Данные, приведенные в таблице, свидетельствуют о том, что примерно каждый второй педагог сегодня испытывает сложности в вопросах как обновления содержания и структуры технологической подготовки, так и в необходимости освоения новых технологий и владения навыками работы с высокотехнологичным оборудованием. Немногим меньшую актуальность для педагогов (примерно 40%) представляют вопросы методики преподавания новых модулей и организации проектной деятельности школьников в новых условиях, то есть как вопросы обучения первичным навыкам работы на новом высокотехнологичном оборудовании, так и вопросы развития этих навыков до уровня, позволяющего самостоятельно разрабатывать продукты и технологии. По своему содержанию первые четыре вопроса, на наш взгляд, тесно связаны между собой и являются частным проявлением одного общего вопроса, связанного с внедрением нового содержания, требующего от педагога владения новыми цифровыми технологиями, в том числе в области робототехники. В этом смысле менее популярные вопросы, с 5 по 10, также можно связать с вопросом овладения педагогами новыми технологиями, но в них проявляются и частности.
образовательный робототехника профессиональный учитель
Подходы к повышению готовности действующих и будущих учителей к применению образовательной робототехники в профессиональной деятельности
Решать проблему несоответствия компетенций учителей технологии современным требованиям, на наш взгляд, можно несколькими способами: через систему дополнительного профессионального образования - программы повышения квалификации, профессиональной переподготовки; через систему высшего образования - актуализированные программы бакалавриата, магистратуры. Некоторыми исследователями предлагается также путь привлечения в предметную область «Технология» учителей информатики, более готовых к внедрению современных ИКТ и цифровых технологий в образовательный процессТарапата, В.В. Робототехника в школе: методика, программы, проекты / В.В. Тарапата, Н.Н. Самылкина. - М.: Лаборатория знаний, 2017. 109 с..
Первый способ представляется нам наименее затратным по времени. Программы повышения квалификации и профессиональной переподготовки являются сравнительно краткосрочными и могли бы достаточно быстро снизить остроту обозначенной проблемы. Однако для эффективного освоения данных программ также нужны базовые компетенции в области ИКТ и цифровых технологий, которыми многие учителя технологии не владеют.
Еще одной сложностью является приверженность многих учителей традиционным методам преподавания технологии и содержанию технологической (трудовой) подготовки обучающихся и как следствие - их нежелание осваивать новые технологии.
Второй способ видится нам более сложным и отсроченным во времени, но при этом обеспечивающим более качественный результат. Однако и в нем есть недостатки. Программы бакалавриата не всегда обеспечивают качественную (широкую и глубокую) предметную подготовку, поскольку ФГОС ВО по направлению «Педагогическое образование» ориентируют их больше на формирование универсальных, общепрофессиональных и профессиональных компетенций выпускника, обеспечивающих, в первую очередь, выполнение им базовых педагогических функций. Осуществить полноценную предметную подготовку в четырехлетний период по программам однопрофильного бакалавриата сложно. Больше возможностей для этого предоставляют программы двухпрофильного бакалавриата по направлению «Педагогическое образование», но и в данном случае содержание предметной подготовки по профилю «Технология» разрабатывается каждым вузом по собственному усмотрению.
Программы второго уровня высшего образования - магистратуры, призваны, с одной стороны, устранить обозначенный недостаток предметной подготовки программ бакалавриата, с другой - повысить уровень готовности педагогов к реализации научно-исследовательской деятельности, как одной из составляющих профессионально-педагогической деятельности. При этом для поступления и обучения по программе магистратуры не обязательно иметь документ о преемственном профиле образования уровня бакалавриата или специалитета. То есть осваивать программы магистратуры по технологическому образованию могут обучающиеся, имеющие диплом бакалавра как по профилю «Технология», так и по любому другому профилю - например, «Информатика», «Физика», «Биология» и даже по непедагогическим направлениям. С одной стороны - это расширяет возможности для реализации межпредметных связей в профессионально-педагогической деятельности по технологическому образованию будущих выпускников, с другой - нарушается преемственность из-за отсутствия базовой предметной подготовки у магистрантов.
По сути, в этом заключается и основной недостаток третьего названного нами пути решения проблемы неготовности учителей технологии к применению образовательной робототехники в технологической подготовке обучающихся. Но при этом возникает вопрос, насколько готовы учителя информатики к реализации данного направления в структуре технологической подготовки обучающихся в соответствии с целями и планируемыми результатами технологического образования?
На наш взгляд, наиболее продуктивной является подготовка будущих учителей технологии к применению робототехники в технологической подготовке обучающихся, начиная с уровня бакалавриата. На уровне магистратуры данная подготовка может расширяться и углубляться.
Данный подход реализуется в Новосибирском государственном педагогическом университете при подготовке будущих учителей технологии. В рамках образовательных программ по направлению «Педагогическое образование», профиль «Технология», а также с двумя профилями подготовки - профили «Технология и Дополнительное образование», в структуру подготовки будущих учителей технологии внедрены учебные дисциплины «Мехатроника и робототехника» и «Робототехника в образовании» [13].
При этом соблюдена преемственность при изучении дисциплин таким образом, что дисциплина «Мехатроника и робототехника» реализуется на втором курсе в четвертом семестре, когда студентами уже освоены такие базовые дисциплины как «Физика», «Математика», «Информационные технологии», осваивается дисциплина «Прикладная механика». В свою очередь, на основе результатов освоения мехатроники и робототехники выстраивается преподавание таких дисциплин, как «Технологические процессы и системы», «Автоматизированные информационные технологии», «Технологии современного производства» и «Робототехника в образовании».
В качестве целей учебной дисциплины «Мехатроника и робототехника» обозначены: знакомство с основными понятиями мехатроники и робототехники; освоение принципов проектирования, конструирования и управления робототехническими системами, формирование современных представлений и навыков в области комплексной автоматизации производственных процессов различного назначения с применением современных гибких средств автоматизации - мехатронных устройств и промышленных роботов.
Остановимся более подробно на дисциплине «Робототехника в образовании», поскольку именно при ее изучении рассматриваются вопросы непосредственной реализации образовательной робототехники в технологической подготовке обучающихся. Робототехника в образовании преподается на завершающем этапе обучения будущих учителей - на четвертом курсе в седьмом семестре. Поэтому в ее содержании отражаются межпредметные связи со многими перечисленными выше дисциплинами, а также с дисциплинами «Методика обучения и воспитания (по профилю подготовки)», «Технические средства обучения», «Основы проектной деятельности» и др.
Целями изучения дисциплины «Робототехника в образовании» являются: формирование у обучающихся готовности к организации эффективного научного, информационного и методического сопровождения внедрения робототехники в образование; использование возможностей робототехники как ведущего средства формирования у обучающихся базовых представлений в сфере инженерной культуры; применение технологии робототехнического творчества в учебной деятельности в системе образования для развития творческих способностей обучающихся в процессе конструирования и программирования роботов.
В качестве основного материально-технического оснащения на занятиях со студентами используются различные робототехнические конструкторы. Рабочая программа дисциплины «Робототехника в образовании» предполагает преобладание практических занятий над лекционными, а также разработку собственных робототехнических конструкций и проектов. Метод проектов и материально-предметная деятельность являются ключевыми в технологической подготовке обучающихся и в образовательной робототехнике они имеют большое значение [14].
Обсуждение
В 2021 году Новосибирский государственный педагогический университет в рамках реализации федерального проекта «Ядро высшего педагогического образования» ФГАОУ ДПО «Академия Минпросвещения» являлся разработчиком предметно-методического модуля (ПММ) для подготовки педагога-предметника по профилю «Технология», призванного обеспечить единое образовательное пространство педагогического образования. Данный предметно-методический модуль по своему содержанию представляет собой примерную (модельную) рабочую программу базовой части учебного плана, определяющую содержание и результаты предметной и методической подготовки будущего учителя технологии, единые для всех педагогических вузов. В состав рабочей группы по разработке ПММ по профилю «Технология» помимо НГПУ вошли представители еще 11 ведущих педагогических вузов страны (РГПУ им. А.И. Герцена, МПГУ, ЮУрГГПУ, АГПУ, ТГПУ, АГГПУ им. В.М. Шукшина и др.).
В ходе совместного обсуждения структуры и базового содержания предметно-методического модуля выяснилось, что большинстве вузов участников рабочей группы также реализуются дисциплины, направленные на подготовку будущего учителя технологии к применению образовательной робототехники в профессионально-педагогической деятельности [15-17]. При этом различия в подходах к содержанию данной подготовки незначительны.
В результате было решено включить в структуру предметной части ПММ единую дисциплину «Мехатроника и робототехника», но с обязательным разделом «Образовательная робототехника». Изучение дисциплины «Мехатроника и робототехника» предлагается на третьем курсе обучения после освоения таких дисциплин предметной подготовки как «Прикладная механика» и «Электротехника и электроника». Владение основами механики, гидравлики, электротехники и электроники необходимо для успешного освоения дисциплины «Мехатроника и робототехника». Раздел «Образовательная робототехника» должен изучаться параллельно с дисциплиной методической части ПММ «Методика обучения и воспитания по технологии», которая также начинает изучаться на третьем курсе. Это необходимо для того, чтобы студенты понимали место и возможности применения робототехники в процессе технологической подготовки учащихся общеобразовательных организаций. В содержание дисциплины «Методика обучения и воспитания по технологии» также рекомендовано включить рассмотрение вопросов преподавания новых модулей предметной области «Технология», в том числе методики преподавания робототехники.
В качестве содержания дисциплины «Мехатроника и робототехника» предлагаются следующие темы для изучения: Мехатроника как наука. Понятие и структура мехатронной системы и модуля. Элементы управления мехатронными модулями. Связь мехатроники с робототехникой. История робототехники. Виды роботов. Мехатронные системы и модули робота. Робототехника в образовании. Межпредметные связи робототехники. Робототехнические конструкторы. Принцип работы электронных компонентов робототехнического конструктора (микрокомпьютер, датчики). Системы манипуляции и системы передвижения. Основы управления роботом. Среды программирования роботов. Программирование роботов на языках программирования. Точные перемещения мобильного робота. Организация проектной деятельности школьников по робототехнике. Профориентационная функция робототехники в образовании. Организация конкурсов и соревнований по робототехнике. Мехатронные модули технологического оборудования. Место мехатронных систем в автоматизации технологических процессов. Роботы-манипуляторы. Мобильные роботы. Системы автоматического управления.
При этом в процессе определения места и содержания подготовки будущих учителей технологии к преподаванию робототехники в профессионально-педагогической деятельности учитывался как накопленный собственный опыт членов рабочей группы, так и достижения отечественных и зарубежных педагогов [18-23].