Введение основ программирования через робототехнику. Траектория «Настоящее-будущее робототехники в ДОУ»

• Дорошенко Мария Владимировна, заведующий МАДОУ «Детский сад №7» Прокопьевский ГО
• Медведкова Анастасия Михайловна, старший воспитатель МАДОУ «Детский сад №7» Прокопьевский ГО
• Бауэр Елена Сергеевна, педагог дополнительного образования МАДОУ «Детский сад №7» Прокопьевский ГО

Современное общество отличается динамичностью и внедрением во все сферы жизнедеятельности информационных и компьютерных технологий, требующих от человека специальных знаний и умений. В связи с этим, существует социальный заказ государства на подготовку квалифицированных инженерно-технических кадров, способных к успешной и продуктивной деятельности в реалиях информационного общества. Подготовка таких кадров возможна лишь при условиях раннего развития творческих технических способностей у детей, начиная уже с дошкольного периода, создания в образовательных учреждениях и организациях необходимых для этого условий. Всё это потребовало коренных изменений в системе образования, в том числе и дошкольного.

На данном этапе развития страны, а также в связи с политической обстановкой наиболее востребованными на сегодняшний день являются профессии инженерно-технических направленностей. В связи с тем, что использование роботов в быту, на производстве требует от пользователей обладания современными знаниями в области робототехники. Встал острым вопрос о необходимости вести популяризацию профессии данного сектора, начиная уже с дошкольного возраста.

Развитие технического детского творчества, обусловлено растущим значением информационных технологий и необходимости формирования у молодежи навыков программирования с раннего возраста. Оно является одним из важных способов формирования профессиональной ориентации детей, способствует развитию устойчивого интереса к технике и науке, а также стимулирует рационализаторские и изобретательские способности, в связи с чем введение основ программирования через робототехнику является одним из эффективных способов.

Робототехника как инструмент обучения программированию

Робототехника — это область науки и техники, связанная с проектированием, созданием и эксплуатацией роботов. Она охватывает широкий спектр дисциплин, включая механику, электронику, информатику и искусственный интеллект.

Применение робототехники в образовании стало популярным благодаря ее способности стимулировать интерес к науке и технике среди воспитанников и учащихся. Роботы служат отличным средством для демонстрации понятным языком принципов физики, математики и информатики в действии.

Основы программирования

Программирование представляет собой процесс создания инструкций для компьютера, позволяющих ему выполнять определенные задачи. Оно основывается на понятиях алгоритмов, циклов и условий, которые составляют фундаментальные элементы любого языка программирования. Программирование играет важную роль в современном обществе, так как оно лежит в основе многих технологических достижений, начиная от мобильных приложений и заканчивая сложными системами автоматизации производства.

Почему педагог дополнительного образования дошкольного образовательного учреждениязатрагивает такие понятия как алгоритм, цикл, условие?

Потому что все эти понятия начинают разбирать и усваивать с детьми в детском саду, начиная с 4 летнего возраста.

Если разобрать эти понятия простым понятным языком то:

Алгоритм — это последовательность шагов, необходимых для решения конкретной задачи.

Цикл — это повторение определенного набора действий до тех пор, пока не будет выполнено определенное условие.

Условие — это проверка, которая определяет, следует ли продолжать выполнение программы или перейти к другому блоку.

В муниципальном автономном дошкольном образовательном учреждении «Детский сад №7 «Космонавтик» разработана целостная система постепенного погружения детей в основы программирования через робототехнику. Начиная со средней группы, на основе работы с роботом

KUBO — это первый в мире обучающий робот на основе головоломок, созданный для того, чтобы превратить учеников из обычныхпользователей технологий в их создателей. Упрощая сложные понятия с помощью практического опыта, KUBO учит детей программировать еще до того, как они научатся читать и писать.

KUBO и уникальный язык программирования TagTile® закладывают основы компьютерной грамотности для детей в возрасте от 4 до10 лет.

Именно с КУБО мы знакомим детей с такими понятиями как:

1. Маршруты.
2. Функции.
3. Подпрограммы.
4. Рекурсивныефункции.
5. Циклы.

Программирование начинается с простейшего уровня. Для этого ребятадолжны усвоить, как создавать программу, управляющую основными движениями: идти вперед, налево и направо, с помощью всего 3 видами пазлов.

Благодаря реализации Федеральной целевой программе «Развитие дополнительного образования детей в РФ до 2030 года» где в качестве одного из приоритетных направлений было выделено развитие научно-технического творчества детей. В настоящее время во всех образовательных учреждениях страны широко применяются различные технологии для развития технического творчества.

Робототехническое конструирование продолжает активно внедряется в образовательные процессы дошкольных образовательных учреждений нашего города. В их основе лежат технологии – конструирование при помощи различных конструкторов из серии Lego WeDo и программного обеспечения к ним, предназначенного для «оживления» создаваемых механизмов и конструкций.

Нами были разработаны свои программы по обучению детей робототехнике в возрасте от 5 до 7 лет, на базе конструктора LEGO Education WeDO 2.0. Целью данных программ, является овладение навыками начального технического конструирования, развитие мелкой моторики, координации «глаз-рука», изучение понятий конструкций и ее основных свойств (жесткости, прочности и устойчивости), навык взаимодействия в группе. Курс обучения робототехнике, представленный в наших программах, предполагает использование компьютеров и специальных интерфейсных блоков совместно с конструкторами. Важно отметить, что компьютер используется как средство управления робототехнической моделью; его использование направлено на составление управляющих алгоритмов для собранных моделей. Дети получают представление об особенностях составления программ управления, автоматизации механизмов, моделировании работы систем.

Нашей творческой группой были разработаны и реализуются программы мероприятий совместно с родителями воспитанников, направленные:

• на организацию совместной деятельности педагогов группы с родителями воспитанников. В данном направлении проводятся открытые занятия, мастер-классы, родительские собрания и тд.,
• разработаны методические рекомендации и памятки для родителей,
• организуются тематические выставки по робототехническому конструированию, где в качестве экспонатов представлены различные робототехнические конструкции, выполненные детьми совместно с родителями.

Мы предполагаем, что при соблюдении необходимых педагогических условий робототехника является одной из самых сильных основ для введения детей дошкольного возраста в среду программирования. На сегодняшний момент это является нашим настоящим.

Напрашивается вопрос: «Что же ждать от робототехники в будущем? И какой мы видим ее в будущим в ДОУ?»

Одним из таких инновационных решений будут являться цифровые лаборатории, которые уже находят свое применение в дошкольных учреждениях (ДОУ). Эти устройства представляют собой специализированные комплексы оборудования и программного обеспечения, предназначенные для проведения различных экспериментов, наблюдений и исследований в интерактивной форме.

Что такое цифровая лаборатория?

Цифровая лаборатория – это набор технических средств, который позволяет детям проводить эксперименты и исследования в безопасной и контролируемой среде. Она включает в себя различные датчики, сенсоры, микроконтроллеры и программное обеспечение, которое обрабатывает данные и визуализирует результаты. Такие лаборатории могут использоваться для изучения различных областей знаний начиная от экологии, заканчивая изучением физических свойств предметов понятным для детей языком.

Основные компоненты цифровой лаборатории

Цифровая лаборатория обычно состоит из нескольких ключевых компонентов:

1. Датчики и сенсоры: измеряют физические параметры окружающей среды, такие как температура, влажность, освещенность, уровень шума и др.
2. Микроконтроллеры: управляют работой датчиков и передают данные на компьютер или планшет.
3. Программное обеспечение: анализирует полученные данные, строит графики, диаграммы и предоставляет удобные инструменты для анализа результатов.
4. Интерактивные панели и планшеты: используются для управления лабораторией и отображения информации.

Преимущества использования цифровых лабораторий в ДОУ

Использование цифровых лабораторий в образовательных процессах дошкольного образования имеет множество преимуществ:

1. Развитие познавательной активности

Дети дошкольного возраста обладают высокой любознательностью и стремлением к познанию окружающего мира. Цифровые лаборатории позволяют им исследовать природу и явления через практическое взаимодействие, что способствует развитию критического мышления, аналитических способностей и интереса к науке.

2. Интерактивность и наглядность

Современные дети растут в мире технологий, поэтому использование цифровых устройств кажется им естественным и увлекательным. Лаборатории предлагают интерактивный подход к обучению, позволяющий наглядно демонстрировать сложные процессы и явления. Это помогает лучше усваивать материал и запоминать информацию.

3. Безопасность и доступность

Экспериментирование с реальными объектами может быть опасным для маленьких детей. Цифровые лаборатории обеспечивают безопасную среду для проведения опытов, исключая риск получения травм или повреждения оборудования. Кроме того, такие системы легко настраиваются под разные возрастные группы и уровни подготовки, делая обучение доступным для всех детей.

4. Индивидуальный подход

Цифровые лаборатории позволяют адаптировать учебный процесс под индивидуальные потребности каждого ребенка. Учитель может выбирать задания различной сложности, следить за прогрессом учеников и корректировать программу в зависимости от успехов и интересов конкретного ребенка.

5. Формирование межпредметных связей

Использование цифровых лабораторий способствует формированию у детей целостного представления о мире. Они учатся связывать знания из разных областей, понимать взаимосвязь между различными природными явлениями и процессами.

Примеры применения цифровых лабораторий в ДОУ

Вот всего несколько примеров использования цифровых лабораторий в образовательном процессе детского сада:

1. Изучение свойств воды:

• Цифровая лаборатория может включать датчики температуры, влажности и уровня pH. Дети смогут проводить простые эксперименты, такие как измерение температуры воды при нагревании или охлаждении, наблюдение за изменением цвета индикаторов при добавлении различных веществ в воду.

2. Наблюдение за растениями:

• С помощью датчиков освещенности и влажности дети могут следить за ростом растений. Это поможет им понять, какие условия необходимы для роста и развития растений, а также развить навыки наблюдения и анализа данных.

3. Эксперименты с магнитами:

• В цифровой лаборатории можно использовать магнитометры для изучения магнитных полей. Дети могут исследовать взаимодействие между различными магнитами, наблюдать за движением металлических предметов под воздействием магнита и даже создавать свои собственные маленькие магнитные игры.

4. Звуковые волны и музыка:

• Микрофоны и анализаторы звука позволяют детям изучать звуковые волны и их свойства. Они могут экспериментировать с разными инструментами, слушать звуки природы и даже пытаться создать свою собственную музыку.

5. Погода и климат:

• Датчики погоды, такие как барометр, анемометр и гигрометр, помогут детям узнать больше о погодных условиях. Они смогут отслеживать изменения в погоде, строить графики и делать прогнозы на основе собранных данных.

Эти примеры показывают, как цифровые лаборатории помогут сделать процесс обучения в детском саду более интерактивным и увлекательным, помогая детям развивать критическое мышление, наблюдательность и интерес к наукам.