Статья по образовательной робототехнике на тему Обучение пониманию в системе «Человек-компьютер» средствами непрерывного образования

Королева Ольга Константиновна
Обучение пониманию в системе «Человек-компьютер» средствами непрерывного образования
Teaching of Understanding in The Human-computer system by Means of The Continuous Education
Аннотация
В статье рассматриваются проблемы понимания и эффективности обучения в системе непрерывного технического образования, методики развитие абстрактного, эвристического и логического мышления. Рассматриваются педагогические технологии обучения с раннего возраста и до учащихся старших классов и выпускников колледжей и вузов.
Великий математик и изобретатель, автор теории «Непрерывного исполнителя» Алан Тьюринг», будучи воспитанником Королевского колледжа, получил следующую оценку «Такие ученики встречаются раз в двести лет. Но что он делает в нашей школе?!»
Итак, здесь четко проявляются две проблемы: поиск одаренных детей и дальнейшее сопровождение их образования.
Механизмы отбора и оценки известны. Существует множество различных тестов  коэффициента интеллекта, которые используют следующую классификацию для определения различных уровней одарённости:
«Яркий», «просветлённый»: 115 и более, или 1 из шести (17 %)
«Умеренно одарённый»: 130 и более, или 1 из 50 (2 %)
«Высоко одарённый»: 145 и более, или 1 из 1000 (0,1 %)«Исключительно одарённый»: 160 и более, или 1 из 30 тысяч (0,003 %)
«Необычайно одарённый»: 175 и более, или 1 из 3 миллионов (0,00003 %)
Итак, «необычайно одаренных» людей на Земле – чуть более двух тысяч (из 6,5 млрд населения на 2006 год).
Как мы знаем, интеллект – это дар, обусловленный не только генетически. Большое влияние имеет среда развития, обучение, воспитание.
Парадоксальность ситуации в отборе, подготовке и обучении будущих технических специалистов заключена в том, что, с одной стороны, жизнь вокруг нас все усложняется, все больше электронных устройств входят в наш быт, применяется в промышленности и в науке, все больше требуется специалистов, способных обслуживать всю эту армаду устройств, изобретать новые. А с другой – как видно из вышеупомянутых статистических данных - менее одного процента людей всего земного шара способны к техническому творчеству, изобретательству. И число это тает год от года.
Почему?
Все мы помним, как в детстве в каждом доме были такие устройства, как: ламповый телевизор, механический будильник, радиоприемник и т.п., которые глава семейства вместе с подрастающим поколением частенько ремонтировал. Любой ребенок мог раскрутить часы и посмотреть – а что же там внутри? Кому-то даже удавалось собрать их обратно.
Теперь же повсюду закрытые, запаянные электронные микросхемы и микрочипы, достаточного легкого касания, а порой даже и взгляда, чтобы устройство начало свою работу. И сегодня, если что-то не работает, мы выбрасываем: проще приобрести новое.
Если раньше, отправляясь в автомобильное путешествие всей семьей, мы брали с собой запчасти, насосы, камеры, то сейчас – достаточно взять банковскую карту и мобильный телефон.
В быту детям не на чем изучать различные устройства, применять свои знания на практике.
В итоге – изобретателей, или, как в народе говорят - кулибиных, становится все меньше и меньше, а сложных устройств на одного технического специалиста высокого уровня - – все больше!
Закономерно, что сегодня, в современном высокотехнологичном обществе, огромное значение приобретает техническое развитие ребенка, выявление детей, по складу ума наиболее расположенных к техническому творчеству, к изобретательству, и дальнейшее продвижение их по выбранной специальности.
Для этих целей в школах и учреждениях дополнительного образования были созданы так называемые объединения робототехники, конструирования, авиа-моделирования. Эти кружки были предназначены для занятий по конструированию моделей объектов и программированию микроконтроллеров.
С конца 90-х разрабатывается и совершенствуется система робототехнических соревнований. Эти мероприятия включают в себя множество номинаций состязаний, различные творческие проекты, предлагаются задания для разных возрастных категорий, начиная от воспитанников детских учреждений 6-7 лет и до выпускников технических университетов и колледжей.Большое значение в последнее время получили так называемые инженерные проекты. Совместно с руководителями предприятий педагоги технических объединений продумывают решение реальных промышленных задач, связанных с цифровой техникой и воплощают эти решения вместе со своими воспитанниками. Дети уже в самом начале своей творческой карьеры осознают реальность и важность своей работы.
Очень важно, чтобы воспитанники объединений не прерывали свое образование на каком-то этапе, достигнув определенного возраста. Чтобы уровень знаний и технических заданий постепенно повышался, раскрывая учащемуся все новые и новые горизонты.
Для этих целей продуман цикл непрерывного образования в не так давно созданных в стране объединениях образовательных учреждений. Как правило, такие объединения включают в себя несколько детских садов, школ, и специализированных учебных заведений.
Типичным примером может служить ГБОУ «Лицей информационных технологий № 1537». Объединение включает в себя шесть структурных подразделений: четыре детских сада, центр образования и лицей. На базе объединения созданы кружки робототехники для детей подготовительных групп детского сада, начальной, средней и старшей школы.
Для занятий разработан учебно-методический комплекс, включающий как традиционные, так и уникальные элементы, характерные для занятий робототехникой (конструкторы, микроконтроллеры, среды программирования, различные датчики, сетевое обеспечение) :
Методическое обеспечение делится на три большие группы:
для детей, обучающихся в подготовительных группах детского сада;
для детей, обучающихся в начальной и средней школе;
для детей, обучающихся в старшей школе, в выпускных классах;
Сделаны первые шаги для включения конкурсных заданий по робототехнике во Всероссийскую олимпиаду школьников. Более того – готовится к печати первые учебники по робототехнике для занятий в сетке часов - так же, как это было в свое время для нового предмета – информатики.
Создана и благополучно функционирует Российская ассоциация образовательной робототехники (РАОР), координирующая подготовку участников к международной олимпиаде роботов («World Robot Olympiad).
Создана система подготовки и сертификации преподавателей робототехники по программе «Инженерные кадры инновационной России», а также в структурах РАОР.
Однако, как и во всех видах обучения, существует проблемы эффективности познания, устойчивой позитивности мотивации и, как результат, понимания предмета изучения.
Как ни странно, область робототехники, в отношении этих показателей, занимает одно из первых мест в ряду преподаваемых в школе предметов. Даже несмотря на сложность, сухую логику и неодушевленность цифровых устройств.
В первой возрастной группе позитивность восприятия обуславливается построением процесса обучения в виде игры. Это соответствует и мотивации самих детей. В Возрасте 5-7 лет все окружающее познается в игре и через игровые модели и ситуации.
Примером может служить одно из занятий с конструктором и средой моделирования VEDO. Дети в начале урока смотрят небольшой фрагмент мультфильма о приключениях постоянных героев - Маши и Макса. Участником приключений становится и будущая модель, которую дети будут конструировать. Это могут быть танцующие птицы, веселая обезьянка – барабанщик, аллигатор и т.п.
Дети не только собирают предложенную модель, но и оживляют ее, используя датчики, движущиеся механизмы и соединения, среду программирования.
Ожившие в конце занятия модели, реагирующие на действия детей (например аллигатор, смыкающий пасть при попытке положить в нее какой-либо предмет) вызывают бурный восторг, желание поиграть со своим питомцем, показать его своим друзьям, родителям, воспитателям.
В начале занятий мне казалось, что это почти невозможно – обучить детей, которые только начали читать и изучать числа, писать программы для автономных роботов. Однако благодаря дружественному интерфейсу графической среды программирования, а главное – позитивному фактору – самому создать живую модель, уже со второго, третьего занятия дети вполне свободно пишут небольшие интерактивные программы.
Мотивацией для работы второй возрастной группы – учащихся начальной и средней школы является, как правило, участие в соревнованиях роботов. Каждому хочется, чтобы его "детище" было самым лучшим, самым быстрым и ловким. При подготовке к таким состязаниям дети в краткий срок изучают и усваивают новые элементы конструирования, новые среды и элементы программирования, решают сложные технические задачи.
И наконец – старшая возрастная группа. Создавая и реализуя инженерные проекты, которые в последующем будут внедрены на производстве, учащиеся наиболее ясно видят свой дальнейший профессиональный путь, «подводные камни» и озарения, которые ждут их на выбранной стезе. Возникает профессиональная гордость за причастность к созидательному труду, что является несомненной позитивной мотивацией работы в данной области.
Таким образом, мотивация обучения и понимания в разных возрастных группах обусловлена нерасторжимым союзом позитивности предлагаемых методов обучения и заинтересованности детей, использованием их природной тяги к игре, к познанию, к созиданию.
Думается, что в начавшемся движении массового внедрения в учебных заведениях непрерывного курса «робототехника», перед преподавателями этого предмета, как, впрочем, и перед любым учителем, стоит важная задача – не потерять той направленности на позитивную мотивацию и заинтересованность школьников, и как следствие – на понимание и эффективность обучения.
Ссылки:
https://ru.wikipedia.org/wiki/International_Society_for_Philosophical_Enquiry (Википедия. Сообщество людей с высоким интеллектом)https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%BD%D1%82%D0%B5%D0%BB%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82 (Википедия. Иинтеллект)https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D1%83%D0%BD%D0%B4%D0%B5%D1%80%D0%BA%D0%B8%D0%BD%D0%B4%D1%8B#.D0.A1.D0.BC._.D1.82.D0.B0.D0.BA.D0.B6.D0.B5 ( Википедия. Вундеркинды)Литература:
 Г. Азимов, А. И. Щукин. Словарь методических терминов, 2002.
Моисеев Н. Н. Человек и ноосфера. — М.: Молодая гвардия, 1990.
Марков А. Эволюция человека. Обезьяны, нейроны, душа. М.:Астрель. 2011. - 512 с.ISBN 978-5-271-36294-1Хокинс Д., Блейксли С. Об интеллекте. М.:ООО "И.Д.Вильямс, 2007. - 240 с.ISBN 978-5-8459-1139-1Рамачандран В.С. Рождение разума. Загадки нашего сознания. М.: ЗАО "Олимп-Бизнес", 2006. - 224 с.ISBN 5-9693-0022-5 Кандель Э. В поисках памяти. Возникновение новой науки о человеческой психике. М.:Астрель. 2012. 736 с. ISBN 978-5-271-36938-4 Еремин А. Л. Ноогенез и теория интеллекта – Краснодар: СовКуб, 2005. – 356 с. ISBN 5-7221-0671-2 Gottfredson L. S. Mainstream Science on Intelligence // Wall Street Journal. December 13, 1994. P. A18. (англ.)
 Дружинин В. Н. Психология общих способностей. — 2-е издание. — СПб.: Питер, 2002. — С. 25. — (Мастера психологии). — ISBN 5-314-00121-7.