Олимпиадные задачи как одно из направлений обучения детей соревновательной робототехнике

Соревновательная робототехника — одно из самых сложных и интересных направлений детской робототехники. Решение олимпиадных задач по робототехнике является одной из возможных составляющих курса соревновательной робототехники.

В статье рассмотрены преимущества и возможные сложности при включении решения олимпиадных задач по робототехнике в программу обучения. Даны ответы на часто возникающие вопросы: оптимальный возраст детей, ссылки на материалы, рекомендации по организации учебного процесса. Статья может быть интересна руководителям объединений робототехники, которые планируют развивать направление соревновательной робототехники, и родителям, выбирающим интересные направления дополнительного образования для своих детей.

С.Н. Родин,
руководитель объединения «Робототехника»,
кандидат технических наук
ЦВР МКОУ «СОШ № 19»,
Новомосковск

Робототехника — сложная дисциплина, объединяющая знания по физике, информатике, программированию, электронике, механике, английскому и другим предметам. Олимпиадные задачи по робототехнике — это задачи повышенной сложности, отличающиеся от стандартных задач, изучаемых в школе. Часто для решения олимпиадных задач требуются дополнительные знания, навыки и нестандартный подход.

Большинство программ дополнительного образования по робототехнике не включают направление работы с олимпиадными задачами.

В чем преимущества решения олимпиадных задач как формы обучения робототехнике?

Существует ряд очевидных преимуществ, которые дает решение олимпиадных задач как форма обучения робототехнике. В качестве основных можно выделить следующие:

• возможность получить новые знания по физике, информатике, электронике, механике и т.д. (особенностью олимпиадных задач является то, что для их решения нужны комплексные знания из области физики, механики, информатики, математики и т.д., поэтому, на подготовку к олимпиадам требуется много времени);
• умение решать олимпиадные задачи позволяет легче осваивать школьную программу;
• возможность получить опыт участия в олимпиадах;
• победители и призеры олимпиад I, II, III уровня могут иметь льготы при поступлении в вузы;
• возможность выявить одаренных детей для организации адресной работы с ними;
• большинство серьезных соревнований по робототехнике предполагают умение решать задачи.

В свою очередь, отсутствие у обучающегося умения решать олимпиадные задачи приводит к невозможности участия во многих соревнованиях и олимпиадах по робототехнике.

Подготовка к участию в сложных соревнованиях обычно занимает несколько месяцев. Учитывая, что для достижения успеха надо разобрать решения олимпиадных задач за несколько лет, необходимо начинать подготовку с самого начала курса.

При этом надо помнить, что решение олимпиадных задач — дело добровольное. Каждый сам определяет каким путем он будет добиваться успеха. Для одних — это олимпиадные задачи, для других — что-то другое. Кто-то начнет сразу серьезно заниматься олимпиадными задачами, кто-то отложит их на более позднее время, а кто-то выберет другой путь развития и самореализации. Задача педагога помочь обучающемуся не отказываться сразу от решения задач, создать условия для их комфортного решения и принятия лучшей для дальнейшего развития ребенка стратегии действий [1].

С какими сложностями можно столкнуться при включении в программу обучения работы с олимпиадными задачами по робототехнике?

Так как в объединения дополнительного образования традиционно производится набор, а не отбор, надо ожидать, что в объединении будут дети, которым решение олимпиадных задач не интересно. Пропуски занятий детьми (посещение других секций, пропуск по болезни, без причины и т.д.) приводят к отставанию от программы, потере интереса, дополнительной нагрузке на педагога.

Несмотря на то, что дети приходят заниматься соревновательной робототехникой, которая предполагает участие в соревнованиях и олимпиадах (об этом известно еще при наборе в объединении), многие учащиеся и их родители не хотят участвовать ни в олимпиадах, ни в соревнованиях.

Существенное влияние оказывает зависимость многих детей от гаджетов. Ее следствием оказываются следующие негативные проявления:

• неспособность концентрировать внимание (дети привыкают к тому, что гаджет удерживает их внимание);
• отсутствие у обучающихся готовности преодолевать любые сложности (даже малейшие);
• неспособность к запоминанию (быстрое забывание изученного материала);
• быстрая потеря интереса;
• ожидание очень быстрого результата;
• при достижении первого результата (например, собрали первого робота или победили в первых соревнованиях), отсутствие дальнейшего развития (например, дети могут перестать ходить на занятия).

Дополнительно можно выделить «традиционные» проблемы, которые с гаджетами не связаны. К таковым мы относим следующие:

• списывание — на первый взгляд это может показаться странным, потому что не очень понятно, зачем это нужно, однако такие случаи бывают;
• отказ обучающегося решать олимпиадные задачи — такое тоже бывает, хотя о том, что решение олимпиадных задач входит в программу обучения, известно еще при наборе в объединение;
• социальное давление окружающих: «Никто не решает олимпиадные задачи. Значит, мне (обучающемуся) это нужно»;
• неверная начальная установка: «Ой, у меня не получится. Лучше не буду пробовать»;
• неверная начальная установка: «Я уже все знаю. Мне не нужны еще какие-то непонятные задачи»;
• отсутствие умения применять знания из разных дисциплин в одной задаче;
• отсутствие опыта решения нестандартных (открытых) задач;
• на подготовку к олимпиадам и решение олимпиадных задач требуется много времени.

Но все эти сложности в полной мере компенсируется у тех детей, которые с энтузиазмом будут решать олимпиадные задачи.

С какого возраста можно решать олимпиадные задачи?

Практика работы с олимпиадными задачами показывает, что решать олимпиадные задачи можно с любого возраста. В каждом комплекте задач для олимпиад обязательно будут задачи различной сложности (от очень простых до самых сложных). Большой объем задач всегда позволяет подобрать индивидуально для каждого ребенка соответствующие его уровню задачи.

Какие олимпиадные задачи можно включить в программу обучения?

Если идет подготовка к участию в конкретной олимпиаде (соревновании), то надо решать задачи из архива этой олимпиады. Все серьезные олимпиады обязательно публикуют задачи и их решения за несколько лет на своих сайтах.

Если идет первоначальный этап подготовки, накопление опыта, то можно включать решение задач из различных олимпиад. Это помогает лучше оценить направления для развития и индивидуально подходить к обучению. Например, можно использовать для обучения материалы таких олимпиад:

• Московская олимпиада школьников по робототехнике (олимпиада III уровня) (5-11 класс) [2];
• Университетская олимпиада «Бельчонок» (2-11 класс) [3]. (Олимпиада «Бельчонок» (олимпиада III уровня) вошла в Перечень Российского совета олимпиад школьников на 2020/21 учебный год по предметам: математика, информатика, химия);
• Олимпиада школьников «Ломоносов» по робототехнике (олимпиада III уровня) (5-11 класс) [4].

Нужно ли решать олимпиадные задачи самостоятельно?

Если у ребенка есть желание участвовать и побеждать в олимпиадах по робототехнике — обязательно нужно самостоятельно заниматься. Чем более серьезный результат нужен, тем больше нужно заниматься самостоятельно. Победители крупных олимпиад при подготовке тщательно разбирают решения задач за несколько лет. При этом надо понимать, что задач слишком много, их невозможно все разобрать только в рамках занятий объединения. Поэтому если в объединении есть одаренные дети, то надо проводить индивидуальную работу с родителями, чтобы они помогли организовать своим детям дополнительные занятия.

Какие советы можно дать педагогу для уменьшения нагрузки?

1. Использовать специальные бланки для решения и проверки задач самими обучающимися (их можно подготовить самостоятельно).
2. Проводить перекрестные проверки правильности решения задач самими обучающимися.
3. Привлекать лидеров для помощи другим обучающимся (кроме помощи педагогу это помогает детям лучше разобраться в решении задач).
4. Использовать ведомости по каждому обучающемуся для контроля прогресса решения задач с подсчетом количества заработанных баллов.
5. Использовать небольшие видеоуроки для объяснения решения задач. В помощь педагогам и обучающимся нами был создан образовательный Youtube-канал «Робототехника от детей для детей» (Robotics from children and for children«) [5]. На канале размещены видеоразборы решения некоторых олимпиадных задач по робототехнике. Особенностью канала является то, что ведущий — обучающийся объединения «Робототехника». Все видеоуроки до размещения на канале прошли апробацию в учебном процессе и доказали свою востребованность как для педагогов, так и для обучающихся. Использование видеоуроков дает педагогу более широкие возможности для индивидуального подхода к обучению с учетом уровня подготовки, позволяет детям самостоятельно разбирать решение задач в удобное для них время, а при необходимости неоднократно возвращаться к объяснению решения нужных задач. Решение олимпиадных задач по робототехнике размещено в свободном доступе, и многим детям комфортнее смотреть видеоуроки, а не разбирать текстовое решение. В настоящий момент на канале «Робототехника от детей для детей» не так много выпусков, но новые серии постоянно снимаются и наполнение канала будет продолжено.

Для повышения заинтересованности обучающихся можно ввести соревновательный элемент — размещать в общем доступе для детей актуальный рейтинг по решению олимпиадных задач по объединению. Так как для каждой задачи в условии указано количество баллов за решение, это достаточно просто сделать.

Еще одно направление, которое желательно включить в программу обучения — проведение своих локальных олимпиад по решению задач. Такие олимпиады могут быть как закрытыми (внутри объединения), так и открытыми, с приглашением других объединений. Подобные тренировочные олимпиады позволяют детям «в домашних условиях» привыкнуть к атмосфере соревнований, снизить уровень стресса, повысить заинтересованность в результате. На таких олимпиадах должны действовать стандартные правила проведения (включая дисквалификацию, при необходимости), награждение победителей и т.д.

В целом можно сделать вывод, что решение олимпиадных задач — перспективное направление обучение детей соревновательной робототехнике, которое многое может дать обучающимся и преподавателю.

Литература

1. Родин С.Н., Олимпиадные задачи по робототехнике, как одно из направлений обучения детей соревновательной робототехнике [Текст]: «X Всероссийская конференция „Современное технологическое обучение: от компьютера к роботу“ (сборник тезисов) — СПб.:, 2021. — 31 с., сс. 16-17
2. Московская олимпиада школьников по робототехнике. Задания решения прошлых лет [Электронный ресурс] // mos.olimpiada.ru. Свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-50515 от 04 июля 2012г. [сайт] URL: https://olimpiada.ru/activity/5346/tasks (дата обращения: 08.07.2021).
3. Университетская олимпиада „Бельчонок“. Задания и решения прошлых лет [Электронный ресурс] //Сибирский федеральный университет [сайт] URL: https://dovuz.sfu-kras.ru/arhiv-olimpiady-shkolnikov-belchonok/ (дата обращения: 08.07.2021).
4. Олимпиада школьников „Ломоносов“ по робототехнике. Задания и решения прошлых лет [Электронный ресурс]// mos.olimpiada.ru. Свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-50515 от 04 июля 2012г. [сайт] URL: https://olimpiada.ru/activity/352/tasks (дата обращения: 08.07.2021).
5. Youtube-канал „Робототехника от детей для детей“ (Robotics from children and for children») [Электронный ресурс]: URL: https://www.youtube.com/channel/UCSmmIcOsZQbaYbWJBCnf1ew (дата обращения: 08.07.2021)