионального образования «Санкт-Петербургский центр оценки качества образования и информационных технологий»

Адрес редакции: 190068, г. Санкт-Петербург, Вознесенский пр-т, д. 34, лит. Н

Главный редактор: Лебедева Маргарита Борисовна

 
   
Яндекс.Метрика