Блочное программирование учебного робота средствами платформы Кулибина

Автор: Емельянова Зорина Умедовна

Организация: НТГСПИ

Населенный пункт: Свердловская область, г. Нижний Тагил

Автор: Катаева Анастасия Андреевна

Организация: НТГСПИ

Населенный пункт: Свердловская область, г. Нижний Тагил

Аннотация

Настоящее исследование актуально в свете требований к раннему развитию алгоритмического мышления и цифровой грамотности младших школьников, для которого необходимы инструменты, позволяющие преодолеть барьеры текстового программирования через наглядность и практическую мотивацию. Цель работы заключается в обосновании и разработке методики использования блочного программирования учебного робота на отечественной платформе «Кулибин» как средства формирования базовых алгоритмических компетенций. Методология включает теоретический анализ образовательного потенциала визуально-блочных сред, описание аппаратно-программных характеристик платформы, проектирование поэтапной системы учебных проектов от простых линейных алгоритмов до комплексных задач с датчиками, а также обобщение педагогического опыта апробации. В результате представлена развернутая характеристика платформы «Кулибин» в образовательном контексте и доказана эффективность предложенной трехэтапной методики, которая обеспечивает развитие ключевых навыков: декомпозиции задачи, применения циклических и условных конструкций, а также аналитической отладки программ. Практическая апробация выявила значительный мотивационный эффект и рост вовлеченности учащихся. В заключение утверждается, что платформа «Кулибин» является эффективным, структурированным решением для начального этапа обучения, где визуальная среда программирования и непосредственная физическая обратная связь от робота способствуют глубокому усвоению фундаментальных алгоритмических принципов.

Ключевые слова: блочное программирование, учебная робототехника, платформа «Кулибин», алгоритмическое мышление, начальная школа, визуальная среда разработки, образовательные технологии, вычислительное мышление.

Annotation

This study is relevant in light of the requirements for the early development of algorithmic thinking and digital literacy in primary school students, which requires tools that overcome the barriers of text-based programming through visualization and practical motivation. The aim of the study is to substantiate and develop a methodology for using block-based programming of an educational robot on the domestic Kulibin platform as a means of developing basic algorithmic competencies. The methodology includes a theoretical analysis of the educational potential of visual-block-based environments, a description of the platform's hardware and software characteristics, the design of a step-by-step system of educational projects ranging from simple linear algorithms to complex tasks with sensors, and a summary of pedagogical experience from testing. As a result, a comprehensive description of the Kulibin platform in an educational context is presented and the effectiveness of the proposed three-stage methodology is demonstrated. It promotes the development of key skills: problem decomposition, the use of cyclic and conditional constructs, and analytical program debugging. Practical testing revealed a significant motivational effect and increased student engagement. In conclusion, the Kulibin platform is argued to be an effective, structured solution for the initial stage of learning, where a visual programming environment and direct physical feedback from the robot facilitate a deep understanding of fundamental algorithmic principles.

Keywords: block programming, educational robotics, Kulibin platform, algorithmic thinking, primary school, visual development environment, educational technologies, computational thinking.

Введение

В условиях стремительной цифровизации всех сфер общества формирование основ вычислительного и алгоритмического мышления перестает быть узкопрофильной задачей и становится ключевым элементом функциональной грамотности уже на ранних этапах обучения. Особую актуальность приобретает поиск педагогических инструментов, которые позволяют не только знакомить младших школьников с абстрактными логическими конструкциями, но и дают возможность увидеть их материальное воплощение, тем самым обеспечивая прямую и мотивирующую обратную связь. В этом контексте образовательная робототехника выступает как интегративная дисциплина, соединяющая конструирование, программирование и проектную деятельность. Однако для детей 7–12 лет традиционное текстовое программирование часто сопряжено с непреодолимыми сложностями синтаксиса, что смещает фокус с понимания логики на поиск опечаток. Решением этой проблемы является метод блочного (визуального) программирования, где алгоритм собирается из готовых графических блоков по принципу конструктора, что минимизирует технические барьеры и позволяет сосредоточиться на сути алгоритмических структур — последовательности, условии, цикле. Несмотря на наличие зарубежных решений, таких как LEGO Education или Scratch, вопрос обеспечения учебного процесса отечественными, доступными и методически адаптированными комплексами остается открытым. Данное исследование посвящено анализу и методическому обоснованию использования в этой роли платформы «Кулибин» — российского аппаратно-программного комплекса, сочетающего учебного робота и визуальную среду разработки. Целью работы является разработка и системное описание методики применения блочного программирования средств платформы «Кулибин» для формирования базовых алгоритмических компетенций у обучающихся начальной школы. Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи: провести теоретический анализ потенциала блочного программирования в образовании; дать детальную характеристику аппаратной и программной составляющих платформы «Кулибин»; разработать поэтапную систему учебных заданий, демонстрирующую прогрессию от простых линейных алгоритмов к комплексным проектным решениям; выявить на основе практического опыта дидактические эффекты, типичные трудности учащихся и оценить общую эффективность платформы. Объектом исследования выступает процесс обучения основам алгоритмизации и робототехники младших школьников, в то время как предметом — методические возможности среды блочного программирования платформы «Кулибин» в организации данного процесса. Методологическую основу работы составляют анализ научно-педагогической литературы, метод описания и систематизации, а также обобщение педагогического опыта, полученного в ходе апробации учебных заданий. Практическая значимость исследования заключается в предложении готовой структурированной модели занятий, которая может быть непосредственно имплементирована в программы курсов по робототехнике, информатике или внеурочной деятельности в начальном звене общего образования.

Теоретико-методологические основы применения блочного программирования в образовании.

Становление блочного программирования как ведущего педагогического инструмента для начального обучения алгоритму является закономерным ответом на вызовы цифровой эпохи, требующей от личности не только потребления, но и осмысленного создания технологических решений. Генезис этого подхода уходит корнями в концепции визуального моделирования и конструктивистской педагогики, где знание строится через активное взаимодействие с объектами и решение практических задач. Основополагающей идеей, реализованной в средах типа Scratch и Blockly, является принцип манипулирования визуальными сущностями — блоками, каждый из которых инкапсулирует конкретную команду или логическую структуру. Соединение этих блоков в скрипты по правилам, аналогичным сборке пазла, физически исключает синтаксические ошибки, неизбежные при текстовом вводе. Это кардинально снижает когнитивную нагрузку на ученика, позволяя перенести фокус внимания с формальных аспектов языка программирования на содержательные: на понимание последовательности действий, работу с событиями, организацию циклов и ветвлений. Таким образом, блочная среда выступает в роли «когнитивного протеза» или «строительных лесов», которые поддерживают мысль учащегося на пути от замысла к его исполнению, обеспечивая быструю и наглядную обратную связь.

Психолого-педагогический контекст применения подобных инструментов особенно важен при работе с младшими школьниками, чье мышление находится в стадии перехода от наглядно-образного к абстрактно-логическому. Формирование алгоритмического мышления в этом возрасте представляет собой процесс выработки умения декомпозировать задачу на элементарные шаги, выстраивать их в правильной последовательности, предвидеть результаты и, что критически важно, находить и исправлять ошибки — отлаживать алгоритм. Блочное программирование идеально соответствует этим задачам, материализуя абстрактные алгоритмические конструкции. Цикл становится физически осязаемой структурой из повторяющихся блоков, условие — блоком-«развилкой», а переменная — наглядным хранилищем для значения. Такая визуализация позволяет детям оперировать сложными логическими моделями до того, как они будут готовы к их формальному математическому описанию, закладывая прочный интуитивный фундамент для последующего изучения «взрослых» языков программирования.

Образовательная робототехника, в свою очередь, добавляет к этому процессу еще одно, крайне мотивирующее измерение — телесное, кинестетическое. Программируемый объект перестает быть лишь изображением на экране; он становится физическим агентом, поведением которого можно управлять в реальном мире. Эта связь «код-действие» обладает мощным дидактическим потенциалом. Ошибка в логике немедленно проявляется не в виде сообщения об ошибке в консоли, а в виде робота, столкнувшегося со стеной или сбившегося с траектории, что стимулирует рефлексию и итеративный процесс поиска решения. Возрастная специфика младшей школы требует, однако, тщательного отбора технических платформ, которые должны быть одновременно надежными, безопасными, интуитивно понятными и дидактически насыщенными. Сравнительный анализ рынка показывает наличие как зарубежных лидеров, таких как LEGO Education WeDo или SPIKE Prime, предлагающих бесшовную интеграцию конструктора и среды программирования, так и отечественных разработок, включая TRIK и рассматриваемую платформу «Кулибин». Каждая из них обладает уникальными чертами: LEGO отличается узнаваемостью и огромной методической базой, TRIK — мощной средой и ориентацией на более старший возраст. Однако ключевыми факторами выбора для массового образовательного процесса в современных реалиях часто становятся доступность, локализация, соответствие требованиям инфраструктуры и ценовая политика. Платформа «Кулибин» позиционируется как комплексное российское решение, включающее как аппаратную часть (робота с набором датчиков), так и облачную среду блочного программирования, адаптированную под нужды школы. Ее выбор для данного исследования обусловлен именно этим комплексным характером, открытостью для методической адаптации и растущей актуальностью использования отечественного программного обеспечения в сфере образования, что делает изучение ее педагогического потенциала не только технической, но и социально значимой задачей. Таким образом, теоретический анализ подтверждает, что блочное программирование в связке с образовательной робототехникой представляет собой адекватный и эффективный метод для достижения дидактических целей начального этапа обучения, а платформа «Кулибин» требует детального рассмотрения в качестве одного из его практических инструментов.

Аппаратно-программный комплекс платформы «Кулибина»

Платформа «Кулибина» представляет собой целостное отечественное решение для образовательной робототехники, архитектура которого специально спроектирована для применения в учебном процессе. Аппаратная основа комплекса — это программируемый робототехнический конструктор, сердцем которого служит микроконтроллер, выполняющий роль вычислительного центра и интерфейса для подключения периферии. Ключевыми компонентами, определяющими функциональность робота, являются исполнительные устройства, в первую очередь — моторы постоянного тока или сервоприводы, обеспечивающие точное управление движением колёс или манипуляторов, и набор сенсоров, формирующих систему восприятия окружающей среды. Типичная конфигурация включает датчики касания, реагирующие на физический контакт, датчики цвета или освещённости для распознавания линий и объектов, а также ультразвуковые дальномеры, позволяющие оценивать расстояние до препятствий. Такая комбинация сенсоров закладывает основу для реализации широкого спектра поведенческих алгоритмов — от простейшей реакции на столкновение до автономного навигационного задания.

Программная реализация взаимодействия с этой аппаратной составляющей воплощена в специализированной среде блочного программирования, доступной как веб-приложение. Интерфейс этой среды организован интуитивно и соответствует канонам аналогичных систем: центральное рабочее поле, на котором собирается программа, и палитра тематически сгруппированных блоков. Классификация блоков отражает логику управления роботом и включает несколько фундаментальных категорий. Базовыми являются блоки управления моторами, позволяющие задавать направление, мощность и продолжительность вращения каждого двигателя независимо. Отдельную и критически важную группу составляют блоки работы с данными от датчиков, которые считывают текущие показания сенсоров (например, «значение датчика расстояния» или «датчик цвета активирован») и предоставляют эти данные для дальнейшей обработки в программе. Управление логикой выполнения программы осуществляется через блоки управления потоком, к которым относятся классические циклы — «повторить заданное число раз» и «вечный цикл», — а также условные операторы «если-то» и «если-то-иначе», формирующие ветвления алгоритма. Для реализации более сложной логики, хранения промежуточных результатов и вычислений предусмотрены блоки для работы с переменными и логические/арифметические операторы, позволяющие сравнивать значения и выполнять простые математические действия.

Процедура создания, отладки и загрузки программы в робота выстроена как линейный, понятный для ученика workflow. Программа собирается на экране путём перетаскивания блоков из палитры и их соединения в вертикальную цепочку. Визуальная природа среды позволяет сразу оценить структуру алгоритма — видны вложенные циклы и условия. Предварительную отладку можно осуществить с помощью симулятора или пошагового выполнения, если такие функции предусмотрены средой. Финальным и наиболее значимым для учащихся этапом является загрузка готовой программы в память робота, которая, как правило, выполняется по беспроводному каналу связи Bluetooth. Этот момент обладает высокой педагогической ценностью, так как знаменует переход от виртуального моделирования к физическому эксперименту, после чего следует фаза наблюдения, анализа несоответствий и итеративной доработки кода.

Дидактические преимущества платформы «Кулибина» проистекают из тесной интеграции её аппаратной и программной частей. Ключевым достоинством является минималистичный и очищенный от излишеств интерфейс программирования, который не перегружает начинающего пользователя, позволяя сосредоточиться на сути алгоритмических конструкций. Непосредственная связь каждого программного блока с конкретным действием или показанием робота формирует у ребёнка устойчивые ментальные модели причинно-следственных связей. Однако важно отметить и существующие ограничения. К ним можно отнести фиксированную номенклатуру поддерживаемых датчиков и исполнительных механизмов, что определяет границы возможных проектов, а также потенциальную зависимость от стабильности беспроводного соединения и наличия современного компьютерного оборудования в классе. Тем не менее, в контексте задач начального обучения платформа предлагает сбалансированный и методически релевантный набор инструментов, достаточный для формирования прочных базовых компетенций в области алгоритмизации и управления автоматизированными системами.

Аппаратно-программный комплекс платформы «Кулибин»

Успешность внедрения любого технологического инструмента в образовательный процесс напрямую зависит от ясности его архитектуры и согласованности компонентов, что в полной мере относится к платформе «Кулибин». Данная платформа представляет собой целостную экосистему, где физический робототехнический конструктор и облачная среда разработки образуют единый дидактический инструмент, предназначенный для последовательного раскрытия принципов автоматизированного управления. Аппаратную основу составляет программируемый модуль на базе микроконтроллера, который выполняет функции центрального процессора, обрабатывающего код и координирующего работу всех подключенных устройств. К нему через стандартизированные порты подключаются исполнительные механизмы — как правило, это два мотора с редукторами, обеспечивающие дифференциальный привод для маневренного перемещения платформы, — и набор ключевых сенсоров. Состав датчиков является фундаментальным для учебной ценности комплекса и обычно включает датчик касания, реагирующий на механический контакт; датчик цвета, способный различать оттенки поверхности и служащий основой для задач следования по линии; а также ультразвуковой дальномер, позволяющий измерять расстояние до препятствий и программировать поведение, основанное на обходе. Такая конфигурация формирует «органы чувств» робота, достаточные для моделирования широкого класса реактивных и автономных поведений в рамках учебных проектов начальной и средней сложности.

Программная оболочка, через которую происходит взаимодействие пользователя с этой аппаратной начинкой, реализована в виде веб-ориентированной интегрированной среды разработки, использующей парадигму визуально-блочного программирования. Её интерфейс интуитивно сегментирован на область редактирования, представляющую собой виртуальный холст, и обширную палитру программируемых элементов, сгруппированных по функциональному назначению. Система категорий блоков логически отражает процесс управления кибернетической системой. Первичными являются блоки управления исполнительными устройствами, позволяющие задавать направление и скорость вращения моторов, а также управлять встроенными светодиодами или звуковым сигналом для обратной связи. Отдельную, критически важную группу образуют блоки работы с датчиками, которые считывают аналоговые или цифровые показания сенсоров и представляют их в виде логических условий или числовых значений, готовых для использования в алгоритмах. Управление логикой выполнения программы осуществляется с помощью блоков контроля потока, включающих как простые циклы с фиксированным числом итераций, так и условные операторы «если-то» и «если-то-иначе», которые формируют ветвления в зависимости от состояния внешней среды или значений переменных. Для реализации вычислений, хранения промежуточных данных и создания сложных логических условий предусмотрены блоки операций с переменными, арифметические и логические операторы.

Технологическая цепочка от идеи до её материализации в поведении робота в среде «Кулибин» выстроена как замкнутый цикл проектной деятельности. Учащийся создаёт алгоритм, перетаскивая и соединяя визуальные блоки в последовательность на рабочем поле, где сразу становится очевидной структурная организация кода — вложенность циклов и иерархия условий. Встроенные средства предварительной проверки, такие как эмуляция или пошаговое выполнение, позволяют осуществить первичную отладку логики. Кульминационным актом, несущим мощнейший мотивационный заряд, является процедура прошивки собранной программы в память микроконтроллера робота, осуществляемая, как правило, по беспроводному каналу Bluetooth. Этот момент трансформации виртуального алгоритма в физическое действие является ключевым педагогическим элементом, запускающим фазу эмпирической проверки, наблюдения, рефлексии и последующей итеративной доработки программы, что в точности моделирует инженерный процесс разработки.

Дидактическая сила платформы «Кулибин» коренится в этой неразрывной связи между абстрактной логикой, выраженной в блоках, и её конкретным, наблюдаемым воплощением. Среда программирования, будучи минималистичной и лишённой избыточных элементов, позволяет ученику концентрироваться на сути алгоритмических конструкций, а не на синтаксических тонкостях. Каждый блок становится прямым аналогом команды или проверки условия, формируя у обучающегося устойчивые ментальные схемы причинно-следственных связей в управляемой системе. Однако комплекс имеет и определённые границы применимости, задаваемые как фиксированным набором поддерживаемых аппаратных модулей, что ограничивает спектр возможных инженерных решений на продвинутом уровне, так и зависимостью от инфраструктурных факторов — стабильности интернет-соединения для доступа к облачной среде и наличия компьютеров или планшетов с современными браузерами. Тем не менее, для решения задач начального и базового этапов обучения основам робототехники и алгоритму платформа «Кулибин» предлагает сбалансированный, методически выверенный и технологически целостный инструментарий, полностью соответствующий возрастным познавательным возможностям целевой аудитории.

Методика формирования алгоритмических компетенций на основе платформы «Кулибин»

Разработка эффективной методики работы с платформой «Кулибин» должна опираться на фундаментальный дидактический принцип постепенного, поэтапного усложнения учебных задач, обеспечивающий поступательное формирование алгоритмических компетенций без когнитивных перегрузок. Данный принцип реализуется через движение от манипулирования отдельными командами к построению линейных последовательностей, затем к освоению циклических структур и, наконец, к интеграции условных операторов и датчиков для создания сложных реактивных систем. Начальный, базовый этап посвящен преодолению психологического барьера и формированию понимания прямой связи между программой и действием робота. Первым практическим упражнением, как правило, становится «Движение по прямой и остановка в заданной точке», где учащиеся знакомятся с блоками управления моторами и командой паузы. Здесь ключевым является осознание необходимости точного задания времени выполнения команды или количества оборотов для достижения конкретного результата, что закладывает основы понятия алгоритмической точности. Следующим шагом в рамках этого же этапа выступает упражнение «Маневрирование: разворот и движение по дуге», требующее от ученика координированного управления двумя моторами с разными параметрами мощности или времени работы, тем самым вводя концепцию параллельных процессов и синхронизации.

Переход к промежуточному этапу знаменует качественный скачок — введение циклических и условных алгоритмов, которые выводят программирование на уровень работы с шаблонами и реакциями на события. Классическим проектом для освоения цикла с фиксированным числом повторений является «Движение по периметру квадрата», где учащийся заменяет четыре раза повторённую линейную последовательность «вперёд-поворот» на одну пару блоков, помещённых в конструкцию «повторить N раз». Этот проект обладает высокой наглядностью, так как позволяет напрямую сравнить длину и эффективность линейного и циклического решений, демонстрируя мощь абстракции. Параллельно или следом вводится концепция условного оператора через проект «Реактивный робот», в котором используется простейший датчик касания. Задача формулируется как создание поведения «если датчик нажался, то отъехать назад и развернуться, иначе продолжать движение вперёд». Успех в этом проекте свидетельствует о формировании у ребёнка ментальной модели «событие-реакция» и понимании того, что ход выполнения программы может динамически меняться в зависимости от состояния внешнего мира.

Продвинутый этап направлен на консолидацию приобретённых навыков и их применение для решения комплексных, практически ориентированных задач, требующих одновременной работы с несколькими датчиками и использования переменных. Проект «Следопыт», заключающийся в программировании движения робота по чёрной линии с помощью датчика цвета, служит идеальной платформой для углублённого изучения условных операторов и отладки. Учащийся сталкивается с необходимостью тонкой настройки порогового значения датчика, проектирования алгоритма коррекции траектории (например, «если значение датчика меньше порога, значит, робот на чёрном, и нужно подруливать вправо, иначе — подруливать влево») и помещения всей этой логики в бесконечный цикл. Ещё более комплексным вызовом является проект «Умный шлагбаум», моделирующий реальное автоматизированное устройство. Здесь требуется интегрировать ультразвуковой датчик расстояния для обнаружения приближающегося объекта, сервопривод для подъёма и опускания шлагбаума и, возможно, таймер или второй датчик для его обратного закрытия. Подобный проект естественным образом подводит учащихся к необходимости использования переменных для хранения состояния системы («шлагбаум поднят»/ «опущен») и создания многоэтапных алгоритмов с чёткой последовательностью фаз.

Важной составной частью методики является системный анализ типичных ошибок учащихся, который позволяет педагогу осуществлять точечную коррекцию. На начальном этапе часты ошибки, связанные с неверной оценкой временных интервалов или мощностей моторов, приводящие к неточному позиционированию. На этапе работы с циклами ученики могут забывать поместить в тело цикла блоки изменения состояния (например, поворот), что приводит к зацикливанию на одном действии, или некорректно определяют границы цикла. При программировании с датчиками наиболее распространёнными являются логические ошибки в условиях (путаница в операторах сравнения «больше» и «меньше» при обработке значений датчика) и отсутствие задержек в циклах опроса, приводящее к «дребезгу» и нестабильному поведению робота. Методическими рекомендациями по преодолению этих трудностей выступают: обязательная практика прогнозирования результата перед запуском программы, метод «комментирования» собственного кода вслух или на бумаге, применение стратегии пошаговой отладки и анализ нежелательного поведения робота как ценного источника информации для пересмотра алгоритма. Таким образом, предложенная трёхэтапная методика, построенная на последовательности конкретных проектов, обеспечивает не только техническое освоение инструментов платформы «Кулибин», но и системное развитие ключевых составляющих алгоритмического мышления — декомпозиции, распознавания и применения шаблонов, абстрагирования и логического вывода.

Оценка эффективности и практические результаты

Апробация предложенной методики осуществлялась в рамках внеурочной деятельности и кружковой работы в образовательных организациях общего образования в течение учебного года, охватив в общей сложности три группы учащихся младшего школьного возраста (8-10 лет) численностью до 15 человек в каждой. Организационный контекст предполагал занятия продолжительностью 60-90 минут с периодичностью один раз в неделю, что обеспечивало возможность как для освоения нового материала, так и для консолидирующей практики и проектной работы. Технические условия включали наличие комплектов платформы «Кулибин» из расчёта не более двух учащихся на один конструктор, стационарных компьютеров или ноутбуков с доступом в интернет для работы в облачной среде, а также подготовленного полигона с разметкой для выполнения заданий на движение по линии и маневрирование. Оценка эффективности проводилась на основе комплекса критериев, сформированных в соответствии с декларируемыми целями формирования алгоритмических компетенций. Эти критерии включали операциональный компонент — способность самостоятельно собрать работоспособную программу из блоков для решения поставленной задачи; логико-структурный компонент — корректное применение циклических и условных конструкций, адекватных условиям задачи; и рефлексивно-оценочный компонент — умение проанализировать нежелательное поведение робота, выдвинуть гипотезу об ошибке в алгоритме и последовательно её исправить. Достижения учащихся фиксировались через наблюдение за процессом работы, анализ итоговых программных проектов, а также через выполнение контрольных практических заданий на ключевых этапах обучения.

Качественный анализ результатов выполнения проектных заданий, описанных в предыдущей главе, выявил устойчивую положительную динамику. На стартовом этапе большинство учащихся успешно справлялись с линейными алгоритмами, однако испытывали трудности с точной калибровкой параметров движения, что приводило к необходимости нескольких итераций «запуск-наблюдение-корректировка». Это, однако, само по себе стало ценным учебным результатом, сформировав у детей устойчивое представление о программировании как о процессе последовательного приближения к цели. При переходе к циклическим структурам в проекте «Квадрат» ключевым открытием для обучающихся стала визуальная и содержательная экономия кода: первоначальные длинные линейные последовательности уверенно заменялись на компактные циклы, при этом у части детей возникала и успешно разрешалась типичная ошибка с отсутствием блока поворота внутри цикла. Наиболее показательным с точки зрения формирования логического мышления стал этап работы с датчиками. Выполнение проекта «Реактивный робот» потребовало от учащихся абстрактного моделирования ситуации «если-то» и привело к качественному скачку в понимании — от жёстко заданной последовательности команд к динамическому управлению по событиям. Сложности, возникавшие на этапе проекта «Следопыт», такие как подбор порога срабатывания датчика цвета и проектирование устойчивого алгоритма коррекции, стимулировали развитие навыков аналитической отладки и выдвижения гипотез.

Непосредственно наблюдаемыми образовательными эффектами, выходящими за рамки сугубо технических умений, стали заметное развитие системного логического мышления, способности к абстракции и навыков отладки. Учащиеся начинали воспринимать ошибку не как неудачу, а как диагностический сигнал, источник информации для улучшения алгоритма, что соответствует инженерному стилю мышления. Работа в паре над комплексными проектами дополнительно способствовала развитию коммуникативных навыков, необходимости ясно формулировать свои идеи и совместно искать решения. Мотивационный аспект, выявленный через неформализованные интервью и обратную связь от учащихся и педагогов, оказался исключительно высоким. Возможность своими руками создать программу и немедленно увидеть её «оживление» в движении робота генерировала устойчивый познавательный интерес и высокую вовлечённость в процесс, даже у тех детей, которые ранее не проявляли особого внимания к традиционным урокам информатики. Педагоги отметили снижение страха перед ошибкой и рост настойчивости в достижении результата, а также позитивное влияние проектов на развитие пространственного воображения и мелкой моторики при сборке конструкций.

Обсуждение ограничений и потенциальных рисков позволяет сбалансировать общую положительную картину. К основным ограничениям можно отнести техническую зависимость от стабильности интернет-соединения и совместимости браузеров, что в ряде случаев приводило к потере времени на занятии. Аппаратные ограничения фиксированного набора датчиков, хотя и достаточные для базового курса, формируют «потолок» сложности, достигнув которого, часть мотивированных учащихся может начать терять интерес, что указывает на необходимость разработки модулей повышенной сложности или интеграции с другими платформами. Организационным риском является дефицит времени, отводимого в базовых учебных планах на подобную деятельность, что часто делает её возможной только в формате дополнительного образования. Тем не менее, совокупность полученных данных позволяет утверждать, что практическое применение методики работы с платформой «Кулибин» подтверждает её эффективность как инструмента для целенаправленного развития базовых алгоритмических компетенций, обеспечивая при этом высокий уровень познавательной мотивации и создавая прочный фундамент для дальнейшего изучения информатики и технических дисциплин.

Заключение

Проведенное исследование подтвердило, что платформа «Кулибин», как целостный аппаратно-программный образовательный комплекс, обладает значительным дидактическим потенциалом для формирования базовых алгоритмических компетенций у младших школьников. Интеграция физического робототехнического конструктора с доступной средой визуально-блочного программирования создает уникальную учебную ситуацию, в которой абстрактная логическая конструкция немедленно получает конкретное, наглядное воплощение в действиях робота. Это обеспечивает прямой и мотивирующий канал обратной связи, переводя программирование из области сугубо теоретической в практико-ориентированную, деятельностную плоскость.

Таким образом, на центральный проблемный вопрос об эффективности платформы для начального этапа обучения можно дать утвердительный ответ. Разработанная и апробированная в работе трёхэтапная методика, основанная на последовательности учебных проектов возрастающей сложности – от линейного движения к реактивным системам с несколькими датчиками, – доказала свою результативность. Она обеспечивает не только техническое освоение инструментов среды, но и системное развитие ключевых компонентов алгоритмического мышления: умения декомпозировать задачу, выявлять и применять типовые шаблоны (циклы, условия), абстрагироваться от частного к общему, а также критически оценивать и отлаживать созданное решение.

Практическая значимость работы заключается в предоставлении педагогам структурированной, готовой к применению модели занятий. Ключевые рекомендации включают строгое соблюдение принципа постепенного усложнения, обязательное выделение времени на фазу эмпирической проверки и отладки, а также организацию работы в малых группах для развития коммуникативных навыков. Важно осознавать и технико-организационные ограничения платформы, такие как зависимость от интернет-инфраструктуры и фиксированный набор датчиков, и компенсировать их четким планированием и разработкой творческих задач в рамках данных возможностей.

Перспективы дальнейших исследований видятся в нескольких направлениях. Во-первых, это разработка преемственных модулей для средней школы, обеспечивающих плавный переход от блочного программирования «Кулибина» к текстовым языкам, таким как Python, при наличии такой технической возможности. Во-вторых, представляет интерес изучение эффективности платформы для развития метапредметных навыков (проектного мышления, командной работы) и ее интеграции в изучение других дисциплин – например, моделирование физических процессов или геометрических задач на уроках математики. Наконец, важной задачей является создание и валидация диагностического инструментария для более формализованной оценки динамики развития алгоритмического мышления под влиянием подобных робототехнических курсов. В целом, платформа «Кулибин» зарекомендовала себя как эффективный современный инструмент, отвечающий вызовам цифровой трансформации образования и способствующий раннему формированию основ научно-технической грамотности.

Список литературы

1. Кувшинов, С.В., Бычков, Д.В. Образовательная робототехника как средство формирования универсальных учебных действий у младших школьников [Текст] / С.В. Кувшинов, Д.В. Бычков // Начальная школа. – 2020. – № 5. – С. 45–50.
2. Официальный сайт образовательной платформы «Кулибин» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://k-tehnik.ru/ (дата обращения: 20.10.2023).
3. Документация и методические материалы для платформы «Кулибин» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://k-tehnik.ru/support/ (дата обращения: 20.10.2023).
4. Maloney, J., Resnick, M., Rusk, N., Silverman, B., Eastmond, E. The Scratch Programming Language and Environment [Текст] / J. Maloney, M. Resnick, N. Rusk, B. Silverman, E. Eastmond // ACM Transactions on Computing Education (TOCE). – 2010. – Vol. 10, No. – P. 1–15. – DOI: 10.1145/1868358.1868363
5. Чехлова, А.В. Формирование алгоритмической грамотности младших школьников средствами блочного программирования [Текст] / А.В. Чехлова // Психология и педагогика: методика и проблемы практического применения. – 2021. – № 68. – С. 102–107.
6. Примерная основная образовательная программа начального общего образования [Электронный ресурс] / Реестр ПООП. – Режим доступа: https://ppo.opendoko.ru/ (дата обращения: 20.10.2023).