Сегодня не вызывает сомнения то, что дошкольное детство является периодом роста и развития детей, касающегося нестандартности мышления, широты диапазона фантазии и воображения, необычайной развитости памяти, ранней технической эрудиции современного ребенка. Функциональные возможности современного дошкольного и школьного образования значительно расширяются, создаются новые форматы дополнительного образования: кванториумы, детские технопарки, технодромы, детские клубы робототехники, элективные курсы по робототехнике, центры, студии, школы абсолютно нового мышления и т.д. Необходимость синтезирования технологического процесса с образовательной областью обусловила активизацию такого направления, как робототехника. Недостаточность материально-технической оснащенности, разрозненность и несистематизированность учебно-методических материалов и программ, статусная неопределенность использования в учебном процессе интересующего нас направления требуют решения данной проблемы. Вышесказанное актуализирует проблему воспитательно-образовательных возможностей применения информационно-сервисных робототехнических устройств в сфере дошкольного образования.
Цель исследования: анализ ключевых положений образовательной робототехники на современном этапе и обоснование педагогической целесообразности реализации этого направления в системе современного образования, включая уровень дошкольного образования.
Материалы и методы исследования
Робототехническое направление, как наиболее интересное и притягательное, отражает реалии уровня современной жизни дошкольного детства, расширяет возможности его доступности и, как отмечают современные ученые, анализируя качество дошкольного образования, способствует его повышению [1, с. 172]. Робототехнику, без сомнения, можно отнести к наиболее перспективным направлениям в области современных информационных технологий.
Опираясь на современные достижения науки и техники, робототехника развивается непрерывно и стремительно. Робототехника, как отмечается в работе специалиста в области робототехники и главного конструктора робота Sumo-bot Майкла Предко, это область техники, связанная с разработкой и применением роботов, а также компьютерных систем для управления ими, сенсорной обратной связи и обработки информации [2, с. 1].
Одним из новых современных направлений робототехники является образовательная робототехника, позволяющая вовлечь в процесс инновационного научно-технического творчества обучающихся разного возраста. Актуальность применения современных образовательных организаций основополагающих принципов образовательной робототехники обусловила выбор проблемно-тематической направленности настоящего исследования. Исследователь И.В. Тузикова, в работе по изучению робототехники отмечает, что она направлена на популяризацию научно-технического творчества и повышение престижа инженерных профессий среди подрастающего поколения, развитие навыков практического решения актуальных инженерно-технических задач и работы с техникой [3, с. 45–46].
В настоящем исследовании представлен материал, основанный на использовании методов системно-аналитической направленности с выявлением причинно-характерного содержания предмета исследования, теоретической и эмпирической направленности: анализ, синтез, классификация, педагогическая диагностика, наблюдение, анкетирование, интервьюирование, обобщение и систематизация анализа полученных результатов, обосновывающих педагогическую целесообразность реализации образовательной робототехники в системе современного образования.
В последние годы происходит активное использование робототехнического направления в системе дошкольного образования, преимущественно через лего-технолоогии и лего-конструирование. Педагогами-энтузиастами российских дошкольных и школьных организаций разрабатываются различные программы, инновационные проекты, образовательные курсы, мастер-классы по робототехнике («Lego-конструирование и робототехника в ДОУ – шаг к техническому творчеству» И.А. Русских; «Робототехника в детском саду» Т.Д. Марчукова; «Юные изобретатели» Е.А. Карслян; «Использование образовательных наборов робототехники в дополнительном образовании» (курс «LEGО-мастер») М.И. Турушева, Ю.А. Ромасевой; проект по лего-конструированию и робототехнике «Шаг к техническому творчеству»: Е.О. Гаврилова, Е.Л. Павлова; программа по робототехнике «Роботёнок» А.Л. Жигалова, И.А. Темирева, программа дополнительного образования «Занимательная робототехника» Н.Т. Вейлерт и многие другие. Интересный практический опыт в этом отношении – реализуемая воспитателем МДОУ «Д/С № 73» г. Магнитогорска Челябинской области Е.А. Карслян дополнительная общеразвивающая программа «Юные изобретатели», имеющая интегрированное содержание, направленное на создание условий для развития творческих способностей, познавательных умений детей средствами творческо-конструкторской деятельности с элементами авиамоделирования [4].
Наиболее полную информацию о состоянии современной образовательной робототехники представляет Дайджест актуальных материалов по робототехнике, составленный Г.В. Поповой по материалам периодических изданий и интернет-ресурсам за 2012–2015 гг., содержащий сведения по анализу учебных материалов и программ в области образовательной робототехники, вопросам содержательного обеспечения робототехники, внедрения основ робототехники в современные образовательные организации и др. [5].
В регионах страны широкомасштабно реализуются образовательные проекты различной направленности. В городах Челябинск и Магнитогорск открылись детские технопарки. В «Кванториуме» на базе МГТУ им. Г.И. Носова среди четырех основных квантов (аэроквантум, IT-квантум, хайтек-цех) и интерактивного музея науки успешно функционирует робоквантум – лаборатория по созданию и изучению роботов. Магнитогорский «Кванториум» осуществляет активную деятельность и принимает около 500 школьников в год.
Современная робототехника развивается достаточно быстро. Привлекательным направлением является разработка и создание специальных робототехнических комплексов антропоморфного типа, так называемых роботов-андроидов. Разработкой и производством андроидной техники в г. Магнитогорске занимается инновационная компания – научно-производственное объединение «Андроидная техника». НПО «Андроидная техника» имеет широкую научно-исследовательскую базу, сотрудничает с ведущими научными институтами и предприятиями образовательной, транспортной, космической отраслей. Компания начала работу по направлению образовательной робототехники, создавая робототехнические комплексы и лаборатории для высших учебных заведений, которые становятся базовой платформой для студентов, аспирантов и научных работников, как отмечается в интервью с исполнительным директором НПО «Андроидная техника» Е.А. Дудоровым [6].
В 2019 г. Институт гуманитарного образования МГТУ им. Г.И. Носова совместно с «АО НПО «Андроидная техника»» приступил к разработке проекта по использованию Информационно-сервисного андроидного робототехнического устройства SR-201 «Mentor» в образовательном процессе. НПО «Андроидная техника» в МГТУ им. Г.И. Носова был передан так называемый танцующий робот-андроид «Robonova-1».
Экспериментальное исследование с использованием андроидного робототехнического устройства «Robonova-1» получило реализацию на площадках разного вида детских образовательных организаций (частные и муниципальные): Родительский клуб «Дом» – студия раннего развития, работающая по технологии Марии Монтессори (2 группы: среднего и старшего дошкольного возраста – 32 человека). Логопед.doc – Центр речевого развития детей (2 группы: среднего дошкольного возраста – 21 человек). МДОУ «Центр развития ребенка – детский сад № 78 г. Магнитогорска (2 группы: среднего и старшего дошкольного возратса – 46 человек). МБОУ СОШ № 40 г. Сатка Челябинской области (четыре первых класса: 88 человек). Общее количество участвующих в эксперименте: 187 человек.
Результаты исследования и их обсуждение
Кафедрой дошкольного и специального образования был разработан специальный проект, включающий цикл занятий и мастер-классов «Невероятные приключения с Роботом Степой» для детей 4–8 лет. Реализация занятий с детьми осуществляется в том числе в рамках задач ресурсных центров, созданных в Магнитогорске в октябре 2017 г. на базе дошкольных организаций, среди которых: удовлетворение информационных и образовательных потребностей субъектов в сфере дошкольного образования, а также обеспечение информационной поддержки педагогов в вопросах нового содержания образования, овладения новыми технологиями, средствами и формами работы с воспитанниками [7 с. 257, 258].
Цикл занятий и мастер-классов представляемого проекта основан на принципе интеграции, предусматривающей включение в содержательную часть занятий элементов всех образовательных областей: социально-коммуникативной, познавательной, речевой, физической и художественно-эстетической. Принцип интеграционности способствует улучшению качества занятий, ибо, как отмечают современные исследователи, анализируя профессионально-педагогическую подготовку будущих учителей, качество и практическую отдачу …можно улучшить, если образовательный процесс строить в целостной взаимосвязанной системе знаний из разных сфер [8, с. 25].
Для анализа был разработан соответствующий диагностический инструментарий. Основными критериями диагностического инструментария стали: степень проявление творческой инициативы, эмоциональной отзывчивости и увлеченности; познавательной активности, самостоятельности; уровень владения речевыми и языковыми навыками; стадия словарного запаса и навыков общения при объяснении ответов, замыслов и суждений; степень владения логическими действиями анализа, сравнения, обобщения, установления аналогий и причинно-следственных связей; уровень освоения способов решения проблем творческого и поискового характера; степень социальной адаптированности и психологической комфортности ребенка; поисковый характер в общении, умение работать в команде; вид предпочитаемой формы организации образовательного занятия и степень участия в нем; степень увлеченности, желания общения и управления роботом-андроидом.
По результатам экспериментального исследования было выявлено, что в исследуемых экспериментальных группах частных образовательных учреждений (Родительский клуб «Дом», Логопед.doc) чаще наблюдались средние и, в отдельных случаях, низкие значения некоторых критериев представленного диагностического инструментария; исследуемые группы детей муниципальных образовательных организаций (МДОУ «Центр развития ребенка – детский сад № 78, МБОУ СОШ № 40) уверенно демонстрировали средние и высокие показатели и значения диагностики. Такие показатели, как эмоциональная отзывчивость и увлеченность; познавательная активность; психологическая комфортность ребенка; поисковый характер общения и умение работать в команде; а также невероятная увлеченность, бесконечное желание общения и управления роботом-андроидом, были присущи всем, без исключения, группам детей, участвующим в экспериментальном исследовании, что подтверждает основной принцип дошкольного образования – поддержка инициативы детей в различных видах деятельности, заложенный в требованиях действующего Федерального государственного образовательного стандарта дошкольного образования [9].
С целью изучения эффективности и педагогической целесообразности образовательной робототехники с использованием андроидного робототехнического устройства было проведено вербально-коммуникативное анкетирование родителей (23 чел.), педагогов (10 чел.), а также интервьюирование руководителей исследуемых организаций (4 чел.). На основе анализа проведенного анкетирования, были сделаны выводы: большинство родителей имеют представление о детской робототехнике, знакомы с понятием «андроидная робототехника», однако затрудняются назвать более 1–2 конструкторов (85 %); посещают кружки конструктивно-технической направленности (всего 20 %); все респонденты выразили положительное отношение к использованию робототехники в образовательном процессе (100 %); 90 % опрашиваемых после общения на занятиях с роботом-андроидом отметили повышенную эмоциональную увлеченность детей; о наличии конструкторов и детских робототехнических игрушек сообщили 50 % опрошенных родителей; о проявлении интереса детей к конструированию и робототехнике высказалось 45 % респондентов; пожелание выбора инженерно-технических профессий выразило 65 % родителей; помощь по вопросам развития конструктивных и робототехнических способностей детей в виде консультаций пожелали получить 85 % участвующих в анкетировании родителей.
В связи с продвижением новых образовательных робототехнических технологий в организацию учебного процесса с использованием андроидных робототехнических устройств были выделены следующие формы образовательной деятельности и компоненты учебного процесса, в которых возможно их применение:
1. Непосредственная образовательная деятельность: образовательное занятие, образовательная ситуация, творческий проект, решение проблемных ситуаций; интерактивное занятие, дидактическая игра.
2. Образовательная деятельность в режимных моментах: проблемная ситуация, ситуативная беседа, виртуальное путешествие, сюжетно-ролевая игра; самостоятельная деятельность детей: решение проблемных ситуаций, игровая творческая ситуация, экспериментирование.
3. Внеурочная кружковая работа: участие в проектах, выставках, конференциях, соревнованиях, конкурсах, фестивалях, воркшопах, хакатонах, включая сетевые формы педагогического взаимодействия и т.д.
Осознавая важность использования исследуемого нами направления в дошкольном образовании, были обозначены основные пути решения поставленных проблем: формирование положительного опыта в направлении обновления образовательного процесса посредством образовательной робототехники с использованием андроидных робототехнических устройств; рост профессиональной компетенции педагогов; общая динамическая направленность на инновационную деятельность педагогического коллектива; встраивание элементов образовательной робототехники в непосредственную образовательную деятельность дошкольной образовательной организации; укрепление материально-технической базы, создание современной развивающей предметно-пространственной среды в соответствии с требованиями стандартов; практическое воплощение актуальных технологий, методов и форм организации образовательного процесса в ДОО, новых подходов к оказанию социальных услуг в области образования на основе реальных пожеланий и запросов родителей.
Дальнейшее использование робототехники на базе дошкольных образовательных организаций г. Магнитогорска, как отмечают современные исследователи в работе об использовании робототехники при подготовке будущих педагогов дошкольного образования, позволит обогатить процесс обучения и воспитания детей по разным образовательным областям, повысить мотивацию детей к выполнению определенных заданий, повлиять на подготовку будущих педагогов дошкольного образования к предстоящей профессиональной деятельности [10, с. 451].
Выводы
Подводя итоги настоящего исследования, следует отметить, что для повышения родительской компетентности и оптимизации внедрения в образовательный процесс образовательной робототехники с использованием андроидных робототехнических устройств необходимо проведение следующего комплекса мероприятий:
– регулярные выступления и презентации педагогов и руководителей кружков по робототехнике на родительских собраниях; проведение мастер-классов ведущих педагогов дошкольной организации, включая приглашение специалистов ресурсных центров, центров детского технического творчества, преподавателей вузов;
– проведение совместных проблемных занятий с возможностью присутствия и участия родителей; организация и расширение клубной и кружковой работы по робототехническому направлению с возможностью участия родителей;
– активизация проведения и участия детей в проектах, выставках, конференциях, соревнованиях, конкурсах, воркшоп по робототехнике, освоения и применения знаний в практическом опыте с ориентацией на выбор профиля последующего обучения и профессии;
– методическое сопровождение педагогического планирования в ДОО с учетом включения образовательной робототехники в различные формы образовательной деятельности и компоненты учебного процесса.
Вышеизложенное можно рассматривать как пути оптимизации использования и продвижения образовательной робототехники в дошкольных образовательных организациях.