Методика использования робототехники для формирования универсальных учебных действий у обучающихся во внеурочной деятельности по информатике тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 13.00.02, кандидат наук Филиппов Владимир Ильич

• Филиппов Владимир Ильич
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Филиппов Владимир Ильич

ВВЕДЕНИЕ

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Глава 1. Теоретико-методические основы освоения робототехники в

рамках общего образования

§1.1. Анализ отечественного и зарубежного опыта освоения робототехники и ее использования для решения образовательных

задач

§1.2. Освоение робототехники в рамках общеобразовательного

курса информатики и во внеурочной деятельности

§1.3. Формирование универсальных учебных действий во

внеурочной деятельности по информатике

Выводы по главе

Глава 2. Методика формирования универсальных учебных действий во внеурочной деятельности по информатике с использованием

робототехники

§2.1. Содержание и структура методики использования робототехники для формирования УУД во внеурочной

деятельности по информатике

§2.2. Оценка эффективности методики формирования УУД с использованием робототехники. Анализ экспериментальной

работы

Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методика использования робототехники для формирования универсальных учебных действий у обучающихся во внеурочной деятельности по информатике»

ВВЕДЕНИЕ

Перестройка российской экономики под цифровой формат влечет за собой кардинальное изменение продуктов, процессов, бизнес-моделей и способов коммуникации. Новые технологии не просто меняют рынки, но и сами принципы производства. Основной акцент в них делается на развитие «умных» технологий, автоматизацию и роботизацию. Робототехника из узко профессиональной сферы становится неотъемлемым компонентом современных продуктов и технологий. Более того, робототехника становится частью современной технологической культуры и человеческой деятельности в целом.

Согласно фундаментальной концепции содержания и структуры общего образования академика РАО В. С. Леднева, социальная значимость робототехники (как и в свое время программирования) говорит о том, что она становится необходимым элементом общего образования. При этом робототехника повторяет общую закономерность внедрения нового содержания: прежде чем стать элементом формального образования, оно проходит апробацию в рамках неформального образования (кружков, конкурсов, олимпиад и пр.).

Вопросы, связанные с освоением робототехники в различных формах внеурочной деятельности рассмотрены в работах А. П. Алексеева, В.Л. Афонина, Л. Г. Белиовской, А. Н. Богатырева, А. Н. Боголюбова, Л. Л. Босовой, М.В. Васильева, Д.А. Каширина, В.Л. Конюха, Д.Г. Копосова, Д.А. Никитина, Е.П. Попова, Н.Н.Самылкиной, В.А. Серенко, В.В. Тарапаты, С.А. Филиппова, В.Н. Халамова, В.Д. Цыганкова и др.

В процессе этой деятельности накоплен интересный и ценный опыт изучения робототехники обучающимися различных возрастных категорий и степени подготовленности. Вместе с тем следует подчеркнуть фрагментарный характер этого опыта. Внеурочная деятельность по освоению робототехники, как правило, осуществлялась без связи с целями и задачами,

стоящими перед общеобразовательными предметами, прежде всего, информатикой.

При этом, как показано в исследованиях С.А. Бешенкова, Э.В. Миндзаевой, М.И. Шутиковой, робототехника играет ключевую роль в четвертой промышленной революции, которая пришла на смену цифровой революции 80-х г. ХХ века. Характерными чертами это революции являются: моделирование, интегративные системы, Интернет вещей, кибербезопасность, облачные вычисления, аддитивное производство, дополненная реальность, Big Data, автономные роботы, конвергенция различных видов технологий и др.

Опираясь на опыт внедрения в школу основ информатики и вычислительной техники, можно отметить, что робототехника становится новым и очень важным элементом содержания обучения, прежде всего, курса информатики. При этом внедрение робототехники осуществляется в двух аспектах: как предмета изучения и как средства обучения. Отметим, что внедрение в образование ИКТ в 80-90 гг. ХХ в. шло по этой же схеме.

В настоящее время элементы робототехники изучаются в общеобразовательных курсах «Информатика» и «Технология». Возможности робототехники как средства обучения рассматриваются далеко не в полной мере. Освоение робототехники в рамках внеурочной деятельности может способствовать решению этой проблемы.

В Федеральных государственных образовательных стандартах общего образования обозначены новые акценты в деятельности образовательных учреждений, предполагающие «выход» за рамки классно-урочной системы, возрастание роли внеурочной деятельности, которая создает д ополнительные возможности для самореализации и творческого развития каждого обучающегося. Согласно концепции ФГОС ООО внеурочная деятельность вместе с образовательной деятельностью в рамках обязательных предметов вносит свой вклад в достижения обучающимися сформулированных в Стандарте образовательных результатов. ФГОС

«(отдают» внеурочной деятельности в начальной школе 20%, в средней -30%, в старшей - до 40% учебного плана.

Все это говорит о том, что внеурочную деятельность по информатике с применением робототехники целесообразно соориентировать не только на ее освоение, но и на ее использование для достижения сформулированных в ФГОС предметных и метапредметных образовательных результатов. При этом саму внеурочную деятельность можно рассматривать как «полигон», на котором отрабатываются методические подходы, которые потом могут быть перенесены в общеобразовательный курс информатики.

Согласно ФГОС, ключевой задачей общего образования является развитие универсальных учебных действий (УУД) как компонентов деятельности, направленной на получение новых знаний и освоение социального опыта. В условиях осуществления четвертой технологической революции, в особенности появления феномена «больших данных» (Big Data), освоение УУД приобретает особое значение.

В исследованиях А.Г. Асмолова, Г.В. Бурменской, И.А. Володарской, О.А. Карабановой, Н.Г. Салминой и др. УУД трактуются как «умение учиться», т. е. как способность субъекта к самооразвитию и самосовершенствованию путем сознательного и активного присвоения нового социального -опыта. В «Программе развития универсальных учебных действий» выделяется следующие виды УУД: личностные, регулятивные, познавательные и коммуникативные. Особую важность имеют знаково-символические универсальные учебные действия, включающие два вида действий: моделирование (построение модели), преобразование модели. В настоящей редакции «Программы развития универсальных учебных действий» эти действия являются компонентом познавательных УУД.

В настоящее время существует ряд исследований, посвященных теории и методике формирования УУД на разных ступенях обучения: Л.И. Боженковой, М.Е. Козловских, Э.В. Миндзаевой, И.В. Морозовой, Ю.Н. Ниловой, Л.А. Теплоуховой, Д.А. Хомяковой, С.В. Чоповой и др. Как

показали исследования Э.В. Миндзаевой, практически все универсальные учебные действия, так или иначе, связаны с информационной деятельностью, а общеобразовательный курс информатики играет особую роль в формировании УУД.

Следует подчеркнуть, что в ряде случаев речь идет о формировании базовых компонентах УУД. В рамках данного исследования эти случаи, как правило, определяются общим контекстом, без введения названного термина.

Вместе с тем, использование робототехники как методического инструмента при формировании УУД практически не рассматривалось. При этом следует подчеркнуть, что такое использование предполагает формирование более широких представлений о робототехнике как конвергенции (взаимопроникновении) материальных и информационных технологий. В рамках нашего исследования мы будем понимать конвергенцию как сближение двух различных областей, с сохранением качественных характеристик каждой из этих областей. При этом всегда можно явно выделить основание для названного сближения. Это представление в применении к робототехнике еще не получило своего методического оформления.

В связи с вышесказанным можно сформулировать следующие противоречия между:

- значимостью робототехники как средства обучения, используемого для достижения образовательных результатов в рамках предмета информатики и отсутствием подходов, позволяющих осуществить использование этого средства;

- возможностью формирования универсальных учебных действия в процессе конструирования роботов и разработки программного обеспечения для их управления и отсутствием методики, позволяющей осуществить это формирование;

- предоставляемыми ФГОС основного общего образования возможностями внеурочной деятельности для освоения робототехники с

одновременным формированием УУД и отсутствием методики, реализующей эти возможности.

Необходимость разрешения сформулированных выше противоречий определяет проблему исследования: разработка методики использования робототехники для формирования универсальных учебных действий во внеурочной деятельности обучающихся основной школы.

Объект исследования - робототехника как элемент содержания обучения и средство достижения образовательных результатов по информатике.

Предмет исследования - использование робототехники как средства обучения при формировании УУД у обучающихся пятых-девятых классов.

Цель исследования: обосновать методические подходы и разработать методику использования робототехники для формирования УУД в процессе внеурочной деятельности по информатике обучающихся основной школы.

Гипотеза исследования - если освоение робототехники в процессе внеурочной деятельности по информатике будет осуществляться на основе методики, которая будет включать в себя:

- целевой компонент, отражающий идею освоения робототехники с одновременным формирования УУД у обучающихся пятых-девятых классов в процессе внеурочной деятельности по информатике с применением робототехники;

- содержательный компонент, основу которого составляют модули «Робототехника» и «Программирование»;

- процессуальный компонент, описывающий процесс формирования УУД на основе конвергенции названных модулей, которая реализуется в этапах полного цикла решения задачи или выполнения проекта;

- результативный компонент представленный сформированными на эвристическом и творческом уровнях УУД, а также средствами для осуществления проверки этой сформированности, то это позволит

осуществить формирование и развитие у обучающихся универсальных учебных действий.

В соответствии с целью и гипотезой определяются следующие задачи исследования:

- проанализировать современное состояние методики использования робототехники для формирования УУД во внеурочной деятельности у обучающихся пятых-девятых классов;

- обосновать методические подходы освоения робототехники во внеурочной деятельности по информатике для пятых-девятых классов с одновременным формированием УУД;

- определить структуру методики формирования УУД во внеурочной деятельности по информатике с использованием робототехники, включающую целевой, содержательный, процессуальный и результативный компоненты;

- разработать классификацию робототехнического оборудования, которое целесообразно использовать для освоения робототехники во внеурочной деятельности с одновременным формированием всех видов

УУД;

- разработать методические рекомендации по освоению робототехники во внеурочной деятельности по информатике для пятых-девятых классов с одновременным формированием УУД;

- экспериментально проверить уровень сформированности УУД у обучающихся пятых-девятых классов.

В ходе решения поставленных задач и проверки гипотезы использовались следующие методы исследования: анализ философской, психологической, педагогической, методической литературы по теме исследования; системный анализ, моделирование, систематизация, классификация, обобщение, сравнение, анализ и обобщение педагогического опыта, моделирование содержания обучения; наблюдение, тестирование, анкетирование, собеседование, педагогический эксперимент, анализ

результатов деятельности обучающихся, статистические методы обработки данных педагогического эксперимента.

Методологическую основу исследования составляют:

- Федеральный государственный образовательный стандарт общего образования, Примерная основная образовательная программа, Программа развития универсальных учебных действий;

- концепция постиндустриальной цивилизации и четвертой промышленной революции: Д. Белл, З. Бжезинский, Е. Масуда, Э. Тоффлер, К. Шваб и др.

- деятельностный подход: Л.С. Выготский, П.Я. Гальперин, В.В. Давыдов, А.Н. Леонтьев, Д.Б. Эльконин и др.

- системно-деятельностный подход и концепция УУД: А.Г. Асмолов, Г.В. Бурменская, И.А.Володарская, О.А.Карабанова и др.

Теоретическую основу исследования составляют исследования в области:

- теории и методики обучения информатике: С.А. Бешенков, Л.Л. Босова, А.П. Ершов, С.Д. Каракозов, К.К. Колин, А.А. Кузнецов, М.П. Лапчик, Э.В. Миндзаева, С.М. Окулов, Е.А. Ракитина, Н.Н. Самылкина, М.И. Шутикова и др.;

- технологического подхода, педагогических технологий в образовании: Л.В. Байбородова, Ю.К. Бабанский, В.П. Беспалько, В. В. Гузеев, М.В. Кларин, В.М. Монахов, А.П. Чернявская, В.В. Юдин и др.;

- дифференциации обучения: Т.В. Бурлакова, О.С. Газман, А. А. Кирсанов, А.В. Матвеев и др.;

- внеурочной деятельности обучающихся: Г.Р. Азонова, Р.В. Банчуков, Н.П. Батюк, Л.К. Голубев, И.П. Иванов, О.В. Кутьев, Н.С. Свищенкова, и др.;

- методики формирования УУД в различных предметных областях: Л.И. Боженкова, Н.Л.Будахина, Е.Ю. Драчева, Э.В. Миндзаева, И.В. Морозова, О.Н. Сапронова, Н.А. Чуланова и др.

База исследования. Исследование проводилось на базе образовательных организаций Московской области: МБОУ Гимназия №11 г. о. Балашиха, МБОУ СОШ №15 г. о. Балашиха и МБОУ «Лицей №4 г. Дмитрова».

Этапы исследования.

На первом этапе (2012-2014гг.) осуществлен анализ научно-педагогической и учебно-методической литературы и выявлены динамика и тенденции в области развития УУД у обучающихся пятых-девятых классов; изучены различные модели организации обучения робототехнике и программированию; обобщался практический опыт, на его основе накапливался эмпирический материал; определялись цель, задачи, предмет, объект, рабочая гипотеза исследования.

На втором этапе (2014-2015 гг.) обосновывалась теоретическая база методики формирования УУД: определялось содержание, методы, формы и средства обучения, направленные на освоение робототехники и формирование УУД у обучающихся пятых-девятых классов в рамках внеурочной деятельности по информатике.

На третьем этапе (2016-2019 гг.) проводилась экспериментальная проверка уровня сформированности УУД; проводился качественный анализ результатов, с помощью методов математической статистики обрабатывались и анализировались результаты опытно-экспериментальной работы, завершалось оформление текста диссертации.

Обоснованность и достоверность результатов исследования обеспечиваются опорой на фундаментальные педагогические и психологические концепции, теорию и методику обучения информатике, концепции информатизации образования; апробацией разработанного модульного курса «Робототехника шаг за шагом», реализующего разработанную в рамках данного исследования методику; данными, полученными в результате педагогического эксперимента.

Личный вклад соискателя состоит в разработке научно обоснованных подходов формирования УУД, реализованных в методике освоения робототехники во внеурочной деятельности по информатике для пятых-девятых классов с одновременным формированием всех УУД, в разработке учебных материалов, содержащих методику робототехники и программирования во внеурочной деятельности с одновременным формированием всех видов УУД.

Научная новизна исследования:

- обоснован подход к формированию УУД в рамках внеурочной деятельности по информатике с применением робототехники, ведущей идеей которого является использование полного цикла решения задачи при конструировании робота и программировании его работы или выполнения робототехнического проекта, на каждом шаге которого формируются базовые компоненты УУД;

- разработана методика формирования УУД, основанная на конвергенции модулей «Робототехника» и «Программирование», реализуемой с использованием полного цикла создания робота.

Теоретическая значимость исследования состоит:

- в обосновании подходов к использованию робототехники как средства достижения образовательных результатов по информатике;

- в обосновании целесообразности использования концепции конвергенции и схемы полного цикла решения задачи для разработки методики освоения робототехники обучающимися основной школы с одновременным формированием УУД во внеурочной деятельности по информатике.

Практическая значимость исследования заключается в том, что предложенная методика получила практическую реализацию:

• в учебном процессе общеобразовательных организаций Московской области: МБОУ Гимназия № 11 г.о. Балашиха; МБОУ «Лицей № 4 г. Дмитрова»; МОУ СОШ № 15 г.о. Балашиха;

• курсах повышения квалификации учителей информатики, реализованных в учебном процессе ГБОУ ВО МО «Академия социального управления».

Положения, выносимые на защиту:

1. Освоение робототехники обучающимися основной школы с одновременным формированием всех видов УУД целесообразно осуществлять в рамках внеурочной деятельности по информатике, при этом формируется более широкое представление о робототехнике как конвергенции материальных и информационных технологий. Сформированные во внеурочной деятельности знания и умения, дополняют знания и умения обучающихся по робототехнике, полученные в общеобразовательном курсе информатики и способствуют достижению предметных и метапредметных результатов по этому предмету.

2. Методика формирования УУД во внеурочной деятельности с использованием робототехники основана на следующем подходе.

Целью методики является формирование УУД в процессе внеурочной деятельности по информатике с применением робототехники обучающихся пятых-девятых классов.

Содержание методики включает модули «Робототехника» и «Программирование», при этом выбор робототехники осуществляется в соответствии с предложенной классификаций учебной робототехники отечественных и зарубежных фирм, составленной с учетом возрастных особенностей обучающихся и предполагаемой деятельности с использованием этой робототехники.

В процессе формирования УУД осуществляется совместное освоение (конвергенция) модулей «Робототехника» и «Программирование», при этом реализуется полный цикл создания робота, включающий следующие этапы: анализ задания и определение этапов реализации; проектирование и моделирование робототехнического изделия; конструирование робота; определение начальных данных и конечного результата; разработка

алгоритма реализации роботом заданного результата; реализация алгоритма; тестирование робота отладка и оценка полноты и точности выполнения задания роботом. Основным методом обучения является метод проектов, основным средством обучения - робототехнические конструкторы.

В результате реализации названного процесса происходит освоение основ робототехники с одновременным формированием УУД.

Апробация результатов исследования осуществлялась при их обсуждении: на заседаниях кафедры информационно-коммуникационных технологий ГБОУ ВО МО Академия социального управления, аспирантских научно-методических семинарах и конференциях в ГБОУ ВО МО «Академия социального управления» (2014-2016 гг.), VI Всероссийской (с международным участием) заочной научно-практической конференции «Актуальные вопросы современной информатики» (г. Коломна, 2016-2018 г. г.), II и III Межрегиональных научно-практических конференциях «Информационно-коммуникационные технологии и информатика в современном образовании» (г. Москва, 2016-2017 г. г.), Международных конференциях «Современные информационные технологии в образовании» (г. Москва, г. Троицк, 2016-2019 г. г.), Международных научно-практических интернет-конференциях «Непрерывное образование специалистов в современных условиях: новый дизайн» (г. Москва, 2016-2018 г. г.), «Актуальные проблемы методики обучения информатике и математике в современной школе» (г. Москва, 2019 г.), на заседании методологического семинара на математическом факультете МИГУ (2019 г.).

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, библиографии и приложений.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ Глава 1. Теоретико-методические основы освоения робототехники в

рамках общего образования.

§1.1. Анализ отечественного и зарубежного опыта освоения робототехники и ее использования для решения образовательных задач.

Робототехника — это наука, которая одновременно опирается на механику, электронику, программирование, искусственный интеллект. Преимущественная задача робототехники заключается в создании автоматизированной техники. Робот представляет собой трехмерную техническую систему, которая обладает измерениями, свойственными для любого живого существа. Данная машина может в некоторых сферах деятельности заменять людей или помогать им в решении тех или иных задач.

Робот, активно взаимодействующий с окружающей средой, в общем виде должен содержать следующие подсистемы: управляющую, информационно-измерительную (сенсорную), систему связи, исполнительную (моторную).

Внедрение в образовательный процесс Федеральных государственных стандартов второго поколения, ориентированных на применение системно -деятельностного подхода, позволяет организовать в рамках внеурочной деятельности обучающихся пятых-девятых классов изучение образовательной робототехники с использованием широкого спектра учебно-лабораторного оборудования, включающего, в том числе, и комплекты конструкторов роботов. Это формирует у обучающихся комплекс универсальных учебных действий.

Появление конструкторов Lego MindStorm и других платформ, позволяющих создавать учебные роботы, стало импульсом для развития образовательной робототехники в начале XXI века. В 2001 году во

Франкфурте был проведен первый симпозиум по данному направлению в рамках IAIS. С 2005 года уже ежегодно проходят конференции и мастер-классы по использованию роботов при обучении языкам программирования.

В различных организационных формах развивается образовательная робототехника в странах Европы, США и Японии в виде внеурочных занятий в образовательных организациях различного уровня, а также на занятиях в частных клубах и на курсах, организованных фирмами-разработчиками робототехнического оборудования. Регулярно проводятся соревнования роботов, мастер-классы и другие мероприятия с использованием возможностей сети Интернет и робототехнического оборудования.

Названные соревнования часто проходят на школьном или на университетском уровне. Самые известные международные соревнования роботов, разработанных школьниками, это соревнования - Robo Cup Junior, FIRST Lego League, Robo Cup, Euro Bot и некоторые мероприятия, организованные Международной ассоциацией разработчиков роботов (FIRA). При этом участвующие в образовании роботы в большей степени связаны с исследованиями, а не с образовательным процессом.

Существует много локальных соревнований, которые способствуют решению специализированных задач или региональные версии существующих соревнований с другими названиями. Примером такого местного соревнования в федерации NRW Германии является zdi-Roboterwettbewerb. На основе FIRST Lego League ежегодно проводятся восемь соревнований. Участниками соревнований являются команды различных университетов Германии. Многие соревнования роботов используются фирмами-производителями для продвижения своих продуктов и различных устройств и не имеют каких-либо конкретных целей и задач, связанных с образованием. Участниками подобных соревнований являются компании и исследовательских институты.

В Европе для определенной группы обучающихся проходят курсы, разработанные поставщиками определенной модели роботов, например, -

курсы для девочек Roberta Initiative. Данные курсы ориентированы на школьников и учителей и проводятся, как правило, после школьных занятий. В Германии наблюдается повышенное внимание к курсам робототехники со стороны научных центров таких как Heinz-Nixdorf-Museumsforum Paderborn, Deutsches Museum (Бонн), Odysseum (Кельн) или TUMLab (Мюнхен). Стоит отметить, что некоторые элементы курсов робототехники появляются в основных программах некоторых школ Германии.

Каждое соревнование роботов или мероприятия, проводимые сетевыми сообществами (например, Scuola di Robotica в Италии), создают сети активных, включенных в исследовательскую или опытно-конструкторскую деятельность людей, занимающихся образовательной робототехникой. Как нам представляется, эти сообщества обладают большим методическим потенциалом, который может быть реализован при синхронизации их деятельности.

На указанных конференциях часто демонстрируются результаты, достигнутые отдельными учреждениями при реализации проектов на основе робототехники. Авторы этих проектов, как правило, являются специалистами в области информатики и робототехники. Однако, специалисты в области психологии и педагогики в этих конференциях практически не принимали участия.

Отметим, что предложенные подходы не объдинены общей методологией и развиваются, преимущественно, в рамках отдельных коллективов разработчиков.

Большинство материалов, которые представлены в сборниках конференций, содержат технические описания платформ робототехнического оборудования. Как правило, организаторы конференций оринтируются на конкретного производителя робототехнического оборудования.

Проиллюстрируем сделанные выше выводы примерами публикаций, посвященных образовательной робототехнике. Они позволяют увидеть общие тренды и перспективы развития этого направления.

В работе ««Representative examples of implementing educational robotics in school based on the constructivist approach. In SIMPAR Workshop on Teaching with robotics: didactic approaches and experiences»[181] авторы на имеющемся опыте показывают, как робототехника может успешно интегрироваться в классно-урочную систему. Более того, эксперты предлагают ряд решений для организации эффективного образовательного проекта в рамках учебного занятия. Данная публикация содержит комплекс общих идей для создания и реализации роботехнических проектов в сфере образования, однако в ней нет конкретных рекомендаций, как организовать проектую деятельность в тех или иных условиях.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Филиппов Владимир Ильич, 2020 год

Использовать

Описывать

Называть

Объяснять

Рис. 4. Формирование базовых компонентов УУД в процессе проектной

деятельности.

Пользуясь результатами, которые были получены обучающимися при осуществлении проектной деятельности с использованием робототехники, можно определить общий (интегральный) уровень развития базовых компонентов универсальных учебных действий.

Сравнительный анализ сформированности базовых компонентов универсальных учебных действий в баллах представлен в таблице 8.

Таблица 8.

Сформированность базовых компонентов УУД по итогам проектной

деятельности

Сформированность базовых компонентов УУД Оценка в баллах

Адаптивный уровень 0-10

Эвристический уровень 11-21

Творческий уровень 22-33

Адаптивный уровень развития базовых компонентов универсальных учебных действий соответствует допустимым входным требованиям, предъявляемым к обучающимся еще до начала обучения. Адаптивный уровень отражает наличие набора знаний, умений и навыков обучающихся, которые должны иметь место и которые будут развиваться в будущем.

Эвристический уровень является обязательным для каждого обучающегося, прошедшего обучение. Данный уровень соответствует умению обучающегося решать типовые задачи, понимать ее условия и угадывать путь решение. Однако при этом обучающийся не может получить исчерпывающее решение задачи, в силу отсутствия определенных знаний и умений.

Творческий уровень развития базовых компонентов универсальных учебных действий характеризуется знаниями и умениями обучающегося, которые позволяют ему успешно разрешать поставленные задачи, применяя при этом различные методы и средства.

Итогом реализации предложенной в исследовании методики является изменение уровня сформированности базовых компонентов универсальных учебных действий и, тем самым, сформированности определенных видов УУД (прежде всего, познавательных и регулятивных).

Основная цель экспериментальной работы заключалась в проверке достоверности высказанной гипотезы исследования о целесообразности использования робототехники для формирования базовых компонентов УУД, что должно привести к сформированности самих УУД.

Эксперимент проводился по схеме, которая включает этапы: констатирующий, формирующий и обобщающий.

Эксперимент проводился на базе МБОУ «Гимназия №11» г.о. Балашихи, микрорайон Железнодорожный и МБОУ «Лицей №4 города Дмитрова». Экспериментальная деятельность осуществлялась в ходе реализации внеклассной работы по освоению основ робототехники (30 обучающихся шестых классов в двух экспериментальных и две контрольные группы из 30 обучающихся шестых классов). В ходе занятий по освоению робототехнике применялись наборы и конструкторские решения от компании «Lego».

Целью констатирующего эксперимента, который был организован в декабре 2017 года, стала оценка уровня сформированности базовых компонентов универсальных учебных действий у обучающихся шестых классов. С его помощью удалось констатировать низкий уровень сформированности у обучаемых базовых компонентов УУД.

На стадии формирующего эксперимента (в период с января 2016 по апрель 2018 года) преподаватели строили занятия в рамках внеурочной деятельности согласно разработанной в исследовании методике, содержащей:

- целевой компонент, отражающий идею освоения робототехники с одновременным формированием базовых компонентов УУД;

- содержательный компонент, основу которого составляют модули «Робототехника» и «Программирование»;

- процессуальный компонент, описывающий процесс формирования УУД на основе конвергенции названных модулей, которая реализуется в этапах полного цикла решения задачи или выполнения проекта;

- результативный компонент представленный сформированными на эвристическом и творческом уровнях базовых компонентов УУД, а также средствами для осуществления проверки этой сформированности.

В качестве основного методического инструмента использовалась проектная деятельность обеспечивающая формирование базовых компонентов УУД в процессе усвоения определенных выше модулей: «Реализация типовых алгоритмов роботами» и «Конструирование транспортных средств». Эффективность методики оценивалась по степени сформированности базовых компонентов УУД, которой удалось достичь в процессе экспериментальной деятельности.

Обобщающая стадия эксперимента, которая проводилась в период с апреля по май 2018 года, была направлена на проверку сформулированной гипотезы исследования.

В процессе эксперимента использовались различные инструменты оценки сформированности базовых компонентов УУД: беседы, анкетирование, тестирование и пр. Один из основных способов оценки заключался в анализе и оценке выполнения индивидуальных и коллективных проектов с применением робототехники. Полученные в ходе эксперимента данные обрабатывались с использованием методов математической статистики. В качестве экспертов при оценке ученических проектов выступали преподаватели школ г.о. Дмитрова и г.о. Балашихи, а также преподаватели ГБОУ ВО МО «Академии социального управления».

В оценке проектной работы участвовали, как правило, два специалиста: один - учитель информатики, другой - учитель технологии, которые были привлечены к защите проектов обучающихся. Эксперты оценивали сформированность базовых элементов универсальных учебных действий и заполняли приведенную ниже таблицу (таблица 9). Оценка проводилась согласно следующей шкале:

- низкий уровень - 1;

- средний уровень - 2;

высокий уровень - 3.

Таблица №s9

Оценка сформированности базовых компонентов УУД

№

Фамилия, имя

Л

н

я

л

<и 3

m

Л

£ и

3

Л %

н

и

Л

£ и 3 о

и

С

О

л н

я

К о

я

ю о

Л

£ и о

СО

и л а м CP

о

Ф

Л

£ и о

CP

и л

<и о

Л

£ и

а

«

СО

о о

Л

£ и

и

К <и

а

о

Л

£ и о

CP и

н и

(U CP CP

о и

Л

£ и о

СО Л

л

о с

о

к

Л

£ и о

P и

СО

о К U

о

P

с

YPOBeHb сформированности УУД оценивался путем CPaBHeH^ ^иведенных таблиц в начале и конце экспериментa.

Оценка уровня сформировaнности базовых компонентов УУД, ^инятая в ходе экспериментa, была основана на методике рaзделения оценки описания проектa и оценки его защиты, что схоже с известной в рантике ^еподавания оценкой комплексной кошрольной рaботы.

Данный подход использовался в ^оцессе текущего кон^оля освоения блоков содержaния: «Реализация типичных aлгоритмов роботaми», «Конструировaние трaнспортных средств», и учебной прогрaммы «^о^амм^уем в среде Scratch», содержaние которой является необходимым компонентом успешного освоения содержaния названных блоков.

Эти блоки и учебная ^ограмма по многим пaрaметрaм схожи друг с другом. А именно, - они имеют одинаковую продолжительность учебного курсa; обучающиеся выполняют в рaмкaх курсa по десять проектов, которые оцениваются по одним ^инципам; при оргaнизaции обучения используются среды прогрaммировaния с мафическим интерфейсом на русском языке. Различие заключается только в том, что ^и обучении по модулям «Конструировaние моделей трaнспортных средств» и «Реализация типовых aлгоритмов роботaми» обучающиеся используют робототехническое

оборудование. Данное различие позволяет проверить в ходе опытно-экспериментальной работы эффективность использования робототехники во внеурочной деятельности по информатике для формирования у обучающихся базовых компонентов УУД.

В блоках «Реализация типовых алгоритмов роботами» и «Конструирование транспортных средств» предлагается исполнение обучающимися десяти индивидуальных проектов. В ходе подготовки проектов к защите, обучающиеся осуществляют его детальное описание. В этом описании должны присутствовать компоненты:

• сформулированы цели и задачи проекта;

• дано подробное описание процесса разработки робототехнического изделия;

• названы физические принципы и законы, которые используются при конструировании робототехнического изделия;

• дано описание алгоритма, с помощь которого осуществляется управление робототехническим изделием, приводится блок-схема алгоритма;

• отмечаются коррективы и дополнения, внесенные в типовую алгоритмическую конструкцию.

• сообщение о том, где и как может быть использовано данное робототехническое изделие.

В ходе защиты проекта демонстрируется стабильность работы сконструированного робототехнического изделии и его способность выполнить поставленные задачи, а также соответствие разработанного алгоритма и программного обеспечения сформулированным в задаче требованиям. Представленный обучающимися проект оценивался на основе следующих показателей:

• 0 - баллов, проект не выполнен в целом и не реализованные его отдельные элементы;

• 1 балл - реализованы отдельные компоненты проекта, но проект не выполнен в целом;

• 2 балла - проект выполнен в целом, но есть недостатки в

• реализации отдельных элементов проекта;

• 3 балла - проект выполнен полностью без ошибок.

На основе интегральной оценки, состоящей из описания проекта и его защиты, составляется итоговая оценка, с помощью которой появляется возможность оценить сформированность базовых компонентов УУД. Критерии интегральной оценки проектов с одновременным формированием базовых компонентов УУД приведены в таблице 10.

Таблица №10

Критерии интегральной оценки проектов с одновременным

формированием базовых компонентов УУД

№ Формулировка критерия УУД/ базовые компоненты УУД Балл

1. С формулированы цели, достигаемые в результате выполнения проекта, сформулированы задачи, которые необходимо решить для достижения цели. Планировать и прогнозировать результаты деятельности по конструированию робототехнических изделий и разработке программа их управления.

2. Выявлены физические законы, которые используются в робототехническом изделии. Называть физические законы, которые лежат в основе работы робототехнического изделия.

3. С формулирован и представлен алгоритм работы робототехнического изделия. Формализовать планируемую работу робототехнического изделия до уровня алгоритмического предписания.

4. С оотнести возможности полученного робототехнического изделия с поставленными задачами. Выделять информацию, на основе которой можно соотнести объект и робототехническое устройство (модель)

5. Разработанное робототехническое изделие выполняет именно разработанный алгоритм. Создавать робототехническое изделие в соответствии с поставленной задачей.

6. Предложены новые компоненты, делающие работу изделия более эффективной. Моделировать работу робототехнического изделия

7. Реализованы новые Корректировать работу

№ Формулировка критерия УУД/ базовые компоненты УУД Балл

компоненты робототехнического изделия. робототехнического изделия.

8. Проведен анализ изменений, внесенных в конструкцию робота Оценивать внесенных изменений в соответствии с поставленной целью.

9. Представлены возможные области применения робототехнического изделия. Использовать робототехническое изделие для решения поставленных задач.

10. Предлагается описание проекта и его результатов. Описывать содержание проекта.

11. Осуществлена презентация проекта Объяснять цели, задачи проекта, его содержание и полученные результаты.

Итоговый балл за проект - (максимально 33 балла)

Сформулированные критерии дают достаточно полное представление о умении обучающихся осуществлять проектную и исследовательскую деятельность.

В разработанной нами учебной программе «Программируем в среде Scratch» включены десять различных проектов, которые предложены для реализации их обучающимися. При этом, обучающиеся должны не только реализовать проект, но и провести определенную работу по рефлексии своей деятельности.

В частности, они должны ответить на следующие вопросы:

1. Каковы цели и задачи проекта?

2. Каким образом можно дать описание проекта?

3. Какие базовые алгоритмы использовались?

4. Какие изменения в базовый алгоритм были внесены по ходу проекта?

5. Какое программное обеспечение, которое Вы использовали в процессе реализации проекта?

6. Как соотносится разработанный Вами алгоритм с поставленной задачей?

Оценка сформированности базовых компонентов УУД в рамках этой программы также осуществляется на основе таблицы 9.

С помощью представленных критериев можно проследить общую динамику развития навыков ведения исследовательской и проектной работы обучающихся.

Итога оценки с учетом отмеченных критериев фиксируется в таблице развития универсальных учебных действий. Анализ деятельности обучающегося осуществлялся в течение каждого занятия, включенного в учебный курс и блок этого курса. Это дает возможность фиксировать и анализировать образовательные достижения обучающихся. Система модульного типа выстраивания учебного курса позволяет проконтролировать динамику уровня формирования каждого отдельно взятого вида универсальных учебных действий/базовых компонентов УУД, а также их базовых компонентов. На основе результатов, представленных в балловой шкале, которые были получены обучающимися за созданные ими проекты, можно установить обобщенный уровень сформированности базовых компонентов УУД.

Реализация первого игрового проекта по тематике «Сборка и разработка модели роботизированного грузовика для гонок», позволила сформировать массив данных, на основе анализа которого можно было сделать выводы о сформированности у обучающихся в экспериментальной группе базовых компонентов УУД. Соответствующие данные приведены в таблице № 11.

Таблица №11 Распределение начальной степени развития УУД

Уровень Адаптивный Эвристический Творческий

ЭГ 16 12 2

КГ 21 8 1

На совместное (конвергентное) изучение блоков: «Реализация типичных алгоритмов роботами» и «Конструирование транспортных средств» было выделено девять учебных занятий. На этих занятиях обучающиеся из экспериментальной группы создавали и представили робототехнические

проекты. В контрольной группе тоже было организовано девять занятий, но уже без использования робототехники.

Указанные проекты создавались и представлялись обучающимися в индивидуальном порядке. На подготовку каждого проекта отводилось по пять академических часов. По итогам защиты представленных проектов можно было проследить общую динамику изменения уровня сформированности базовых компонентов универсальных учебных действий у обучающихся контрольной и экспериментальной групп. Сравнительные результаты уровня сформированности базовых компонентов УУД показаны на диаграмме №1 и в таблице №12.

Таблица №12

Динамика изменения уровня сформированности базовых компонентов

УУД

Уровни Адаптивный Эвристический Творческий

ЭГ КГ ЭГ КГ ЭГ КГ

Проект №2 15 19 13 9 2 2

Проект №3 13 17 13 11 4 2

Проект №4 11 15 12 12 7 3

Проект №5 10 13 12 14 8 3

Проект №6 8 10 12 16 10 4

Проект №7 7 9 10 17 13 4

Проект №8 6 6 7 19 17 5

Проект №9 4 5 6 20 20 5

Диаграмма №1

Динамика развития уровня сформированности базовых компонентов

УУД

25

II 1 1 || III ||

Проект 11*2 Проект 11*3 Проект №4 ПроектП*5 Проект П*6 Проект 11*7 Проект Н*8 Проект 11*9 ■ Адаптивный ■ Адаптивным ■ Эвристический ■Эвристический ■ Творческий ■Творческий

Обобщающая работа в рамках педагогического эксперимента была проведена в апреле 2018 года. Анализ описания и защиты проектов обучающихся по теме «Робот-художник» (для экспериментальной группы) и по теме «Создаем проект-игру по индивидуальному сюжету» (для контрольной группы) показал прямую зависимость между сформированностью базовых компонентов УУД и успешностью реализации этапов проектной деятельности обучающихся шестых классов (таблица 13, диаграмма №2).

Таблица №13

Уровень сформированности базовых компонентов УУД по итогам

выполнения заключительного проекта

Уровень сформированности базовых компонентов УУД ЭГ КГ

Адаптивный 2 3

Эвристический 6 21

Творческий 22 6

Диаграмма №2

Уровень сформированности базовых компонентов УУД по итогам выполнения заключительного проекта

25

з:

£ 20

^

3"

о

? 15

>.

щ

о

о

2 10

и

0

1 Ь 0

Адаптивный Эвристический Творческий

Уровни сформированности УУД

■ ЭГН*1 ■ ЭГ Н*2

Итогом анализа полученных результатов можно считать обоснованность выдвинутой гипотезы о результативности методики формирования УУД/базовых компонентов УУД в процессе внеурочной деятельности по информатике с использованием робототехники. Был отмечен существенный прогресс в формировании УУД у обучающихся шестых классов. Кроме того, можно констатировать благоприятную динамику развития исследовательских навыков, а также навыков проектной деятельности. Можно отметить также развитие мотивации к получению новых знаний в рамках предметных областей «Информатика» и «Технология».

Корректность полученных статистических данных, то есть равнозначность выборок нацеленных на выявление уровня сформированности базовых компонентов УУД на этапе констатирующего эксперимента проверялась на основе и -критерия Манна-Уитни.

Были выдвинуты следующие гипотезы.

Гипотеза Но: на этапе констатирующего эксперимента по установлению уровня сформированности базовых компонентов УУД обучающиеся экспериментальной группы по уровню сформированности базовых компонентов УУД не превосходят обучающихся контрольной группы.

Гипотеза Н1: на этапе констатирующего эксперимента по установлению уровня сформированности базовых компонентов УУД обучающиеся экспериментальной группы по уровню сформированности базовых компонентов УУД превосходят обучающихся контрольной группы.

Анализ полученных данных по методике, вытекающей из критерия Манна-Уитни, позволил сделать вывод, что различие между уровнем сформированности базовых компонентов УУД в экспериментальной и контрольной группах не существенно, то есть эти группы являются однородными и вывод об одинаковом уровне сформированности базовых компонентов УУД (гипотеза Н0) является правомерным.

По завершению этапа формирующего эксперимента также были выдвинуты две гипотезы:

Гипотеза Н0: на этапе формирующего эксперимента по установлению уровня сформированности базовых компонентов УУД обучающиеся экспериментальной группы по уровню сформированности базовых компонентов УУД не превосходят обучающихся контрольной группы.

Гипотеза Н1: на этапе формирующего эксперимента по установлению уровня сформированности базовых компонентов УУД обучающиеся экспериментальной группы по уровню сформированности базовых компонентов УУД превосходят обучающихся контрольной группы.

Проверка разности двух средних с помощью ^критерия Стьюдента

(конец эксперимента) Гипотеза Но: в конце эксперимента уровень сформированности УУД обучающихся экспериментальной группы не определяется использованием разработанной методики формирования базовых компонентов УУД.

Гипотеза Н1: в конце эксперимента уровень сформированности УУД обучающихся экспериментальной группы определяется использованием разработанной методики формирования базовых компонентов УУД.

1. Запишем вариационный ряд результатов Х экспериментальной группы.

2. Запишем вариационный ряд результатов Y контрольной группы.

3. Найдем выборочные средние двух выборок X и Y.

4. Найдем выборочные дисперсии Эхи Dy.

5. Внесем данные расчеты в таблицу №14.

Таблица №14

Расчет t-критерия Стьюдента (конец эксперимента)

№ Выборки Отклонения от среднего Квадраты отклонений

ЭГ КГ ЭГ КГ ЭГ КГ

1 11 23 -15.23 4.27 231.9529 18.2329

2 21 22 -5.23 3.27 27.3529 10.6929

3 11 21 -15.23 2.27 231.9529 5.1529

4 32 23 5.77 4.27 33.2929 18.2329

5 33 23 6.77 4.27 45.8329 18.2329

6 22 17 -4.23 -1.73 17.8929 2.9929

7 25 15 -1.23 -3.73 1.5129 13.9129

8 21 18 -5.23 -0.73 27.3529 0.5329

9 22 20 -4.23 1.27 17.8929 1.6129

10 32 18 5.77 -0.73 33.2929 0.5329

11 25 23 -1.23 4.27 1.5129 18.2329

12 28 18 1.77 -0.73 3.1329 0.5329

13 21 11 -5.23 -7.73 27.3529 59.7529

14 22 10 -4.23 -8.73 17.8929 76.2129

15 30 24 3.77 5.27 14.2129 27.7729

16 23 14 -3.23 -4.73 10.4329 22.3729

17 26 18 -0.23 -0.73 0.0529 0.5329

18 28 15 1.77 -3.73 3.1329 13.9129

19 31 19 4.77 0.27 22.7529 0.0729

20 32 19 5.77 0.27 33.2929 0.0729

21 30 21 3.77 2.27 14.2129 5.1529

22 29 22 2.77 3.27 7.6729 10.6929

23 28 23 1.77 4.27 3.1329 18.2329

24 29 26 2.77 7.27 7.6729 52.8529

25 30 24 3.77 5.27 14.2129 27.7729

26 29 14 2.77 -4.73 7.6729 22.3729

27 28 18 1.77 -0.73 3.1329 0.5329

28 26 17 -0.23 -1.73 0.0529 2.9929

29 29 16 2.77 -2.73 7.6729 7.4529

30 33 10 6.77 -8.73 45.8329 76.2129

Суммы: 787 562 0.1 0.1 913.367 533.867

Среднее: 26.23 18.73

6. Вычислим эмпирическое значение критической статистики по формуле:

{эмп 5,9.

7. Определим по таблице критическое значение + пг ^для

соответствующего уровня значимости а и данного числа степеней свободы: г=п1+п2-2=58.

8. По таблице критических значений 1-критерия Стьюдента (р=0,05; п1=30; п2=30) определены критические значения: ир = 2 для р=0,05.

1. По таблице критических значений 1-критерия Стьюдента (р=0,01; п1=30; п2=30определены критические значения: 1кр =2,66 для р=0,01.

2. Получаем, что 1эмп>^кр 0,01. Таким образом, 1эмп оказывается в области значимости, если а <=0,01. Следовательно, нулевая гипотеза должна быть отвергнута.

Делаем вывод: уровень сформированности УУД обучающихся экспериментальной группы определяется использованием разработанной методики формирования базовых компонентов УУД.

Выводы по главе 2.

Методика освоение робототехники на внеурочной деятельности по

информатике с одновременным формированием всех видов УУД основана на следующих положениях.

Используемые в обучении возможности робототехники должны быть инвариантными по отношению к тому или иному конкретному робототехническому продукту. С другой стороны, изучение робототехники всегда проходит с использованием конкретного роботехнического оборудования. В исследовании реализован принцип подбора робототехнического оборудования под текущие и перспективные задачи, которые должны быть решены с использованием этого оборудования.

Реализация идеи конвергентности, заложенной в робототехнических продуктах, осуществляется путем соединения двух модулей: «Программирование» и «Робототехника», каждый из которых построен в соответствии со своей внутренней логикой. Это модели соединяются (конвергируют) в процессе создания робота и программирования его движения.

Формирование УУД/базовых компонентов УУД осуществляется в процессе решения задач или осуществления робототехнических проектов, согласно последовательности полного цикла решения задачи (выполнения проекта). При этот каждый шаг этой последовательности соответствует определенной группе УУД/базовых компонентов УУД.

Результаты эксперимента подтвердили выдвинутую гипотезу об эффективности предложенной методики.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Осуществленное диссертационное исследование, связанное с формированием УУД в ходе внеклассной работы по предмету «Робототехника» позволило решить поставленные задачи и сделать следующие выводы:

1. Разработанная методика освоения робототехники во внеурочной деятельности по информатике с одновременным формированием всех видов УУД/базовых компонентов УУД позволяет осуществить комплексное развитие у обучающихся универсальных учебных действий в процессе конструирования, программирования и управления робототехническими устройствами. Реализация методики позволит решать также следующие задачи: формирование универсальных учебных действий, развития алгоритмического мышления; формирование у обучающихся знаний, умений и навыков, связанных с разработкой программного обеспечения и робототехнических систем; формирование и развитие у обучающихся основ культуры конструкторско-исследовательской, проектной деятельности; формирование культуры работы с информацией; формирование представлений о робототехнических системах, их роли в жизни человека и общества; способствует достижению у обучающихся предметных и метапредметных результатов.

2. Методика формирования УУД/базовых компонентов УУД во внеурочной деятельности по информатике с использованием робототехники основана на следующих положениях.

Все виды УУД формируются в процессе освоения робототехники, при этом реализуется понимание робототехники как конвергенции материальных и информационных технологий.

Содержание внеурочной деятельности строится на основе модулей «Робототехника» и «Программирование», выстроенных в соответствии с их внутренней логикой. При этом необходимо выполнение определенного числа

требований, которые позволяют сделать содержание модулей более гибкими и универсальными, а именно:

- универсальности - инвариантность по отношению к используемой робототехнике;

- совместного (конвергентного) освоения основ робототехники и программирования при котором обучающийся создает свою конструкцию робота и разрабатывает алгоритм его управления, пользуясь при этом типовыми алгоритмами;

- вариативности то есть возможности выбора последовательности изучения модулей, в зависимости от возможностей и интересов обучаемых;

- опора на проектную деятельность как на ведущий методический подход к совместному (конвергентному) освоению робототехники и программирования;

- масштабируемость - потенциальная возможность увеличения числа часов и объема содержания обучения;

- открытость - возможность добавления новых модулей, расширяющих и дополняющих содержание основных модулей.

Выбор робототехники осуществляется в соответствии с таблицей, содержащей классификацию учебной робототехники отечественных и зарубежных фирм, составленной с учетом возрастных особенностей обучающихся и предполагаемой деятельности с использованием этого оборудования.

Формирование УУД/базовых компонентов УУД происходит в процессе решения задач или осуществления проектной деятельности в соответствии с полным циклом создания робота: анализ задания и определение этапов реализации; проектирование и моделирование робототехнического изделия; конструирование робота; определение начальных данных и конечного результата; разработка алгоритма реализации роботом заданного результата; реализация алгоритма; тестирование робота, отладка и оценка полноты и точности выполнения задания роботом.

Аналогичные этапы имеют место и при реализации робототехнических проектов.

В процессе решения задач или проектной деятельности в соответствии с названными этапами осуществляется:

- конвергенция содержания модулей «Робототехника» и «Программирование» в результате чего создается робот и осуществляется управление его действиями;

- формирование базовых компонентов УУД на каждом этапе полного цикла, в результате чего формируются все виды УУД.

3. Опытно-экспериментальная работа показала, что на данный момент из всех доступных к использованию в образовательном процессе комплектов робототехнического оборудования, образовательным целям в наибольшей степени соответствуют комплекты LEGO и, в меньшей степени, Arduino. Что касается формирования универсальных учебных действий, то из восьмидесяти обучающихся, участвующих в эксперименте обучающихся шестьдесят человек достигли эвристического и творческого уровней сформированности универсальных учебных действий, что составляет 75% от общего количества участников педагогического эксперимента. Это позволило принять гипотезу исследования как правдоподобную. При этом, на основе критерия критерию х2 на уровне значимости а=0,05, было получено выборочное значение статистики критерия х2=2,43. Так как это значение меньше значения квантиля распределения Пирсона при шести степенях свободы (4 группы и три уровня), равного 12,6, то статистическая гипотеза Но(1), что результаты оценки уровней сформированности универсальных учебных действий в процессе внеурочной деятельности с применением робототехники у всех четырех групп могут рассматриваться как принадлежащие одной генеральной совокупности.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Амонашвили, Ш. А. Личностно-гуманная основа педагогического процесса / Ш. А. Амонашвили. — М.: «Университет», 1990. — 176 с.

2. Андреев, В. И. Педагогика: Учеб, курс для творческого саморазвития / В. И. Андреев. - Казань: Центр инновационных технологий, 2000. - 608 с.

3. Анисимов, В.В. Особенности активных методов обучения в высшей школе / В.В. Анисимов. - [Электронный ресурс] URL: www.nntu.sci-nnov.ru/RUS/NEWS/probl_nayk/cekl .htm (дата обращения: 12.08.2013)

4. Аронов, А. М. Организационно-управленческая компетентность педагога-руководителя исследовательской деятельности школьников/ А. М. Аронов, К. А. Баженова. — Материалы международной научно-практической конференции «Инновации и качество образования». - Новосибирск, 2008. - С. 40- 42.

5. Архипов, В. А., Технология прямого поиска при решении задач прикладной математики / В. А. Архипов, С. С. Бондарчук, И. Г. Боровской, А. А. Шелупанов. // Вычислительные технологии. - 1995. - Т. 4, № 10, с. 19.

6. Асмолов, А. Г. Формирование универсальных учебных действий в основной школе: от действия к мысли. Система заданий Пособие для учителя. / А. Г. Асмолов, Г. В. Бурменская, И. В. Володарская, О. А. Карабанова, Н. Г. Салмина, С. В. Молчанов. — 2-е изд. — М.: Просвещение, 2011. — 159 с.

7. Афанасьев, В. В. Математическая статистика в педагогике / В. В. Афанасьев, М. А. Сивов. — Ярославль: ЯГПУ, 2010. - 76 с.

8. Байбородова, Л. В. Взаимодействие в разновозрастных группах учащихся. / Л. В. Байбородова — Ярославль: ЯГПУ, 2006. - 96 с.

9. Байбородова, Л. В. Взаимодействие школы и семьи Учебно-методическое пособие / Л. В. Байбородова. — Ярославль: ЯГПУ, 2003. - 288 с.

10. Байбородова, Л. В. Педагогика дополнительного образования. Психолого-педагогическое сопровождение детей: учебник для академического бакалавриата / Л. В. Байбородова, В. В. Белкина, Т. Н. Гущина, А. В. Золотарева, Л. Н. Князькова, М. П. Кривунь, Л. Н. Серебренников, И. Г. Харисова, А. П. Чернявская. — 2-е изд., испр. и доп. — М.: Юрайт, 2017. - 288 с.

11. Байбородова, Л. В. Технологии педагогической деятельности. Учебное пособие Часть 2 Организация деятельности. / Л. В. Байбородова, Е. Б. Кириченко, С. Л. Паладьев, И. Г. Харисова - Ярославль: ЯГПУ, 2012. -320 с.

12. Байбородова, Л. В. Теория воспитания и технологии педагогической деятельности в схемах и таблицах / Л. В. Байбородова, М. И. Рожков, А. П. Чернявская, И. Г. Харисова. - Ярославль: ЯГПУ, 2016. - 128 с.

13. Байбородова, Л. В. Педагогические подходы к развитию одаренности / Л. В. Байбородова, Л. Н. Серебренников. // Ярославский педагогический вестник. - 2008. - № 3. С. 48-54.

14. Байбородова Л. В. Методология и методы научного исследования Учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению 050100 Педагогическое образование / Л. В. Байбородова, А. П. Чернявская. - Ярославль: ЯГПУ, 2014. - 320 с.

15. Баксанский, О. В. Типы Обучения. Конвергенция Знаний, Технологий и Общества / О. В. Баксанский. // Педагогика и просвещение. -2014. - №1(13). - С. 46-62. [Электронный ресурс] URL: https://iphras.ru/uplfile/ecology/downloaded 1.pdf (дата обращения: 15.06.2017)

16. Бермус А. Г. Проблемы и перспективы реализации компетентностного подхода в образовании / А. Г. Бермус // Интернет-журнал «Эйдос». - 2005. - 10 сентября. - [Электронный ресурс] URL: http//www.eidos.ru/joumal/2005/0910-12.htm. (дата обращения: 10.03.2014)

17. Беспалько, В. И. Педагогика и прогрессивные технологии обучения / В. П. Беспалько. - М.:, Изд-во Института профессионального образования, 1995. - 235 с.

18. Бешенков, С. А. Развитие универсальных учебных действий в общеобразовательном курсе информатики: монография / С. А. Бешенков, И. И. Трубина, Э. В. Миндзаева. - Кемерово: Изд-во КРИПКиПРО, 2010. - 111 с.

19. Бешенков, С. А. Современная концепция общеобразовательного непрерывного курса информатики / С. А. Бешенков, Л. Г. Кузнецова, М. И. Шутикова. // Мир образования - Образование в мире: науч.-метод. журн. -2006. - № 4. - С. 170 -179.

20. Бешенков, С. А. От информационных к конвергентным технологиям: образовательные аспекты / С. А. Бешенков, М. И. Шутикова, Э. В. Миндзаева. // Преподаватель XXI век. -2017. - №4. - С. 87-93

21. Бешенков, С. А. Информатика и информационные технологии / С. А. Бешенков, А. Г. Гейн, С. Г. Григорьев. - Екатеринбург: УрГПУ. 1995. -127 с.

22. Бобылёва, О. А. Условия развития социального потенциала старшего школьника / О. А. Бобылёва. // Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов [Электронный ресурс] URL: http://www.jurnal.org/articles/2008/ped26.html (дата обращения: 16.07.2014)

23. Богомолова, О. В. Об организации проектной деятельности учащихся / О. В. Богомолова. // Химия в школе. - № 2. -2008. - С. 23-29.

24. Болотов, В. А. Компетентностная модель: от идеи к образовательной программе / В. А. Болотов, В. В. Сериков. // Педагогика. -2003. - № 10. - С.8-14.

25. Большая советская энциклопедия / под ред. А. М. Прохорова. -М.: Просвещение, 1973. - 603 с.

26. Босова, Л. Л. Современные тенденции развития школьной информатики в России и за рубежом / Л. Л. Босова // Информатика и образование. - 2019. - №1. - С. 22-32.

27. Верзилин, Н. М. Проблемы методики преподавания / Н. М. Верзилин. - М.: Просвещение, 1983. - 224 с.

28. Винницкий, Ю. А. Конструируем роботов на ScratchDumo. Первые шаги / Ю. А. Винницкий, К. Ю. Поляков. - М: Пилот, 2016. - 116 с.

29. Воронин, И. М. Так что же такое УМКИ? / И. М. Воронин [Электронный ресурс] URL: http://umki.vinforika.ru/index.php/main/4-what-is, (дата обращения: 20.04.16)

30. Выготский, Л. С. Лекции по психологии / Л. С. Выготский. -СПб.: Союз, 1997. - 140 с.

31. Выготский, Л. С. Педагогическая психология / Л. С. Выготский. -М.: Педагогика, 1991. - 672 с.

32. Газизов, Т. Т. Модель внедрения элементов робототехники / Т. Т. Газизов, О. С. Нетесова, А. Н. Стась // Доклады ТУСУРа - 2013. - № 2 (28), июнь - С. 180-184

33. Гайсина, И. Р. Развитие робототехники в школе / И.Р. Гайзина. -Педагогическое мастерство: материалы II междунар. Науч. Конф. (г. Москва, декабрь 2012 г.).— М.: Буки-Веди, 2012., 512 с.

34. Голубев, О. Б. Методика применения группового проекта в курсе «Математика и информатика» / О. Б. Голубев - Материалы XXVI Всероссийского семинара преподавателей математики университетов и педагогических вузов 24-27 сентября 2007 года «Новые средства и технологии обучения математике в школе и вузе». - Самара, 2007. - С. 43-44.

35. ГОСТ 7.82-2001 Библиографическая запись. Библиографическое описание электронных ресурсов. Общие требования и правила составления [Электронный ресурс]. URL: http://www.spsl.nsc.ru/win/nelbib/help/gost7.82-2001.htm (дата обращения: 10.10.2016)

36. Гузеев, В. В. Лекции по педагогическим технологиям / В. В. Гузеев. - М.: Знание, 1992. - 60 с.

37. Давыдов, В. В. О понятии развивающего обучения: [Сравнит, анализ систем развивающего обучения в нач. шк., разраб. под рук. Л. В.

Занкова, Д. Б. Эльконина, В. В. Давыдова и крат, анализ эксперим. исслед. Ш. А. Амонашвили, В. С. Библера (Школа диалога культур)] /В. В. Давыдов - М.: Педагогика. - 1995. - № 1. - С. 29-39.

38. Давыдов, В. В. Теория развивающего обучения /В. В. Давыдов. -М.: ИНТОР, 1996. -544 с.

39. Данильсон, Т. С. Модульно-деятельностный подход в обучении физике / Т. С. Данильсон, Е. А. Румбешта. // Вестник Том. гос. пед. ун-та. -2010. - № 10. - С. 35-38.

40. Данилюк, А. Я. Концепция духовно-нравственного развития и воспитания личности гражданина России / А. Я. Данилюк А. М. Кондаков В. А. Тишков. - М.: Просвещение, 2009. - 28 с.

41. Душина, И. В. Методика обучения географии в общеобразовательных учреждениях: учебное пособие для студентов вузов / И. В. Душина, В. Б. Пятунин, А. А. Летягин и др.; под ред. И. В. Душиной. -М.: Дрофа, 2007. - 288 с.

42. Дьяченко, В. К. Сотрудничество в обучении. / В. К. Дьяченко -М.: Просвещение, 1991. - 192 с.

43. Евладова, Е. Б. Дополнительное образование детей. / Е. Б. Евладова, Л. Г. Логинова, Н. Н. Михайлова. - М.: Просвещение, 2002. - 318 с.

44. Ермолаев, О. Ю. Математическая статистика для психологов / О. Ю. Ермолаев. - М.: Московский психолого-социальный институт: Флинта, 2003. - 336 с.

45. Злаказов, А. С., Уроки Лего-конструирования в школе. Методическое пособие / А. С. Злаказов, Г. А. Горшков, С. Г. Шевалдина. -М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. - 320 с.

46. Зуева, М. Л. Феномен дополнительной функции педагогического инструмента/ М. Л. Зуева, А. В. Ястребов //Ярославский педагогический вестник. - 2010. - № 2, - с. 126-130.

47. Иванайская, Т. Л. Внеучебная деятельность как фактор профессионального самоопределения студента: Автореф.дис... канд. пед. наук: 13.00.02. - Оренбург, 2009.

48. Интеллектуальные конструкторы fischertechnik: обучение через игру, [Электронный ресурс]. URL: http://pacpac.ru, (дата обращения: 13.04.2016)

49. Ипполитова, Н. В. Анализ понятия «педагогические условия»: сущность, классификация /Н. В. Ипполитова, Н. С. Стерхова. -GeneralandProfessionalEducation. - 2012. - №1. - С. 8-14.

50. Каракозов, С. Д. Обучение информатике в Южной Корее: анализ учебников для младшей и средней школы. / С. Д. Каракозов, В. Г. Маняхина // Информатика и образование. - 2016. -№ 1. -С. 11-16.

51. Карпов, А. В. Роль и место рефлексии в системе психических процессов // Вестник Ярославского государственного университета им. П.Г. Демидова. Серия Гуманитарные науки. 2007. № 2. - Ярославль- 2007 - С. 2528 [Электронный ресурс]. URL: http://elibrary.ru/item.asp?id=12874578 (дата обращения: 03.04.2017)

52. Коджаспирова, Г. М. Словарь по педагогике / Г. М. Коджаспирова, А. Ю. Коджаспиров. - М.: ИКЦ «МарТ», 2005. - 448 с.

53. Козлов, О. А. Информационные и коммуникационные технологии как фактор повышения эффективности образовательного процесса / О. А. Козлов, В. И. Сапожников // Информатика и образование. -2008. -№ 10. -С. 3-9.

54. Колин, К. К. Информатика и образование на пороге XXI века / К. К. Колин // Пед. информатика. - 1999. - №3. - С. 34-40.

55. Концепции федеральных государственных образовательных стандартов общего образования / Под ред. А. М. Кондакова, А. А. Кузнецова. — М.: Просвещение, 2008, 288 с.

56. Копосов, Д. Г. Hi-TECH кластер гимназии № 24 / Копосов Д. Г. -[Электронный ресурс] URL: http://nio.robostem.ru/?page id=259 (дата обращения: 10.05.2016)

57. Копосов, Д. Г. Первый шаг в робототехнику: практикум для 5-6 классов», / Д. Г. Копосов. - М.: Бином, 2014. - 320 с.

58. Копосов, Д. Г. Первый шаг в робототехнику: рабочая тетрадь для 5-6 классов» / Д. Г. Копосов. - М.: Бином, 2013. - 64 с.

59. Корнеева, Т. И. Как решить проблему организации внеурочной деятельности в школе? / Т. И. Корнева. // Вестник образования. - 2010. - № 15. - С. 71 - 79.

60. Коротенков, Ю. Г. Информационная образовательная среда основной школы: Учебное пособие / Ю. Г. Коротенков. - М.: Академия АйТи, 2011. - 152с.

61. Кот, И. В. Основы робототехники: сборник инструкций по сборке Лего моделей / Кот И. В., - Одесса, 2011 г., 640 с

62. Крестников, Е. В. Робот за тридцать минут / Е.В. Крестников. [Электронный ресурс] URL: http://old.computerra.ru/vision/704784/ (дата обращения: 20.04.2016 г.)

63. Кузнецов, А. А. Образовательные электронные издания и ресурсы: методическое пособие / А. А. Кузнецов, С. Г. Григорьев, В. В. Гриншкун. - М.: Дрофа, 2009. - 156 с.

64. Кузнецов, А. А. Развитие методической системы обучения в условиях информатизации образования / А. А. Кузнецов, Т. Н. Суворова // Вестник Вятского государственного гуманитарного университета. - 2014. -№12. - С. 182-187.

65. Кузьминов, Я. И. Реформа образования: причины и цели / Я. И. Кузьминов // Отечественные записки. - 2002. - №1. - С. 91-105.

66. Куракова, Г. В. Педагогический мониторинг как средство оценки сформированности общих компетенций учащихся / Г. В. Куракова. -

[Электронный ресурс] URL: http://www.fan-nauka.narod.ru/201l.html. (дата обращения: 10.03.2014)

67. Кутейников, А. А. Mатематические методы в психологии, / А. А. Кутейников. - M., 2013. - 176 с.

68. Кутьев, В. О. Внеурочная деятельность школьников: пособие для классных руководителей. / В. О. Кутьев. - M., 1983. - 223 с.

69. Лебедев, О. E. Компетентностный подход в образовании / О. E. Лебедев // Школьные технологии. -2004. -№ 5. - С.3-12.

70. Леднев, В. С. Содержание образования: сущность, структура и перспектива / В. С. Леднев. - M.: Высш. шк., 1991. - 190 с.

71. Леонтьев А. H. Деятельность. Сознание. Личность / А. H. Леонтьев - [Электронный ресурс] URL: http://www.psy.msu.ru/science/public/leontev/index.html (дата обращения: 10.08.2015)

72. Ливенец, M. А. Программирование мобильных приложений в MIT App Inventor», / M. А. Ливенец, Б. Б. Ярмахов - [Электронный ресурс] URL: www.appinvent.ru (дата обращения 20.04.201б)

73. Лутц, M. Изучаем Python. / M. Лутц - 4-е изд.- СПб, БХВ-Санкт-Петербург, 2014. - 640 с.

74. Mак Грат M. Python. Программирование для начинающих, / M. Mак Грат. - M.: Эксмо, 2016. - 194 с.

75. Mетодические рекомендации «О формировании ИКТ-компетентности обучающихся при реализации федерального государственного образовательного стандарта начального общего образования» / под. ред. А. В. Mикуровой. - [Электронный ресурс] URL: http://viro.edu.ru/vmk поо/ (дата обращения: 10.03.2014).

76. Mетодические рекомендации по организации внеурочной деятельности школьников (ФГОС) [Электронный ресурс]. - URL: http : //programma-

fgos.ru/publ/standarty_metodicheskie_rekomendacii/metodicheskie_rekomendacii/

metodicheskie_rekomendacii_po_organizacii_vneurochnoj_dejatelnosti_shkolniko v_fgos/3-1-0-1 (дата обращения: 16.05.2016 г.)

77. Методические рекомендации по развитию дополнительного образования детей в школе. / Приложение к Письму Минобразования России от 11.06.2002 № 30-15-433/16. [Электронный ресурс] URL: http://www.eduportal44.ru/Kostroma_EDU/gimn 15/SiteAssets/MR_Dop_obr.pdf (дата обращения: 10.06.2017)

78. Михальченко, Н. В. Минобрнауки определят, как вернуть России лидерство в области робототехники / Н. В. Михальченко. - [Электронный ресурс]. - URL: http://tass.ru/nauka73186921, (дата обращения: 15.05.2016)

79. Ньютон, Б. Создание роботов в домашних условиях / Б. Ньютон -М.: НТ Пресс, 2007. - 192 с.

80. Об обеспечении выполнения поручений Президента России по итогам встречи с участниками форума «Интернет-предпринимательство в России» 10 июня 2014 года [Электронный ресурс]. - URL: http://govemment.ru/orders/selection/404/13859/ (дата обращения: 20.05.16)

81. Образовательный набор RobotisBioloidBeginner, [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.bogart.ru/xcat/51 .html, (дата обращения: 16.05.2016)

82. Ожегов, С. И. Словарь русского языка: Ок. 57000 слов/ С. И. Ожегов - М.: 1985 г.,797 с.

83. Оконь, В. Основы проблемного обучения / В. Оконь - М.: Просвещение, 1968 г., 208 с.

84. Палецкий, С. В. Педагогическая технология освоения учащимися исследовательской деятельности: учебно-методическое пособие / С. В. Палецкий. - Омск, 2004. - 71 с.

85. Панчешникова Л. М., Методика обучения географии в школе: учебное пособие для студентов геогр. спец. высш. пед. учеб. заведений и учителей географии. / Л. М. Панчешникова, И. В. Душина, В. П. Дронов и

др.; под ред. Л. М. Панчешниковой. - М.: Просвещение; Учебная литература, 1997, 352 с.

86. Патаракин, Е. Г. Учимся готовить в среде Скретч, / Е. Г. Патаркин - М.: 2013., 73 с.

87. Пашковская, Ю. В. Творческие задания в среде. Scratch. рабочая тетрадь для 5-6 классов./ Ю. В. Пашковская // М.: БИНОМ., 2014. - 128 с.

88. Педагогика: учеб, для пед. специальностей/ под ред. Л. П. Крившенко. - М.: Проспект, 2006. - 432 с.

89. Педагогика: учебное пособие для студентов педагогических учебных заведений /В. А. Сластенин, И. Ф. Исаев, А. И. Мищенко, Е. Н. Шиянов. // М.: Школа-Пресс, 1997. 464 с.

90. Педагогическая энциклопедия. /под ред. И. А. Каирова, Ф. Н. Петрова. - М., 1964. - т.1. - 584 с.

91. Петровский, А. В. Психология. / А. В. Петровский - М.: 2004. -384 с.

92. Платт, Ч. Электроника для начинающих. / Ч. Платт. - СПб. БХВ-Петербург, 2016. - 144 с.

93. Поварёнков, Ю. П. Влияние системы ценностных ориентаций учителя на успешность педагогической деятельности / Ю. П. Поварёнков, Ю. Н. Слепко // Вестник Костромского государственного университета. Серия: Педагогика. Психология. Социокинетика. 2014. Т. 20. № 3.. - Кострома. -2014 - С. 81-85 [Электронный ресурс]. - URL: http://elibrary.ru/item.asp?id=22287284 (дата обращения: 10.04.2017)

94. Подласый, И. П. Педагогика: 100 вопросов - 100 ответов: учеб, пособие для вузов/ И. П. Подласый. - М.: ВЛАДОС-пресс, 2004. - 365 с

95. Полат, Е. С. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования: учебное пособие для студ. пед. вузов и системы повыш. квалиф. пед. кадров / Е. С. Полат, М. Ю. Бухаркина, М. В. Моисеева. - М.: Издательский центр «Академия», 2003. -272 с.

96. Полонский, В. М. Словарь по образованию и педагогике / В. М. Полонский. - М.: Высш. Шк. 2004. - 320 с.