Робототехника как инструмент реализации межпредметных связей в школе

Автор: Барбинская Екатерина Алексеевна

Организация: НТГСПИ

Населенный пункт: Свердловская область, г. Нижний Тагил

Аннотация

В статье раскрывается потенциал робототехники как средства реализации межпредметного подхода в школьном обучении. Показано, как интеграция физики, математики и информатики через робототехнические проекты способствует развитию системного мышления и практических навыков. Отмечаются ключевые педагогические и технические барьеры внедрения, а также предлагаются пути их преодоления.

Ключевые слова: робототехника, межпредметные связи, математика, физика, информатика.

Teaching the basics of web design to students in grades 8-9 in extracurricular activities

Annotation

The article explores the potential of robotics as a tool for implementing an interdisciplinary approach in school education. It demonstrates how the integration of physics, mathematics, and computer science through robotics projects fosters the development of systems thinking and practical skills. Key pedagogical and technical challenges of implementation are highlighted, along with possible solutions.

Keywords: robotics, interdisciplinary approach, mathematics, physics, computer science.

 

Робототехника стремительно входит в систему образования XXI века, становится одним из ключевых трендов, открывая новые горизонты для обучения школьников. Она не только развивает технические навыки, но и предоставляет возможность для всестороннего и глубокого освоения материала, объединяя знания из разных школьных дисциплин.

Так же в современном образовании растёт требование не просто заучивать факты, а видеть предметы в их взаимосвязи. Межпредметные связи позволяют ученикам понять, как знания из различных областей дополняют друг друга, способствуют развитию системного мышления и подготовке к решению комплексных задач в жизни и профессии.

Робототехника и межпредметные связи играют важную роль в современном образовании, усиливая друг друга и создавая новые возможности для обучения. Интеграция робототехники в учебный процесс способствует не только развитию технических и практических навыков, но и формированию целостного восприятия мира, где знания из физики, математики, информатики и других дисциплин объединяются в решении реальных задач. Такой подход развивает у школьников системное мышление, креативность и способность видеть взаимосвязи между различными областями знаний, что особенно важно в условиях быстро меняющегося технологического мира. Межпредметная интеграция с применением робототехники делает обучение более осмысленным, мотивирующим и приближённым к жизни.

Межпредметные связи — это реальные и умышленные связи между знаниями, умениями и навыками из разных наук. Они помогают:

• увидеть предметы в едином контексте;
• развить целостное восприятие информации;
• сформировать умения применять знания в разных ситуациях [1].

Федеральный государственный образовательный стандарт (ФГОС) [3] подчёркивает значимость метапредметных результатов — умений, необходимых для успешной учебной и профессиональной деятельности: умения решать проблемы, работать с информацией, строить модели и алгоритмы. Достижение этих результатов невозможно без реализации межпредметных связей, которые формируют у учащихся целостное и системное мышление.

Робототехника как образовательный инструмент напрямую способствует достижению этих целей. Процесс создания и программирования робота требует одновременного применения знаний из разных дисциплин. Так, для расчёта траектории движения и пропорций конструкций необходимы математические знания; для понимания принципов работы механизмов — физические законы; для управления устройством — навыки алгоритмизации и программирования из информатики. Эти предметы объединяются в единую практическую задачу, что позволяет школьникам видеть реальную взаимосвязь теории и практики, а также глубже усваивать материал. Таким образом, робототехника становится эффективным средством реализации требований ФГОС через межпредметный подход.

Программирование и конструирование робота требует:

• Математика: расчёта координат, вычисления пропорций, работы с уравнениями.
• Физика: понимания сил, движения, механики.
• Информатика: алгоритмизации, построения логики, использования циклов и условий.

Все эти знания работают вместе для создания работающего устройства.

Таким образом, робототехника представляет собой уникальную образовательную платформу, которая естественным образом объединяет учебные предметы и способствует формированию универсальных учебных действий. Она позволяет учащимся не просто изучать теоретический материал, а применять его на практике, видеть смысл в изучаемом и самостоятельно приходить к новым знаниям через решение реальных задач.

Робототехника открывает широкие возможности для интеграции межпредметных связей в образовательный процесс. На уроках математики использование роботов позволяет учащимся изучать такие темы, как геометрия и алгебра, в прикладном контексте. Программирование движения робота по заданным траекториям способствует пониманию принципов построения графиков функций и решения уравнений, что делает абстрактные математические концепции более доступными. Занятия по робототехнике вовлекают учащихся в критическое и вычислительное мышление, решение проблем и сотрудничество, а также в инженерное дело и информатику [4].

Таблица 1. Примеры интеграции на уроках

Предмет	Темы	Пример задачи с роботом
Математика	Координаты, пропорции, уравнения	Задание пройти роботу по лабиринту с точным расчетом пути
Физика	Скорость, ускорение, силы	Исследование ускорения робота, влияние массы на движение
Информатика	Алгоритмы, циклы, условия	Написание программы движения с обходом препятствий

 

Кейс: проект "Робот-лабиринт"

Ученикам предлагается спроектировать и запрограммировать робота, который сможет пройти лабиринт. Для этого нужно:

• смоделировать путь с учётом геометрии (математика);
• учитывать физические свойства движения и силу трения (физика);
• разработать алгоритм обхода препятствий (информатика).
• Так проект объединяет несколько предметных областей в единую задачу.

Одной из основных технических сложностей внедрения робототехники в образовательный процесс является нехватка современного оборудования и программного обеспечения. По данным статистики за 2020 год, только 58% школ в России имели доступ к современным компьютерным технологиям. Это ограничивает возможности полноценного использования робототехники в учебных занятиях, поскольку многие образовательные программы требуют наличия специализированного оборудования и технического обеспечения. Вместе с тем, «далеко не последние позиции роботизированные машины занимают и в образовательном процессе, в результате чего даже самые юные обучающиеся тянутся к познанию данной сферы» [2]. Таким образом, для преодоления данной проблемы необходимо значительное обновление технической базы школ.

Финансовые ограничения образовательных учреждений также являются значительным препятствием для внедрения робототехники. Средняя стоимость комплекта оборудования для занятий составляет около 50 тысяч рублей, что является существенной статьей расходов для школ с ограниченным бюджетом. Многие учреждения не могут позволить себе такие затраты, что приводит к неравномерному распределению возможностей для изучения робототехники среди учащихся. Для решения этой проблемы требуется разработка программ финансирования и субсидий для школ.

Таблица 2. Возможные проблемы внедрения

Проблема	Возможные решения
Недостаток оборудования	Привлечение спонсоров, использование мобильных наборов
Потребность в дополнительной подготовке педагогов	Курсы повышения квалификации, методические пособия
Неравномерная включенность учеников	Индивидуальный подход, групповые проекты
Организация взаимодействия учителей	Совместные методические объединения, обмен опытом

Робототехника выступает эффективным связующим звеном между предметами школьной программы. Она способствует более глубокому пониманию материала через практическую интеграцию знаний, развивает метапредметные умения и формирует навыки, необходимые в современном мире. Таким образом, внедрение робототехнических проектов в образование — это не только возможность повысить качество знаний, но и подготовить учеников к вызовам XXI века.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Абдуллаева Г. Д., Атажанов И. И. Межпредметные связи в современной школе // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2016. №3-3. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/mezhpredmetnye-svyazi-v-sovremennoy-shkole (дата обращения: 11.06.2025).
2. Могилева В.Н. Психологические особенности младшего школьника и их учет в работе с компьютером / В.Н. Могилева. – М.: Академия, 2015. – 224 с.
3. Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования / Минобрнауки России. — М.: Просвещение, 2021. — 44 с.
4. Цеева Ф.М., Нагаплежева Р.Р. Актуальные вопросы преподавания робототехники в школе // Педагогический журнал. — 2022. — Т. 12. — № 3А. — С. 326-331.

1. file0.docx (25,5 КБ)

Опубликовано: 11.06.2025