Образовательная робототехника

1. 9
Часть I
Теоретические аспекты преподавания
образовательной робототехники

2. 10
Модель реализации курса робототехники для школьников
О.С. Нетесова
Томский государственный педагогический университет
Образовательная робототехника – одно из нововведений дополнитель-
ного образования в России, но уже сейчас можно отметить значительную
массовость курсов связанных с тематикой робототехники для учащихся
разного возраста. Однако, большинство школьников осознанно приступа-
ют к изучении основ робототехники в 5–6 классах, поэтому актуальность
данной модели очевидна.
Курс робототехники является одним из самых сложных для учащихся,
поэтому не все, кто желает его посещать могут достигнуть высоких ре-
зультатов. Но, не смотря на различия в способностях, принимать необхо-
димо на курсы всех желающих. Если же спрос превышает предложение, то
можно организовать конкурсный отбор. Необходимо так же помнить, что
в течение прохождения курса часть ребят отсеется. Это объясняется тем,
что избирая курс, учащиеся сотрудничают с руководителем до тех пор, по-
ка это общение вызывает у них интерес и приносит удовлетворение.
При формировании учебных групп удобнее руководствоваться не толь-
ко возрастными категориями, но и уровнем подготовленности учащихся.
Например, составить две группы из учащихся 7–9 классов, разделив их
на подготовленных и начинающих. К подготовленным учащимся, можно
отнести тех, кто разбирается в механической составляющей конструкции
и умеет составлять алгоритм для указанного исполнителя с целью реше-
ния поставленной задачи.
Пример тестовых заданий для определения уровня подготовленности
учащихся к прохождению курса робототехники может быть таким:
1. В каком возрасте проявился интерес к конструированию?
2. Если расстояние одинаковое, какое колесо сделает больше оборотов
большое или маленькое?
3. Вера съела вдвое меньше Светы. Витя съел вдвое меньше, чем Вера.
Сколько мороженого съел каждый, если всего они съели 21 порцию моро-
женого?
4. Мачеха послала Золушку на рынок. Дала ей девять монет: из них
8 настоящих, а одна фальшивая – она легче, чем настоящая. Как найти ее
Золушке за два взвешивания?
5. Однажды на лестнице Гарри Поттер нашел странный свиток. В нем
было записано сто утверждений:
«В этом свитке ровно одно неверное утверждение»
«В этом свитке ровно два неверных утверждения»
«В этом свитке ровно три неверных утверждения»
.......................................................................................
«В этом свитке ровно сто неверных утверждений»
Есть ли среди этих утверждений верные, и если да, то какие?

3. 11
6. Двое часов начали и закончили бить одновременно. Первые бьют
через каждые 2с, вторые – через каждые 3с. Всего было насчитано 13 уда-
ров. Слившиеся удары воспринимаются как один. Сколько времени часы
били?
7. Как описать правило перехода дороги с помощью слов: ЕСЛИ, ТО
и ИНАЧЕ?
8. Какие вопросы вызвали затруднение?
Сформированные группы могут состоять из 8–12 человек, разбитых на
пары или тройки. Это связано с особенностью видов деятельности на заня-
тиях и ограничением материальных возможностей (количеством наборов
конструкторов).
Одним из целесообразных методов, используемых на занятиях робото-
техники это метод проектов. Метод проектов – рациональное сочетание
теоретических знаний, их практического применения в решении конкрет-
ных проблем окружающей действительности. Он позволяет определять це-
ли и последовательность изучения курса индивидуально как для команды,
так и для каждого отдельного учащегося.
В рамках метода проектов на занятиях робототехники целесообразно
развивать следующие компетентности по Дж. Равену:
1. тенденция к более ясному пониманию ценностей и установок по от-
ношению к конкретной цели;
2. уверенность в себе;
3. адаптивность: отсутствие чувства беспомощности;
4. внимание к проблемам, связанным с достижением поставленных
целей;
5. самостоятельность мышления, оригинальность;
6. критическое мышление;
7. готовность решать сложные вопросы;
8. исследование, окружающей среды для выявления ее возможностей
и ресурсов (как материальных, так и человеческих);
9. готовность полагаться на субъективные оценки и идти на умеренный
риск;
10. готовность использовать новые идеи и инновации для достижения
цели;
11. установка на взаимный выигрыш и широта перспектив;
12. настойчивость;
13. оптимальное использование ресурсов;
14. отношение к правилам как указателям желательных способов пове-
дения;
15. способность принимать решения и нести ответственность за них;
16. способность к совместной работе ради достижения цели;
17. способность слушать других людей и принимать во внимание их
мнения.
Технические требования для проведения занятий курса: компьютерный
класс на 10–12 слушателей, компьютер учителя, не менее 4-х базовых на-

4. 12
боров конструкторов LEGO Mindstorms NXT 2.0 или EV3, дополнительные
датчики.
Пример учебного плана курса «Робототехника»
Цель: Изучение основ конструирования и программирования мобиль-
ных роботов.
Категория слушателей: учащиеся 6–11 классов средних образователь-
ных учреждений.
Срок обучения: 128 часов на учебный год
Форма обучения: очная
Режим занятий: 4 час в неделю
№
п/п
Наименование разделов
и дисциплин
Всего
часов
В том числе:
Лекции Практические
занятия
1. Введение в робототехнику 2 2
2. Знакомство с конструктором
LEGO Mindstorms NXT 2.0
2 2
3. Основы конструирования 10 10
4. Датчики 2 2
5. Автономное программиро-
вание
14 2 12
6. Программирование в среде
NXT-G
20 2 18
7. Решение прикладных задач 78 78
Итого 128 10 118
Литература:
1. Равен, Дж. Компетентность в современном обществе / Дж. Равен. – Москва : Когито-
Центр, 2002. – 396 с.
2. Нетесова, О.С. Методические особенности реализации элективного курса по робо-
тотехнике на базе комплекта LEGO Mindstorms NXT 2.0 / О.С. Нетесова // Инфор-
матика и образование. – 2013. – № 7. – С. 74–76.
3. Официальный сайт Lego Mindstorms NXT [Электронный ресурс]. – Режим доступа :
http://mindstorms.lego.com/ (дата обращения : 21.05.2013).

5. 13
Модель внедрения элементов робототехники
в образовательный процесс школы
Т.Т. Газизов, О.С. Нетесова, А.Н. Стась
Томский государственный педагогический университет
В настоящее время на рынке труда одними из самых востребованных
являются инженерные кадры высокого профессионального уровня, поэто-
му необходимость популяризации профессии инженера очевидна. Быстро
растущая потребность создания роботизированных систем, используемых
в экстремальных условиях, на производстве и в быту, предполагает, что
даже обычные пользователи должны владеть знаниями в области робото-
техники. Изучение таких знаний позволит учащимся получить опыт позна-
вательной и творческой деятельности; понять смысл основных научных
понятий и законов физики, усвоить взаимосвязи между ними. При этом
особая роль отводится школьной робототехнике [1]. В связи с этим нужна
новая модель внедрения элементов робототехники в образовательный про-
цесс. Несмотря на явную актуальность этой тематики, в настоящее время
наблюдается информационный дефицит у учащихся. Средством воспол-
нения информационного дефицита у учащихся в общеобразовательных
учреждениях становятся элективные курсы, которые играют важную роль
в профессиональном самоопределении старшеклассников. Подобные кур-
сы связаны с удовлетворением индивидуальных потребностей каждого
учащегося, его склонностями и интересами [2]. Именно поэтому эффек-
тивность использования элективных курсов при обучении робототехники
достаточно велика. Процесс реализации элективного курса может быть
реализован разными методами. В данной работе предлагается рассмотреть
основные методы и создать на их основе новый комбинированный метод
и апробировать его на одном из разделов разработанного элективного курса.
Цель работы – создать новую модель внедрения элементов робототехни-
ки в образовательный процесс, отличающуюся от существующих наличием
уникального элективного курса и комбинированного метода её реализации,
включающего метод проектов, метод портфолио, метод взаимообучения,
модульный метод, метод проблемного обучения.
Содержание тем элективного курса по конструированию и программи-
рованию роботов зависит от материальной базы. Одной из таких матери-
альных баз может стать комплект конструктора Lego Mindstorms NXT 2.0,
в состав которого входят такие основные элементы, как блок NXT, серво-
моторы и датчики (два датчика касания, ультразвуковой датчик и датчик
цвета/света) [3]. Для расширения комплекта можно использовать ресурсный
набор, состоящий из дублирующих и дополнительных деталей. Программ-
ное обеспечение для комплектов Lego Mindstorms NXT 2.0 представлено
широким спектром сред программирования. В состав самого комплекта уже
входит оригинальная графическая среда программирования NXT-G (рис. 1),
позволяющая вовлечь в конструирование и программирование роботов даже
учащихся начальных классов. Среда программирования Robolab (рис. 2)

6. 14
также может быть использована при работе с учащимися младших классов.
А среды программирования RobotC (рис. 3), NXC и LabVIEW (рис. 4) рас-
считаны на учащихся от 14 лет и старше [1].
Ниже представлен пример учебного плана элективного курса по конст-
руированию и программированию роботов первого года обучения (автор –
ассистент кафедры информатики ФМФ ТГПУ О.С. Нетесова). Цель курса –
изучение основ конструирования и программирования роботов на базе ком-
плекта Lego Mindstorms NXT 2.0. Категория слушателей – учащиеся 6–11-х
классов средних образовательных учреждений. Срок обучения – 128 ч на
учебный год. Форма обучения – очная. Режим занятий 4 ч в неделю. Курс
включает 7 разделов:
1. Введение в робототехнику. Понятие робот. Этапы развития робото-
техники. Классификация робототехнических конструкций. Основные эле-
менты современных конструкций роботов и их функциональное назна-
чение.
2. Знакомство с конструктором LEGO Mindstorms NXT 2.0. Блок NXT
и его функции. Динамик. Экран. Датчики (касания, ультразвуковой, цвета/
света). Порты подключения и соединительные кабели. Принципы крепле-
ния деталей конструктора.
3. Основы конструирования. Ножницы и механический манипулятор.
Механическая передача. Редуктор. Сервопривод. Одномоторная и полно-
приводная тележки. Тележка с изменением передаточного отношения.
4. Дополнительные датчики и возможности их использования в конст-
рукции роботов. Датчик освещенности. Датчик цвета. Датчик звука. Датчик
температуры. Датчик угла наклона. Гироскопический датчик и инфракрас-
ное излучение.
5. Автономное программирование. Понятие алгоритма. Понятие про-
граммы. Линейный алгоритм. Постусловие и цикличность. Описание бло-
ков автономного алгоритма. Алгоритм движения по кругу, вперед назад,
по квадрату и «восьмеркой». Запуск и отладка программы.
6. Программирование в среде NXT-G. Стартовое окно Lego Mindstorms
NXT. Интерфейс программы. Главное меню. Панель команд. Настройка па-
раметров команд. Запуск и отладка программы. Ветвление (блок принятия
решения). Цикл с параметром. Цикл с постусловием. Цикл и прерывание.
Подпрограмма. Работа с переменными. Использование блока «случайное
число».
7. Решение прикладных задач. Конкурсы, проводимые в России и за ру-
бежом, и их регламент. Подготовка роботов к соревнованиям: движение по
черной линии, движение по инверсной линии, кегельринг, лабиринт, лаби-
ринт с препятствиями, сумо, ступеньки, сортировка. Моделирование, конст-
руирование и программирование роботов по заданным функциональным
возможностям.

7. 15
Рис. 1. Среда программирования NXT-G Рис. 2. Среда программирования Robolab
Рис. 3. Среда программирования NXC Рис. 4. Среда программирования LabVIEW
Целесообразными методами, используемыми в процессе реализации
элективного курса по конструированию и программированию роботов яв-
ляются: метод проектов, метод портфолио, метод взаимообучения, модуль-
ный метод и метод проблемного обучения.
Е.С. Полат трактует метод проектов как способ достижения дидактиче-
ской цели через детальную разработку проблемы, которая должна завер-
шиться вполне реальным, осязаемым практическим результатом, оформлен-
ным тем или иным образом [4]. Использование метода проектов позволяет
развивать познавательные и творческие навыки учащихся при разработке
конструкций роботов по заданным функциональным особенностям для ре-
шения каких-либо социальных и технических задач. Самостоятельная рабо-
та над техническим проектом дисциплинирует учащихся, заставляет мыс-
лить критически и дает возможность определить учащемуся свою роль
в команде. Работа над проектом разработки модели робота предполагает два
взаимосвязанных направления: конструирование и программирование, таким
образом, учащийся имеет возможность самостоятельного выбора сферы дея-
тельности.
По мнению И.А. Фатеевой, «портфолио» является достаточно важным
проектом в процессе обучения, т.к. во время его разработки обучающийся
осмысливает свои достижения, осознает возможности и формирует собст-
венное отношение к получившимся результатам [5]. Метод портфолио пред-
полагает формирование структурированной папки, в которую помещают

8. 16
уже завершенные и специально оформленные работы. Они позволяют от-
разить образовательную биографию и уровень достижений ученика или
группы учащихся. Этот метод помогает при формировании докладов на
конференции школьников, при разработке модели робота для выступления
на соревнованиях различного уровня, при разработке плана на учебный
период и т.д.
Метод взаимообучения своими истоками уходит в коллективный способ
обучения. По мнению В.К. Дьяченко, обучение есть общение обучающих
и обучаемых. Вид общения определяет и организационную форму обуче-
ния. Исторический анализ показывает, что развитие способов обучения
основывалось на применении различных видов общения [6]. На занятиях
элективного курса по конструированию и программированию роботов ме-
тод взаимообучения реализуется учениками самостоятельно, иногда даже
без участия учителя. Разобравшись в решении какой-либо конструктор-
ской задачи, учащиеся с удовольствием делятся своими знаниями с теми,
кто испытывает затруднения при решении подобных задач. Таким образом,
может сложиться ситуация, в которой учащиеся обучают самого учителя,
что положительно влияет как на самооценку учащихся, так и на отношения
с учителем.
П.А. Юцявичене отмечает, что сущность метода модульного обучения
состоит в том, что обучающийся более самостоятельно может работать
с предложенной ему индивидуальной программой, включающей в себя
целевой план действий, банк информации и методическое руководство по
достижению поставленных дидактических целей [7]. В основе инвариант-
ных программ, являющихся важным компонентом модульного обучения,
лежат модули, представляющие собой профессионально значимые дейст-
вия (учебные элементы). Достоинствами модульной системы являются гиб-
кость, вариативность, возможность ее адаптации к изменяющимся условиям
[8]. Таким образом, целесообразно содержание элективного курса по конст-
руированию и программированию роботов разбить на следующие модули:
основы конструирования, программирование и решение прикладных задач.
Формирование структуры модулей может иметь циклический характер,
т.е. повторение тематики модулей через короткие промежутки времени (от
недели до 2 мес.) или длинные промежутки времени (в пределах учебного
года). В темах конструирования и программирования одного временного
периода удобно рассматривать задачи единых проектов, чтобы у учащихся
сформировалось целостное представление о реализации той или иной мо-
дели робота.
Под проблемным обучением В. Оконь понимает совокупность таких дейст-
вий, как организация проблемных ситуаций, формулирование проблем, оказа-
ние ученикам необходимой помощи в решении проблем, проверка правиль-
ности решений и руководство процессом систематизации и закрепления при-
обретенных знаний [9]. Метод проблемного обучения основан на создании
проблемной мотивации и требует особого конструирования дидактического
содержания материала, который должен быть представлен как цепь проблем-
ных ситуаций. Этот метод позволяет активизировать самостоятельную дея-

9. 17
тельность учащихся, направленную на разрешение проблемной ситуации, в ре-
зультате чего происходит творческое овладение знаниями, навыками, умения-
ми и развитие мыслительных способностей. Практически каждую задачу, ре-
шаемую в процессе конструирования и программирования роботов, можно
представить в качестве проблемной ситуации [10]. Активизируя творческое
и критическое мышление, учащиеся способны оптимизировать собственное
решение задачи.
В результате анализа рассмотренных методов был предложен комбини-
рованный метод, представляющий совокупность нескольких методов обу-
чения. Использование этого метода в учебном процессе для реализации
элективного курса конструирования и программирования роботов позволи-
ло создать новую модель внедрения элементов робототехники в образова-
тельный процесс. На сегодня данная модель состоит из двух модулей.
Модуль 1: элективный курс (является дополнением к основному курсу
и дает возможность углубить знания учащегося в интересном для него на-
правлении).
Модуль 2: комбинированный метод (объединяет преимущества метода
проектов, метода портфолио, метода взаимообучения, модульного метода,
метода проблемного обучения). В результате использования данной модели
были организованы и проведены следующие мероприятия:
1. «Зимняя роботошкола», Томский физико-технический лицей. Целевая
аудитория: 3–7-е классы.
2. Элективный курс «Робототехника», Томский физико-технический ли-
цей. Целевая аудитория: 7-е и 8-е классы (две возрастные группы).
3. Курсы повышения квалификации для учителей «Основные концеп-
ции образовательной робототехники», Томский государственный педаго-
гический университет. Целевая аудитория: научно-педагогические кадры
общего образования г. Северска.
4. «Летняя школа по физике-2013», направление «Робототехника», Центр
дополнительного физико-математического и естественнонаучного образова-
ния ТГПУ. Целевая аудитория: учащиеся среднего звена общеобразователь-
ных учреждений.
Таким образом, в данной работе рассмотрены особенности преподава-
ния элективного курса «Конструирование и программирование роботов»
в общеобразовательной школе. Авторами предложена новая модель вне-
дрения элементов робототехники в образовательный процесс и представ-
лены результаты её использования на примере учебных учреждений Том-
ской области. На сегодня эта модель включает только два модуля, но может
быть расширена в будущем дополнительными модулями, например за счет
использования технологических карт и индивидуальных образовательных
траекторий.
Литература:
1. Филиппов, С.А. Робототехника для детей и родителей / С.А. Филиппов. – Санкт-
Петербург : Наука, 2011. – С. 263.

10. 18
2. Загвязинский, В.И. Теория обучения: Современная интерпретация : учеб. пособие
для вузов / В.И. Загвязинский. – 3-е изд., испр. – Москва : Академия, 2006. – С. 192.
3. Официальный сайт Lego Mindstorms NXT [Электронный ресурс]. – Режим доступа :
http://mindstorms.lego.com/ (дата обращения : 24.05.2013).
4. Современные педагогические и информационные технологии в системе образования :
учеб. пособие / Е.С. Полат, М.Ю. Бухаркина. – 3-е изд., стер. – Москва : Академия,
2010. – С. 368.
5. Фатеева, И.А. Метод «портфолио» как приоритетная инновационная технология
в образовании: преемственность между средней школой и вузом / И.А. Фатеева,
Т.Н. Канатникова // Молодой ученый. – 2012. – № 12. – С. 526–528.
6. Дьяченко, В.К. Сотрудничество в обучении / В.К. Дьяченко. – Москва : Просвеще-
ние, 1991. – С. 192.
7. Юцявичене, П.А. Теория и практика модульного обучения / П.А. Юцявичене. –
Каунас, 1989. – С. 272.
8. Данильсон, Т.С. Модульно-деятельностный подход в обучении физике / Т.С. Даниль-
сон, Е.А. Румбешта / Т.С. Данильсон // Вестник Том. гос. пед. ун-та. – 2010. – № 10. –
С. 35–38.
9. Оконь, В. Основы проблемного обучения / пер. с польск. – Москва : Просвещение,
1968. – С. 208.
10. Технология прямого поиска при решении задач прикладной математики / В.А. Архи-
пов, С.С. Бондарчук, И.Г. Боровской, А.А. Шелупанов // Вычислительные техноло-
гии. – 1995. – Т. 4. – № 10. – С. 19.

11. 19
Рабочая программа по внеурочной деятельности
«В мире робототехники» (5–6 класс)
О.С. Нетесова
Томский государственный педагогический университет
Пояснительная записка.
Программа разработана на основе Федерального государственного об-
разовательного стандарта основного общего образования (приказ Мин. обр
и науки РФ от «17» декабря 2010 г. № 1897), Примерных программ вне-
урочной деятельности (начальное и основное общее образование), с уче-
том Фундаментального ядра содержания общего образования и Концеп-
ции духовно-нравственного развития и воспитания личности гражданина
России.
Цель учебной программы: повышение интереса школьников к фунда-
ментальным физико-математическим и естественнонаучным дисциплинам,
развитие творческого потенциала, инженерного мышления и авторской по-
зиции ребёнка через разработку и создание собственных робототехниче-
ских конструкций, обучение основам алгоритмизации и программирования
с использованием робота Lego Mindstorms NXT.
Задачи учебной программы:
• развивать творческие способности и логическое мышление обучаю-
щихся;
• развивать умение выстраивать гипотезу и сопоставлять с полученным
результатом;
• развивать умения работать по предложенным инструкциям для сборки
моделей;
• развивать умения творчески подходить к решению задачи;
• развивать применение знаний из различных областей знаний.
• содействие в формировании целостного представления о мире, основан-
ного на приобретенных знаниях, умениях и способах деятельности;
• приобретение опыта исследовательской и проектной деятельности в об-
ласти робототехники, опыта познания и самопознания;
• развивать логическое мышление, пространственное воображение, сло-
варный запас технической направленности и интерес к инженерным
робототехническим специальностям;
• воспитывать умение аргументировано доказывать свою точку зрения
и навыки работы в команде;
• содействие в формировании устойчивого интереса к техническому твор-
честву.
Ведущая педагогическая идея, положенная в основу программы заключа-
ется в создании необходимых условий для развития возможностей школьни-
ков в области технического творчества, моделирования и программирования
роботов на базе специального оборудования и проведении предпрофильной
подготовки учащихся, выбравших техническое направление.

12. 20
Образовательная робототехника – одно из нововведений дополнительно-
го образования в России. Изучение курса робототехники позволяет учащим-
ся в увлекательной форме за короткий промежуток времени освоить эле-
менты мехатроники, искусственного интеллекта, алгоритмизации и про-
граммирования, а так же развивать творческий потенциал и навыки работы
в команде. Учащиеся курса «В мире робототехники» проявляют осознан-
ный интерес к таким общеобразовательным предметам как физика, матема-
тика и информатика.
Курс рассчитан на 72 часа. Реализуется в течение учебного года. Заня-
тия проводятся один раз в неделю. Продолжительность каждого занятия –
2 академических часа.
Программа рассчитана на детей 12–13 лет (учащихся 6 классов).
Место проведения занятий: аудитории и лаборатории корпусов № 2
и № 2Б ТГПУ (Центр дополнительного физико-математического и естест-
веннонаучного образования ТГПУ).
Содержание, методы и формы обучения.
Содержание программы подобрано с учетом возрастных особенностей
обучающихся и ориентировано, прежде всего, на удовлетворение естест-
венного детского любопытства в процессе познания и желания «пощупать»
все своими руками, поэкспериментировать. Поэтому большая часть време-
ни уделяется практической деятельности школьников – конструированию
и моделированию механизмов и мобильных роботов на базе конструктора
LEGO Mindstorms NXT 2.0. Основной акцент делается на активные формы
обучения (игровая деятельность, беседа, соревнование, творческая лабора-
тория и т.п.). Практическая работа осуществляется в парах или небольших
группах. Реализация программы базируется на принципах развивающего
обучения, деятельностного подхода, проблемно-поисковых методах обуче-
ния. В процессе обучения активно используются мультимедийные средства
обучения, разнообразные средства наглядности, демонстрационное и лабо-
раторное оборудование.
Психолого-педагогические принципы, на основе которых построено
содержание программы.
Принцип согласованности требований в части отражения новых ценно-
стных ориентиров образования; направленности на достижение предмет-
ных, метапредметных и личностных результатов обучения; выстраивания
деятельностной парадигмы обучения; формирования социальных компетен-
ций обучающихся и т.д.
Принцип научности, отражающий тенденции современного научного
знания с акцентом на изучении способов получения, анализа и интерпре-
тации информации.
Принцип концептуальности и комплексности, представляющий струк-
турные компоненты Примерных программ как систему функционально свя-
занных между собой элементов.
Принцип последовательности и систематичности, обеспечивающий
последовательную (непрерывную) логику разворачивания содержания обра-
зования, движение от частного к общему.

13. 21
Принцип доступности, при котором представление содержания в рам-
ках программы осуществляется с учетом дифференцированного подхода
(в том числе уровневой дифференциации) и вариативности системы освое-
ния учебного материала (включая способы деятельности); следования логи-
ке от известного к неизвестному, от легкого к трудному и определяется не
упрощением материала, подлежащего усвоению, а предоставлением систем
поиска и освоения (постижения) нового знания; доступность базируется на
организации познавательной деятельности, сообразной зоне ближайшего
развития ребенка.
Принцип сознательности и активности, предполагающий определение
и отражение условий, способствующих формированию активного отношения
обучающихся к поставленным учебным задачам, в т.ч. возможность постанов-
ки собственных задач, выход за рамки алгоритма и «учебной заданности».
Принцип связи теории и практики, рассматривающий практику как
форму применения теории, а практическую применимость – не только как
критерий обученности, но и как инструмент обучения.
Принцип природосообразности, дающий представление о возрасте не
только как биологическом, но и как о социальном и культурозависимом
феномене.
Ожидаемые результаты обучения по программе внеурочной дея-
тельности «В мире робототехники»:
• повышение интереса обучающихся к техническому творчеству;
• активизация познавательной деятельности обучающихся в робототех-
ники;
• совершенствование представления обучающихся о роботизированных
системах и принципах их конструирования;
• владение терминологией в рамках изученных разделов образовательной
робототехники.
№ Уровень результатов Формы достижения результатов
во внеурочной деятельности
1. Приобретение социальных знаний,
понимания социальной реальности
и повседневной жизни.
Беседа, игра, групповая исследователь-
ская и экспериментальная деятельность.
2. Формирование позитивного отношения
к базовым ценностям нашего общества
и к социальной реальности в целом.
Беседа, игра, групповая исследователь-
ская и экспериментальная деятельность.
3. Приобретение опыта самостоятельного
социального действия.
Самостоятельная исследовательская,
экспериментальная и проектная дея-
тельность.
Формы подведения итогов работы
• Тестирование (входное, текущее)
• Зачёты (в форме защиты проектов, участия в соревнованиях, выставках
и конкурсах)
• Решение задач на конструирование и программирование роботов на базе
конструктора Lego Mindstorms NXT 2.0.

14. 22
Содержание программы (72 ч.)
Перечень разделов
и тем
Кол-во
часов
Содержание тем Формируемые
и развиваемые УУД
Раздел 1. Введение
в робототехнику
2
Тема 1. Робот и робо-
тотехника
1 Понятия робот и робото-
техника. Современные
роботизированные
системы.
Личностные, регуля-
тивные, познаватель-
ные, коммуникативные.
Тема 2. История раз-
вития робототехники
1 Механические роботы.
Современные роботы.
Личностные, регуля-
тивные, познаватель-
ные, коммуникативные.
Раздел 2. Основы
конструирования
22
Тема 1. Знакомство
с конструктором
1 Ознакомление с конст-
руктором. Названия
и назначения деталей.
Изучение типовых
соединений деталей.
Личностные, регуля-
тивные, познаватель-
ные, коммуникативные.
Тема 2. Конструкция
и ее свойства
1 Основные свойства конст-
рукции при ее построении.
Работа с технологически-
ми картами. Создание
простейших конструкций
и механизмов.
Личностные, регуля-
тивные, познаватель-
ные, коммуникативные.
Тема 3. Механизмы
и классификация
2 Понятие о простых ме-
ханизмах и их разновид-
ностях. Основные опре-
деления. Рычаг и его
применение. Правило
равновесия рычага.
Личностные, регуля-
тивные, познаватель-
ные, коммуникативные.
Тема 4. Рычаги 2 Конструирование рычаж-
ных механизмов (качели,
колодец «Журавль») По-
строение сложных моде-
лей по теме «Рычаги».
Личностные, регуля-
тивные, познаватель-
ные, коммуникативные.
Тема 5. Блоки 2 Блоки, их виды. Приме-
нение блоков в технике.
Построение сложных
моделей по теме «Блоки»
(подъемный кран).
Личностные, регуля-
тивные, познаватель-
ные, коммуникативные.
Тема 6. Ременная
передача
2 Виды ременных передач,
основные определения.
Применение и построе-
ние ременных передач
в технике.
Личностные, регуля-
тивные, познаватель-
ные, коммуникативные.
Тема 7. Зубчатая
передача
2 Зубчатые передачи, их ви-
ды. Применение зубчатых
передач в технике. Зубча-
тые передачи под углом
90°. Реечная передача.
Личностные, регуля-
тивные, познаватель-
ные, коммуникативные.

15. 23
Тема 8. Червячная
передача
2 Передаточное число,
его расчет. Изучение
червячной передачи,
ее свойств.
Личностные, регуля-
тивные, познаватель-
ные, коммуникативные.
Тема 9. Четырех-
колесная тележка
2 Конструирование четы-
рехколесной и гусенич-
ной тележки. Особенно-
сти перемещения четы-
рехколесной тележки.
Личностные, регуля-
тивные, познаватель-
ные, коммуникативные.
Тема 10. Трехколес-
ная тележка
2 Конструирование трех-
колесной тележки. Флю-
герное колесо. Особен-
ности перемещения
трехколесной тележки.
Личностные, регуля-
тивные, познаватель-
ные, коммуникативные.
Тема 11. Датчики 4 Считывание информации
об окружающей среде
с помощью датчиков.
Использование датчиков
при решении задач мо-
делирования. Калибров-
ка датчиков.
Личностные, регуля-
тивные, познаватель-
ные, коммуникативные.
Раздел 3. Програм-
мирование
22
Тема 1. Алгоритм.
Основные структуры
алгоритма
2 Понятие алгоритм, ос-
новные структуры алго-
ритма, система команд
исполнителя, среда про-
граммирования, языки
программирования.
Личностные, регуля-
тивные, познаватель-
ные, коммуникативные.
Тема 2. Автономное
программирование
2 Составление программ
с помощью встроенной
в блок NXT среды. Про-
граммирования датчиков.
Калибровка датчиков.
Личностные, регуля-
тивные, познаватель-
ные, коммуникативные.
Тема 3. Среда про-
граммирования
2 Интерфейс среды про-
граммирования. Основ-
ные функции и команды.
Личностные, регуля-
тивные, познаватель-
ные, коммуникативные.
Тема 4. Простая
программа
2 Составление программы
«Движение вперед, назад,
поворот». Поворот на 90,
180, 270 и 360 градусов.
Личностные, регуля-
тивные, познаватель-
ные, коммуникативные.
Тема 5. Программи-
рование звуков
и изображения
2 Составление программ
с использованием звуков
и изображений из биб-
лиотеки. Составление
программ, содержащих
условие.
Личностные, регуля-
тивные, познаватель-
ные, коммуникативные.
Тема 6. Конструиро-
вание и программи-
рование захвата
4 Решение задач на конст-
руирование и программи-
рование моделей роботов
с использованием захвата.
Составление программ,
содержащих цикл.
Личностные, регуля-
тивные, познаватель-
ные, коммуникативные.

16. 24
Тема 7. Программи-
рование датчиков
8 Решение задач на конст-
руирование и програм-
мирование моделей ро-
ботов с использованием
датчиков.
Личностные, регуля-
тивные, познаватель-
ные, коммуникативные.
Раздел 4. Решение
задач на конструи-
рование и програм-
мирование
24
Тема 1. Движение
по линии
8 Решение задачи движе-
ния по линии с исполь-
зованием одного датчика
цвета.
Личностные, регуля-
тивные, познаватель-
ные, коммуникативные.
Тема 2. Лабиринт 8 Решение задачи прохож-
дения лабиринта с ис-
пользованием одного
датчика расстояния,
с использованием одного
датчика касания.
Личностные, регуля-
тивные, познаватель-
ные, коммуникативные.
Тема 3. Гонка по пе-
ресеченной местности
8 Решение задачи прохож-
дения по трассе из веток
и камней по регламенту.
Личностные, регуля-
тивные, познаватель-
ные, коммуникативные.
Итоговое
(контрольное)
занятие
2
Итого 72

17. Календарно-тематическоепланирование
№
п/п
Датапо
плану
Датафак-
тич.про-
вед.сука-
занием
причины
корректи-
ровки
даты
Темазанятия
Кол-во
часов
Типзанятия
Формыпроведения
занятия
Видыдеятельности
обучающихся
Средства
наглядности
1.Раздел1.Введениевробототехнику(2ч.)
1.1.Тема1.Понятия
роботиробототех-
ника.Современные
роботизированные
системы.
11ч.–открытие
новогознания.
ИнтерактивнаябеседаРаботасинформацией,
наблюдение,сравнение,
обсуждение.
Фрагментывидео-
фильмов,печатный
раздаточныймате-
риал.
1.2.Тема2.История
развитияробото-
техники.
11ч.–открытие
новогознания.
Интерактивнаябеседа
Игра«Историяразвития
робототехники»
Работасинформацией,
наблюдение,сравнение,
обобщение,формулировка
вопросов.
Презентационный
материал,печатный
раздаточныймате-
риал.
2.Раздел2.Основыконструирования(22ч.)
2.1.Тема1.Знакомство
сконструктором.
21ч.–открытие
новогознания,
1ч.–закрепле-
ниеновогозна-
ния.
Беседа«Деталиконструк-
тора»
Игра«Третий-лишний»
Игра«Самаядлиннаяцепь»
Работасинформацией,
составлениеконспекта,
наблюдение,сравнение,
обсуждение,составление
вопросов.
Демонстрационный
иматериалдеталей
конструктора,пе-
чатныйраздаточный
материал.
2.2.Тема2.Конструк-
цияиеесвойства.
21ч.–открытие
новогознания,
1ч.–закрепле-
ниеновогозна-
ния.
Интерактивнаябеседа«Ка-
кимибываютконструкции»
Практическаяработапо
технологическимкартам.
Игра«Самаябольшая
устойчиваяконструкция»
Работасинформацией,
наблюдение,сравнение,
обсуждение.
Демонстрационный
иматериалдеталей
конструктора,пе-
чатныйраздаточный
материал.
2.3.Тема3.Механизмы
иихклассифика-
ция
21ч.–открытие
новогознания,
1ч.–закрепле-
ниеновогозна-
ния.
Интерактивнаябеседа,Игра
«Простыемеханизмыиих
применение»,Практическая
работапотехнологическим
картам.Игра«Ножницы»
Работасинформацией,
составлениеконспекта,
наблюдение,сравнение,
обсуждение.
Презентационные
материалы,печат-
ныйраздаточный
материал.

18. 26
2.4.Тема4.Рычаги21ч.–открытие
новогознания,
1ч.–закрепле-
ниеновогозна-
ния.
Интерактивнаябеседа,Игра
«Рычажныемеханизмы»,
Практическаяработапо
технологическимкартам.
Работасинформацией,
составлениеконспекта,
наблюдение,сравнение,
обсуждение.
Презентационные
материалы,Интер-
нет,печатныйразда-
точныйматериал.
2.5.Тема5.Блоки21ч.–открытие
новогознания,
1ч.–закрепле-
ниеновогозна-
ния.
Интерактивнаябеседа,Игра
«Блокивнашейжизни»,
Практическаяработапо
технологическимкартам.
Работасинформацией,
составлениеконспекта,
наблюдение,сравнение,
обсуждение.
Презентационные
материалы,печат-
ныйраздаточный
материал.
2.6.Тема6.Ременная
передача
21ч.–открытие
новогознания,
1ч.–закрепле-
ниеновогозна-
ния.
Интерактивнаябеседа,
Практическаяработапо
технологическимкартам.
Демонстрационныйэкспе-
римент.
Работасинформацией,
составлениеконспекта,
наблюдение,сравнение,
обсуждение,моделирова-
ние,проведениеэкспери-
мента.
Презентационные
материалы,Интер-
нет,печатныйразда-
точныйматериал.
2.7.Тема7.Зубчатая
передача
21ч.–открытие
новогознания,
1ч.–закрепле-
ниеновогозна-
ния.
Интерактивнаябеседа,
Практическаяработапо
технологическимкартам.
Демонстрационныйэкспе-
римент.
Работасинформацией,
составлениеконспекта,
наблюдение,сравнение,
обсуждение,моделирова-
ние,проведениеэкспери-
мента.
Презентационные
материалы,Интер-
нет,печатныйразда-
точныйматериал.
2.8.Тема8.Червячная
передача
21ч.–открытие
новогознания,
1ч.–закрепле-
ниеновогозна-
ния.
Интерактивнаябеседа,
Практическаяработапо
технологическимкартам.
Демонстрационныйэкспе-
римент.
Работасинформацией,со-
ставлениеконспекта,на-
блюдение,сравнение,об-
суждение,моделирование,
проведениеэксперимента.
Презентационные
материалы,Интер-
нет,печатныйразда-
точныйматериал.
2.9.Тема9.Четырех-
колеснаятележка
21ч.–открытие
новогознания,
1ч.–закрепле-
ниеновогозна-
ния.
Интерактивнаябеседа,
Практическаяработапо
технологическимкартам.
Работасинформацией,со-
ставлениеконспекта,на-
блюдение,сравнение,об-
суждение,моделирование,
проведениеэксперимента.
Презентационные
материалы,Интер-
нет,печатныйразда-
точныйматериал.
2.10.Тема10.Трехко-
леснаятележка
21ч.–открытие
новогознания,
1ч.–закрепле-
ниеновогозна-
ния.
Интерактивнаябеседа,
Практическаяработапо
технологическимкартам.
Работасинформацией,со-
ставлениеконспекта,на-
блюдение,сравнение,об-
суждение,моделирование,
проведениеэксперимента.
Презентационные
материалы,Интер-
нет,печатныйразда-
точныйматериал.

19. 27
2.11.Тема11.Датчики.41ч.–открытие
новогознания,
3ч.–закрепле-
ниеновогозна-
ния.
Интерактивнаябеседа,
Практическаяработапо
технологическимкартам.
Демонстрационныйэкспе-
римент.
Работасинформацией,со-
ставлениеконспекта,на-
блюдение,сравнение,об-
суждение,моделирование,
проведениеэксперимента.
Презентационные
материалы,Интер-
нет,печатныйразда-
точныйматериал.
3.Раздел3.Программирование(22ч.)
3.1.Тема1.Алгоритм.
Основныеструкту-
рыалгоритма.
21ч.–открытие
новогознания,
1ч.–закрепле-
ниеновогозна-
ния.
Интерактивнаябеседа,
Игра«Алгоритм»,Решение
задачнасоставлениеалго-
ритма.
Работасинформацией,
составлениеконспекта,
наблюдение,сравнение,
обсуждение,моделирова-
ниеипрограммирование
Презентационные
материалы,Интер-
нет,печатныйразда-
точныйматериал.
3.2.Тема2.Автоном-
ноепрограммиро-
вание
21ч.–открытие
новогознания,
1ч.–закрепле-
ниеновогозна-
ния.
Интерактивнаябеседа,
Решениезадачнасостав-
лениеалгоритма.
Практическаяработапо
технологическимкартам.
Решениезадачизсборника.
Работасинформацией,
составлениеконспекта,
наблюдение,сравнение,
обсуждение,моделирова-
ниеипрограммирование
Презентационные
материалы,Интер-
нет,печатныйразда-
точныйматериал.
3.3.Тема3.Средапро-
граммирования
21ч.–открытие
новогознания,
1ч.–закрепле-
ниеновогозна-
ния.
Интерактивнаябеседа,
Игра«Программирование
сблоками»
Составлениеконспекта
поплану.
Работасинформацией,
составлениеконспекта,
наблюдение,сравнение,
обсуждение,моделирова-
ниеипрограммирование
Презентационные
материалы,Интер-
нет,печатныйразда-
точныйматериал.
3.4.Тема4.Простая
программа
21ч.–открытие
новогознания,
1ч.–закрепле-
ниеновогозна-
ния.
Интерактивнаябеседа,
Практическаяработапо
технологическимкартам.
Решениезадачизсборника.
Работасинформацией,
составлениеконспекта,
наблюдение,сравнение,
обсуждение,моделирова-
ниеипрограммирование
Презентационные
материалы,Интер-
нет,печатныйразда-
точныйматериал.
3.5.Тема5.Програм-
мированиезвуков
иизображения
21ч.–открытие
новогознания,
1ч.–закрепле-
ниеновогозна-
ния.
Интерактивнаябеседа,
Практическаяработапо
технологическимкартам.
Решениезадачизсборника.
Работасинформацией,
составлениеконспекта,
наблюдение,сравнение,
обсуждение,моделирова-
ниеипрограммирование
Презентационные
материалы,Интер-
нет,печатныйразда-
точныйматериал.
3.6.Тема6.Конструи-
рованиеипро-
граммирование
захвата
41ч.–открытие
новогознания,
3ч.–закрепле-
ниеновогозна-
ния.
Интерактивнаябеседа,
Практическаяработапо
технологическимкартам.
Решениезадачизсборника.
Работасинформацией,
составлениеконспекта,
наблюдение,сравнение,
обсуждение,моделирова-
ниеипрограммирование
Презентационные
материалы,Интер-
нет,печатныйразда-
точныйматериал.

20. 28
3.7.Тема7.Програм-
мированиедатчи-
ков
83ч.–открытие
новогознания,
5ч.–закрепле-
ниеновогозна-
ния.
Интерактивнаябеседа,
Игра«Датчики»
Демонстрационный
эксперимент
Практическаяработапо
технологическимкартам.
Решениезадачизсборника.
Работасинформацией,
составлениеконспекта,
наблюдение,сравнение,
обсуждение,моделирова-
ниеипрограммирование
Презентационные
материалы,Интер-
нет,печатныйразда-
точныйматериал.
4.Раздел4.Решениезадачнаконструированиеипрограммирование
4.1.Тема1.Движение
почернойлинии
81ч.–открытие
новогознания,
7ч.–закрепле-
ниеновогозна-
ния.
Интерактивнаябеседа,
Практическаяработапо
технологическимкартам.
Творческаяпроектная
работа
Работасинформацией,
составлениеконспекта,
наблюдение,сравнение,
обсуждение,моделирова-
ниеипрограммирование
Презентационные
материалы,Интер-
нет,печатныйразда-
точныйматериал.
Тема2.Лабиринт87ч.–открытие
новогознания,
1ч.–закрепле-
ниеновогозна-
ния.
Интерактивнаябеседа,
Практическаяработапо
технологическимкартам.
Творческаяпроектная
работа
Работасинформацией,
составлениеконспекта,
наблюдение,сравнение,
обсуждение,моделирова-
ниеипрограммирование
Презентационные
материалы,Интер-
нет,печатныйразда-
точныйматериал.
Тема3.Гонка
попересеченной
местности
81ч.–открытие
новогознания,
7ч.–закрепле-
ниеновогозна-
ния.
Интерактивнаябеседа,
Практическаяработапо
технологическимкартам.
Творческаяпроектная
работа
Работасинформацией,
составлениеконспекта,
наблюдение,сравнение,
обсуждение,моделирова-
ниеипрограммирование
Презентационные
материалы,Интер-
нет,печатныйразда-
точныйматериал.
Итоговое
(контрольное)
занятие
2Обобщение,
систематизация
иоценказнаний.
ПроверочнаяработаРаботасконструктором
исредойпрограммирова-
ния
Печатныйраздаточ-
ныйматериал.

21. 29
Информационно-методическое обеспечение курса
1. Филиппов, С.А. Робототехника для детей и родителей / С.А. Филип-
пов. – Санкт-Петербург : Наука, 2011. – С. 263.
2. Официальный сайт Lego Mindstorms NXT [Электронный ресурс]. –
Режим доступа : http://mindstorms.lego.com/ – свободный.
3. Робототехника. Инженерно-технические кадры инновационной Рос-
сии [Электронный ресурс]. – Режим доступа : http://robosport.ru/ – свобод-
ный.
Материально-техническое обеспечение курса
Программа реализуется с использованием мультимедийного оборудова-
ния и конструктора LEGO Mindstorms NXT 2.0.

22. 30
Адаптивная методика оценки знаний
по основам робототехники
О.С. Нетесова, Р.К. Глухов
Томский государственный педагогический университет
Современное поколение является свидетелем стремительного развития
науки и техники. За последние триста лет человечество прошло путь от
простейших паровых машин до мощных атомных электростанций, овладе-
ло сверхзвуковыми скоростями полета, поставило себе на службу энергию
рек, создало огромные океанские корабли и гигантские землеройные ма-
шины, заменяющие труд десятков тысяч землекопов.
Эволюция современного общества и производства вызвала возникнове-
ние и развитие нового класса машин – роботов и соответствующего науч-
ного направления – робототехники, как прикладной науки, занимающейся
разработкой автоматизированных технических систем.
Современный уровень развития робототехники позволяет ставить и ре-
шать задачи создания новых устройств, которые освободили бы человека от
необходимости следить за производственным процессом и управлять им,
т.е. заменили бы собой оператора, диспетчера и т.д.
В настоящее время образовательная робототехника приобретает все
большую значимость и актуальность. Обучаемый должен ориентироваться
в окружающем мире как сознательный субъект, адекватно воспринимаю-
щий появление нового, умеющий ориентироваться в окружающем, посто-
янно изменяющемся мире, готовый непрерывно учиться.
В ходе освоения знаний по основам робототехники, за счет максимально-
го сближения учебной и познавательной деятельности возрастают познава-
тельные потребности обучающегося. Судить об этом можно на основе на-
блюдений за динамикой детского отношения к процессу познания и по росту
успешности основной учебной деятельности. Занятия направлены не только
на то, чтобы расширить кругозор обучающегося, но и развивать его познава-
тельные способности. Включаясь в процесс самостоятельной добычи и обра-
ботки новой информации, обучающийся не только приобретает новые зна-
ния, но и осваивает механизмы их самостоятельного получения.
Начиная с истоков применения компьютеров в учебном процессе, осо-
бое внимание уделялось контролю знаний. Технические средства обуче-
ния, а затем и компьютеры в первую очередь использовались именно для
проверки знаний учащихся [1]. И до настоящего времени, несмотря на
бурное развитие обучающих систем и других форм компьютерного обу-
чения, контролирующие (тестирующие) программы составляют половину
имеющихся в сети Интернет программ учебного назначения (универсаль-
ные и специализированные обучающие системы, электронные энциклопе-
дии, обучающие игры и т.д.) [1]. Проблемы компьютерного контроля зна-
ний (КЗ) обычно рассматриваются в двух аспектах: методическом и техни-
ческом. К методическим аспектам относятся: планирование и организация
проведения контроля; определение типов вопросов и отбор заданий для

23. 31
проверки знаний обучаемых; формирование набора вопросов и заданий для
опроса; определение критериев оценки выполнения каждого задания и кон-
трольной работы в целом и др. К техническим аспектам относятся: автома-
тическое формирование набора контрольных заданий на основе выбранного
подхода; выбор и использование в системе контроля параметров КЗ; выбор
алгоритмов для оценки знаний учащихся. Поэтому вопросы компьютерного
КЗ интересуют многих ученых, как педагогов, так и специалистов в области
информационных технологий. За последние тридцать лет были изучены
различные виды контроля; определены более десяти типов вопросов, их
компоненты и метаданные, используемые, как правило, при формировании
набора контрольных заданий; разработаны математические методы оценки
знаний учащихся и различные методы проведения контроля [2–4].
Таким образом, необходимо отметить, что существует ряд интересных
разработок, посвященных различным аспектам контроля знаний и осно-
ванных на современных достижениях науки и компьютерной техники. В то
же время, формирование набора заданий для КЗ осуществляется, обычно,
случайным образом; иногда учитывая параметры заданий; и лишь в от-
дельных случаях используется адаптивная выдача контрольных заданий на
базе модели обучаемого.
В настоящей статье делается попытка систематизировать и классифи-
цировать применяемые методы проведения контроля и модели оценивания
знаний обучаемых на основе модели адаптивного КЗ.
Профессором Л.А. Растригиным было предложено рассматривать процесс
обучения как процесс управления сложной системой. Аналогично можно
представить и процесс управления адаптивным контролем знаний (рис. 1).
Рис. 1. Модель адаптивного контроля знаний
Блок «Алгоритм контроля» выполняет следующие функции: анализ дея-
тельности обучаемого (проверка правильности его ответов и выполняемых
действий); управление процессом контроля знаний на основе выбранного
метода; определение результатов контроля, которое обычно сводится к вы-
ставлению оценки обучаемому.

24. 32
База знаний (БЗ) содержит методы и/или модели процесса контроля,
а также совокупность знаний предметной области. База данных (БД) включа-
ет наборы вопросов и задач, предназначенных для проверки знаний обучае-
мого и/или данные для формирования заданий. Контрольные задания могут
также генерироваться автоматически на основе БЗ. База данных и база знаний
совместно с моделью обучаемого образуют репозиторий системы контроля.
Модель обучаемого включает разнообразную информацию об обучаемом:
предысторию обучения; результаты текущей работы (тип выполненных зада-
ний, время выполнения заданий, число обращений за помощью и т.д.); лич-
ностные психологические характеристики (тип и направленность личности,
репрезентативную система, способность к обучению, уровень беспокойства-
тревоги, особенности памяти и др.); общий уровень подготовленности и дру-
гие [5].
Построитель вопросов и задач используется для формирования и выдачи
обучаемому очередного задания (вопроса или задачи). Контроль знаний
осуществляется следующим образом: обучаемый выполняет предложенное
задание, и результат его работы помещается в модель обучаемого. Блок
«Алгоритм контроля» на основе анализа ответа обучаемого, целей контроля
Z и используемого метода проведения контроля, учитывая внешние ресурсы
R1 (например, возможности системы контроля) и внутренние ресурсы обу-
чаемого R2 (например, время контроля), а также состояние среды Dx, опре-
деляет параметры задания, которое должно быть предложено обучаемому.
Построитель вопросов и задач, получив от «Алгоритма контроля» данные
о параметрах следующего задания, выбирает из БД и/или БЗ необходимую
информацию I, формирует текст задания и выдает его обучаемому. В про-
стейшем случае работа этого блока сводится к выбору нужного вопроса или
задачи из базы данных. При некоторых видах контроля (например, при те-
кущем КЗ или самопроверке) может быть предусмотрена обратная связь К,
которая состоит в выдаче комментария на ответ обучаемого.
Таким образом, для управления адаптивным контролем знаний необхо-
димо наличие: методов и моделей организации (проведения) контроля; мо-
делей определения и оценки знаний, умений и навыков обучаемого по ре-
зультатам выполнения контрольных заданий [5–6].
Методы проведения контроля и методы оценивания тесно взаимосвяза-
ны. В общем случае любая модель выставления оценки может быть ис-
пользована при любом методе проведения КЗ, за исключением моделей на
основе вероятностных критериев, которые предназначены лишь для час-
тично адаптивных и адаптивных методов организации контроля. С другой
стороны, простейшую модель выставления оценки и модель, учитываю-
щую время ответов, целесообразно применять только совместно с неадап-
тивными методами КЗ. Таким образом, при адаптивном контроле знаний
рекомендуется использовать модели на основе вероятностных критериев,
алгоритме основанном на вычислении оценок (АВО) или уровней усвое-
ния, а также метод линейно-кусочной аппроксимации.
По нашему мнению, в современные адаптивные системы обучения и кон-
троля знаний следует включать несколько различных методов и моделей,

25. 33
чтобы преподаватель имел возможность выбрать метод проведения контроля
и модель выставления оценки, отвечающие целям контроля и наиболее под-
ходящие для отдельного или группы обучаемых.
Общие принципы составления тестов с использованием разветв-
ленного алгоритма адаптивного контроля.
Разработка хорошей системы тестирования это очень трудоемкий про-
цесс, требующий четкой постановки задач пошагового алгоритма, и полно-
го описания требований к элементам теста. Перед началом работы необхо-
димо определиться со структурой теста, а также с типом и видом тестовых
заданий. Тест может быть составлен из вопросов закрытого типа с множе-
ственным выбором вариантов ответа.
Следующим этапом при разработке системы тестирования становится
уточнение разветвленного алгоритма Нормана Кроудера для использования
его в условиях адаптивного контроля. Требуется проработка переходов от
задания к заданию и определение уровней сложности вопросов, согласно
разработанной схеме разветвленного алгоритма тестирования (Рис. 2).
Рис. 2. Схема разветвленного алгоритма тестирования
Третий уровень сложности является средним уровнем. Если в процессе
решения был получен правильный ответ, то учащийся переходит к заданиям
более высокого уровня – четвертого. Если ученик не справляется с заданием
среднего уровня, то переход осуществляется к более простым заданиям, ре-
шив которые учащийся вновь возвращается на средний уровень нового бло-
ка. Если у учащегося возникают трудности при решении заданий четвертого
уровня, то ему дается возможность восполнить пробел в знаниях, решив за-
дание второго уровня. После чего он переходит на третий уровень нового
блока. Если трудностей при решении не возникло, то переход осуществля-
ется к более сложному – пятому уровню. В данной схеме разветвленного
алгоритма тестирования возможны только такие переходы между уровнями.
Рис. 3. Возможные пути прохождения блока
Количество блоков определяет количество прохождения цикла, состоя-
щего из трёх вопросов, согласно схеме.

26. 34
При составлении каждого тематического теста определялся тип цен-
трального вопроса, а также прописывались навыки, которые предполагает
проверять данный тест.
Следующим шагом является определение параметров изменения уров-
ня сложности заданий, в соответствие с этими параметрами описывалось
изменение заданий на каждом уровне.
В процессе разработки системы тестирования с использованием раз-
ветвленного алгоритма адаптивного контроля необходимо придерживаться
следующих принципов:
1. Тестовые задания должны быть однозначны и жестко формализованы.
Формализация дает возможность определить понятия узкого и широкого тес-
тов. Тест называется узким, когда выбран один типовой вопрос, который не
меняется от блока заданий к блоку заданий. Широкий тест состоит из разных
типов центрального вопроса. Широкие тесты могут составляться из узких.
2. Простота и сложность теста зависят от количества критериев (прове-
ряемых навыков). Простой тест проверяет 1–3 критерия, сложный – более
3 критериев. Первым критерием всегда служит проверка уровня развития
понятийного аппарата учащегося. Количество понятий ограничено темой.
Каждое понятие должно быть отражено в вопросах, при этом количество
вопросов на одно понятие не ограничено. Анализ развития понятийного
аппарата учащегося описывается составителем теста. Второй и последую-
щие критерии отвечают развитию навыков практической работы и также
ограничиваются темой теста.
3. Параметры изменения уровня сложности определяются разработ-
чиком теста и соответствуют критериям теста. Третий уровень сложности
должен отвечать типу центрального вопроса. Данный уровень рассчитан
на оценку «удовлетворительно». Оценку «хорошо» учащийся может полу-
чить, решая задания четвертого уровня сложности. Для того чтобы по-
лучить «отлично» ученику необходимо решать не только задания третьего
и четвертого уровней сложности, но и пятого – высшего уровня.
Литература:
1. Brusilovsky, P., Miller, P. Web-based testing for distance education / P. Brusilovsky,
P. Miller // WebNet'99. ngs of AACE World Conference of the WWW and Internet. –
Honolulu. – HI. – 1999. – P. 149–154.
2. Беспалько, В.П. Слагаемые педагогической технологии / В.П. Беспалько. – Москва :
Педагогика, 1989. – С. 192.
3. Зайцева, Л.В. Некоторые аспекты контроля знаний в дистанционном обучении /
Л.В. Зайцева // Сборник научных трудов 4-й международной конференции Образо-
вание и виртуальность. – 2000. – Харьков – Севастополь : УАДО, 2000. – С. 126–131.
4. Зайцева, Л.В., Прокофьева, Н.О. Проблемы компьютерного контроля знаний /
Л.В. Зайцева, Н.О. Прокофьева // Proceedings. IEEE International Conference on
Advanced Learning Technologies (ICALT 2002). 9–12 September 2002. Kazan, Tatrstan,
Russia, 2002. – P. 102–106.
5. Зайцева, Л.В. Модели и методы адаптации к учащимся в системах компьютерного обу-
чения / Л.В. Зайцева // Educational Technology & Society. – 2003. – Nr. 6 (3). – C. 204–212.
6. Растригин, Л.А., Эренштейн, М.Х. Адаптивное обучение с моделью обучаемого /
Л.А. Растригин, М.Х. Эренштейн. – Рига : Зинатне, 1986. – С. 160.

27. 35
Часть II
Лабораторный практикум
по образовательной робототехнике