Оригинaл материала размещен в выпуске № 2 (52) https://f.almanah.su/52.pdf
Конечно, как и положено, работу семинара – практикума начали с теоретической части. Основная тема нынешнего заседания секции – это «Функциональная грамотность в современной системе образования». Руководитель секции «ИКТ и медиаресурсов», используя презентацию, познакомила участников конференции с данным понятием и его значением для нашего времени. Например, в своих работах Российский педагог, член-корреспондент РАО Наталья Федоровна Виноградова отметила: «Функциональная грамотность — это умение эффективно действовать в нестандартных жизненных ситуациях. Ее можно определить, как «повседневную мудрость», способность решать задачи за пределами парты, грамотно строить свою жизнь и не теряться в ней. «Функциональная грамотность сегодня — это базовое образование личности. Ребенку важно обладать: готовностью успешно взаимодействовать с изменяющимся окружающим миром, возможностью решать различные (в том числе нестандартные) учебные и жизненные задачи, способностью строить социальные отношения, совокупностью рефлексивных умений, обеспечивающих оценку своей грамотности, стремление к дальнейшему образованию».
Согласно PISA (Международная программа по оценке образовательных достижений учащихся), это понятие включает читательскую, математическую, финансовую и естественно-научную грамотности, креативное мышление и глобальные навыки. Результаты исследования PISA показывают, что в России около пятой части выпускников основной школы не достигают порогового уровня функциональной грамотности. Россия занимает в рейтинге PISA традиционные серединные места: 30-37 из 74, однако этого недостаточно, чтобы сделать научно-технологический прорыв. А для этого нужно не только изменить подход к обучению, но и подходы к самим ученикам. Для этого Министерством просвещения был разработан проект «Мониторинг формирования функциональной грамотности». Однако, по словам Ковалевой Галины Сергеевны, руководителя центра оценки качества образования Института содержания и методов обучения РАО, координатора PISA в России, к.п.н., необходимо в первую очередь не слепо включать в учебный процесс «задания в формате международных исследований», а последовательно претворять в жизнь множество системных изменений: работать на уроке с информацией, представленной в разной форме (рисунок, текст, таблица, диаграмма); работать с реальными данными, величинами и единицами измерений; поощрять проявление учащимися самостоятельности, использование учебного и жизненного опыта; активно разрабатывать «PISA-подобные» задания и разворачивать программы повышения квалификации учителей, включать задачи по функциональной грамотности в каждый предмет и обыденный учебный процесс.
Проблемы современного образования кроются в функциональной грамотности самих учителей, учителя продолжают давать знания в привычном формате, и все коммуникационные навыки дети вынуждены формировать во внеурочное время. Тогда как важно научить их руководить и работать в команде. Учитель должен выступать не как «говорящая голова», а как модератор и консультант при выполнении школьниками тех или иных задач.
Продолжила тему формирования функциональной грамотности учитель информатики и педагог дополнительного образования - Елена Витальевна Дзюбенко. Она предложила попробовать свои силы в робототехнике и искусственном интеллекте, а также перейти от теории к практике.
Само слово «робот» обозначает неодушевленный предмет, но роботы очаровательны. Идея неживой материи, которая самостоятельно выполняет сложные задания, просто поразительна! С тех пор, как роботы стали такими технологически сложными и современными, можно было бы подумать, что для их конструирования и программирования необходимы большие знания и навыки.
Педагоги познакомились с конструктором LegoMindstorms EV3 и средой программирования. Елена Витальевна рассказала, как собрать «робота – пятиминутку» EVA и написать к нему простую программу. Это робот-тележка. Для этого она представила платформу LegoMindstorms Education EV3. Основные задачи этой платформы — обучение на практических примерах, развитие навыков STEAM и формирование инженерного мышления. В ней можно проводить лабораторные работы по изучению механики и динамики. Лабораторные стенды из кубиков LEGO и утилиты по регистрации и обработке данных делают опыты еще интереснее и нагляднее и помогают детям лучше понять предметы естественно-математического цикла. Она рассказала, что можно дополнить этот набор средой программирования MicroPython и использовать его для обучения робототехнике.
Для практическая работы практикума достаточно было наличие интернета, ноутбуков и смартфонов, педагог дала доступ к своему рабочему столу на компьютере, где загружена среда программирования LegoMindstorms Education EV3, есть видео инструкция по сборке робота и его программированию, сборке ультразвукового датчика, подключения моторов и датчика к блоку. Задавая параметры для датчиков, подстраиваем робота к выполнению определенных действий. Нам предстояло сконструировать по видео инструкции робота и запрограммировать его. Открываем видео, собираем робота. Далее собираем ультразвуковой датчик. Ну и осталось подключить датчики и моторы к блоку EV3. Используя приложение, составили программу движения робота. Это всего четыре действия: движение вперёд, назад, остановка, поворот.
Серия конструкторов LegoMindstorms EV3 делает робототехнику легкой и увлекательной как для взрослых, так и для детей. Эти наборы открывают робототехнику для всех возрастов. Это образовательная версия роботов. По сути, образовательная робототехника объединяет классические подходы к изучению основ техники и современные направления: информационное моделирование, программирование, информационно- коммуникационные технологии. Лего-конструирование знакомит с системой управления роботами: аппаратной частью, простым, но мощным программированием Лего-моделей. В настоящее время такая наука как робототехника приобретает все большее значение, опираясь на информатику, математику, физику, биологию и другие фундаментальные науки.
Современные школьники хотят видеть красочный результат, хотят рассматривать цветные графики, диаграммы и создавать настоящих роботов, движущихся и выполняющих команды. Обычный код тоже кажется детям слишком сложным, поэтому обучение лучше начинать с чего-нибудь простого. Базовая среда программирования EV3 создана на основе графического языка LabVIEW и позволяет задавать алгоритмы для робота визуально: команды представлены в виде блоков, которые можно перетаскивать и соединять. Такой способ хорошо работает, когда нужно показать, как строятся алгоритмы, но он не подходит для программ с большим количеством блоков. При усложнении сценариев необходимо переходить на программирование с помощью кода, но детям бывает, трудно сделать этот шаг.
Здесь есть несколько хитростей, одна из которых — показать, что код выполняет те же задачи, что и блоки. В среде EV3 это можно сделать благодаря интеграции с MicroPython: дети создают одну и ту же программу в базовой среде программирования с помощью блоков и на языке Python в VisualStudioCode от Microsoft. Они видят, что оба способа работают одинаково, но кодом решать сложные задачи удобнее.
Среда EV3 построена на базе процессора ARM9, и разработчики специально оставили архитектуру открытой. Это решение позволило накатывать альтернативные прошивки, одной из которых стал образ для работы с MicroPython. Он позволяет использовать Python для программирования EV3, что делает работу с набором еще ближе к задачам из реальной жизни. Чтобы начать работать, нужно скачать образ EV3 MicroPython на любую microSD-карту, установить ее в микрокомпьютер EV3 и включить его. Затем нужно установить бесплатное расширение для VisualStudio. И можно приступить к работе. Модели на EV3 знакомят детей с азами, которые используются в самоуправляемых автомобилях, заводских роботах-сборщиках, станках с ЧПУ.
Например, чертежная машина, может рисовать узоры и геометрические фигуры. Данный кейс является упрощенным вариантом взрослых роботов-сварщиков или фрезеровщиков и показывает, как можно использовать EV3 совместно с MicroPython для обучения школьников. А еще чертежная машина может разметить отверстия в печатной плате для папы, но это уже другой уровень, требующий математических расчетов.
EV3 — это инструмент для профориентации в рамках профессий STEM и точка входа в инженерные специальности. Так как на нем можно решать практические задачи, дети получают опыт технических разработок и создания промышленных роботов, учатся моделировать реальные ситуации, понимать программы и анализировать алгоритмы, осваивают базовые конструкции программирования.
Поддержка MicroPython делает платформу EV3 подходящей для обучения в старших классах. Ученики могут попробовать себя в роли программистов на одном из самых популярных современных языков, познакомиться с профессиями, связанными с программированием и инженерным проектированием. Наборы EV3 показывают, что писать код — это не страшно, готовят к серьезным инженерным задачам и помогают сделать первый шаг к освоению технических специальностей.
Современный мир уже невозможно представить себе без применения высоких технологий и роботов. Занятия по робототехнике помогают идти в ногу со стремительно развивающимся прогрессом и дают уникальную возможность для участия в улучшении качества жизни. Завершили работу секции обсуждением, где участники ГМО поделились своим мнением, отметили, что им было интересным. Также для регистрации и опроса педагоги заполнили google – анкеты.
Использованные источники
1. 1.Овсяницкая Л.Ю. Курс программирования робота LegoMindstorms EV3 в среде EV3 / Л.Ю. Овсяницкая, Д.Н. Овсяницкий, А.Д. Овсяницкий. – М: Издательство «Перо», 2016. – 300 с.
2. С. А. Филиппов Робототехника для детей и родителей. Санкт-Петербург «Наука», 2013
3. https://learningapps.org/display?v=pqtij535a18
4. https://robot-help.ru/lessons/lesson-4.html
5. https://www.youtube.com/watch?v=9uv7LrzJRQM
6. https://news.rambler.ru/education/44384185-funktsionalnaya-gramotnost-shkolnikov-chto-eto-takoe-i-kak-ee-razvit/
7. https://mel.fm/ucheba/shkola/4832175-functional_literacy
8. https://nsportal.ru/nachalnaya-shkola/materialy-mo/2021/10/27/statya-vidy-funktsionalnoy-gramotnosti
9. https://teacher.yandex.ru/posts/znaniya-i-zhizn-zachem-uchitelyu-zanimatsya-formirovaniem-funktsionalnoy-gramotnosti-shkolnikov