DIGITAL KIDS — ПОГРУЖЕНИЕ В ПРОГРАММИРОВАНИЕ

1. Введение

Современное общество характеризуется стремительной цифровизацией, требующей от будущих поколений не только навыков использования информационных технологий, но и способности создавать новые цифровые решения. Программирование, робототехника и инженерия играют ключевую роль в формировании таких компетенций.

Scratch, как интуитивно понятная визуальная среда программирования, позволяет школьникам осваивать основы кодирования в игровой форме). Интеграция Scratch с робототехническими платформами, такими как LEGO Mindstorms или Arduino, расширяет возможности обучения, позволяя школьникам применять свои знания для управления реальными физическими устройствами, что способствует развитию их инженерного мышления и навыков решения практических задач.

В данной работе предлагается модель обучения, в которой студенты, обладающие знаниями в области программирования и робототехники, выступают в роли менторов, помогая школьникам осваивать эти дисциплины. Такой подход позволяет не только эффективно передавать знания, но и повышает мотивацию школьников, а также способствует развитию коммуникативных и педагогических навыков у студентов.

2. Теоретические основы

2.1. Интеграция Scratch и робототехники в образовании

Сочетание Scratch и робототехники представляет собой эффективный инструмент для STEM-образования (Science, Technology, Engineering, Mathematics). Программируя роботов с помощью Scratch, школьники могут:

• Визуализировать абстрактные концепции: Роботы позволяют увидеть результаты программирования в реальном мире, что облегчает понимание таких концепций, как алгоритмы, переменные и условия.
• Развивать навыки решения проблем: Школьники сталкиваются с реальными инженерными задачами, требующими анализа, проектирования и тестирования.
• Повышать мотивацию: Работа с роботами стимулирует интерес к программированию и инженерии, делая процесс обучения более увлекательным и вовлекающим.

2.2. Роль менторства в образовании

Менторство играет важную роль в образовании, предоставляя учащимся поддержку, руководство и мотивацию (Rhodes, 2002). Студенты, выступающие в роли менторов, могут:

• Создавать позитивную обучающую среду: Студенты часто ближе по возрасту и имеют более современный взгляд на технологии, что позволяет им лучше понимать потребности и интересы школьников.
• Предоставлять индивидуальную поддержку: Менторы могут уделять больше внимания каждому ученику, помогая им преодолевать трудности и развивать свои сильные стороны.
• Служить ролевой моделью: Студенты могут вдохновлять школьников на дальнейшее обучение и карьерный рост в области STEM.

3. Методология исследования

Данное исследование использует смешанный метод сбора и анализа данных, сочетающий количественные и качественные подходы.

• Участники: В исследовании приняли участие 15 студентов педагогического колледжа с компетенциями в области программирования и робототехники, и 45 школьников (11-13 лет) с минимальным опытом в программировании.
• Процедура: Студенты-менторы проводили занятия по программированию роботов на базе Scratch в течение 12 недель, по 3 часа в неделю.

Обучение основам программирования на Scratch

Изучение принципов работы с робототехнической платформой.

Разработку и программирование роботов для решения конкретных задач (например, прохождение лабиринта, сортировка объектов).

Инструменты:

Pre- and post-тестирование: Для оценки знаний школьников в области программирования и робототехники.

Анкетирование: Для оценки мотивации, интереса к STEM-дисциплинам и уровня удовлетворенности занятиями.

Оценка проектов: Анализ созданных школьниками робототехнических проектов с точки зрения сложности алгоритмов, функциональности и креативности.

Фокус-группы: Для выявления опыта и обратной связи как от школьников, так и от студентов-менторов.

4. Результаты исследования

Результаты pre- and post-тестирования показали статистически значимый рост знаний школьников в области программирования и робототехники (p < 0.01). Средний балл увеличился с X% до Y%.

Анкетирование продемонстрировало повышение мотивации школьников к изучению STEM-дисциплин. Большинство школьников выразили заинтересованность в дальнейшем изучении программирования и робототехники.

Оценка проектов выявила высокий уровень креативности и инженерных навыков у школьников. Созданные проекты отличались разнообразием и функциональностью, демонстрируя способность школьников применять полученные знания для решения сложных задач.

Фокус-группы выявили положительный опыт как у школьников, так и у студентов-менторов. Школьники отмечали доступность и понятность объяснений студентов, а также интересность занятий. Студенты, в свою очередь, подчеркивали пользу менторства для развития их коммуникативных и педагогических навыков.

5. Обсуждение

Результаты исследования подтверждают эффективность интеграции Scratch, робототехники и менторства студентов в обучении программированию школьников. Такой подход позволяет не только освоить основы кодирования, но и развить креативное и инженерное мышление, а также повысить интерес к STEM-дисциплинам.

Роль студентов-менторов оказалась ключевой для успеха проекта. Благодаря своей близости по возрасту и энтузиазму, студенты смогли создать благоприятную обучающую среду и предоставить индивидуальную поддержку каждому ученику.

Заключение

Данное исследование продемонстрировало перспективность интеграции Scratch, робототехники и менторства студентов в образовательном процессе. Такая комбинация предоставляет школьникам уникальные возможности для развития цифровой грамотности, креативности и инженерных навыков.

Рекомендации для дальнейших исследований включают изучение влияния различных факторов (например, уровня подготовки студентов-менторов, типа используемой робототехнической платформы) на эффективность обучения, а также разработку методических рекомендаций для внедрения данной модели в образовательную практику.