Как построить урок труда в 5–6 классах с применением платформы «Кулибин»

Автор: Южаков Сергей Александрович

Организация: МАОУ «Лицей № 56»

Населенный пункт: Свердловская область, г. Новоуральск

С 1 сентября 2024 года в российских школах произошли значительные перемены. Предмет «Технология» вернул своё историческое название — «Труд (технология)», став обязательным для всех уровней образования. Однако суть этих изменений глубже простого переименования.

Внедрение модуля «Робототехника» в обязательную часть предмета «Труд (технология)» ставит перед учителем задачу не только содержательного, но и методического переосмысления урока. Прежде всего необходимо опереться на Федеральную рабочую программу. Для модуля «Робототехника» в 5–6 классах рекомендуется по 20 часов в год. Именно здесь на помощь приходит онлайн-платформа «Кулибин» — российская виртуальная цифровая образовательная среда, включённая в реестр отечественного программного обеспечения и позволяет выстроить занятия, полностью соответствующие требованиям ФГОС и Федеральной рабочей программы.

Программный продукт «Кулибин» представляет собой виртуальную 3D-среду для изучения робототехники через программирование цифрового двойника — робота «Омегабот». Обучающиеся программируют его с помощью интуитивного блочного языка, приобретая навыки в области алгоритмического программирования. При этом платформа не ограничивается стартовым уровнем: ученики могут плавно перейти к текстовому программированию на Python, готовясь к решению реальных профессиональных задач.

Функционал «Кулибина» соответствует тематическому планированию модуля «Робототехника» в соответствии с Федеральной рабочей программой по предмету Труд (Технология). Среда предоставляет собой цифрового 3D-робота с набором датчиков, соответствующих конфигурации физического робота «Омегабот» (датчики расстояния, линии, цвета и другие), программирование на основе блоков с возможностью перехода на Python, цифровые 3D-площадки, основанные на трассах соревнований Кубка РТК, включая следование по линии, решение лабиринтов, перемещение объектов и тестирование датчиков, сохранение и обмен программами между учениками и педагогами.

Теперь посмотрим, как построить урок на примере программирования работы датчиков. Организационный момент и актуализация занимают 5–7 минут: учитель кратко напоминает тему предыдущего занятия, ставит проблемный вопрос, например «Как заставить робота объехать препятствие?» или «Как робот понимает, где находится линия?», и демонстрирует на экране или интерактивной панели интерфейс платформы «Кулибин» и виртуального робота «Омегабот» — цифрового двойника физического набора; на этом этапе формируются познавательные УУД (формулирование проблемы) и коммуникативные УУД (включение в диалог). Далее следует постановка учебной задачи (3–5 минут), в ходе которой формулируется конкретная и понятная ученикам цель урока: учитель объявляет тему и практическую задачу, например «Сегодня мы научимся программировать движение робота по линии с использованием датчика», показывает на экране виртуальный полигон (трассу) и финишную зону, сообщает критерии успеха — робот должен пройти трассу за минимальное время без съезда с линии; методический комментарий подчёркивает, что задача должна быть конкретной и измеримой. При этом ученикам предлагается для самостоятельного решения проблема: «Робот едет по линии, но на повороте трассы съезжает с неё — как изменить алгоритм, чтобы он удерживался на линии на всех участках, включая повороты?»; обучающиеся выдвигают гипотезы (добавить условие проверки датчика, изменить скорость на повороте, использовать два датчика), обсуждают их в парах и проверяют в ходе практической работы. Затем идёт изучение нового материала (теория и демонстрация, 8–10 минут): фронтально, с демонстрацией на экране, учитель объясняет назначение датчика (например, датчика линии или расстояния), показывает в интерфейсе «Кулибина» конфигуратор робота и то, как добавить нужный датчик на виртуальную модель, демонстрирует блоки программирования — блок «Запустить моторы», блок «Датчик линии», блок «Условие» (если — то), собирает простой алгоритм (например, движение вперёд до препятствия и остановку) и запускает симуляцию; ключевой приём состоит в том, что ученики видят, как каждый блок кода отражается на поведении 3D-робота, что даёт немедленную обратную связь и снижает когнитивную нагрузку, так как синтаксические ошибки исключены. Самостоятельная практическая работа занимает 18–20 минут: каждый ученик или пара самостоятельно программирует робота для решения поставленной задачи — входит в платформу «Кулибин» на своих компьютерах или ноутбуках, настраивает конфигурацию робота (добавляет датчики в соответствии с заданием), собирает программу из блоков, запускает симуляцию на виртуальном полигоне и наблюдает за движением робота, отлаживает алгоритм: если робот съезжает с линии или не доезжает до цели, вносит изменения в код. Роль учителя — помогать ученикам, которые испытывают трудности, задавать наводящие вопросы («Что делает робот, когда датчик видит линию?», «Что должно произойти, если датчик не видит линию?») и поддерживать метапредметный подход, при котором ученики не просто программируют, а планируют действия, анализируют ошибки и корректируют стратегию. Завершают урок рефлексия и подведение итогов (5–7 минут), где обсуждаются результаты, фиксируются достижения и трудности: демонстрируются удачные решения — 1–2 ученика показывают свою программу и траекторию движения робота на общем экране, проводится анализ ошибок с вопросами учителя («Почему робот съехал с линии?», «Как можно было изменить алгоритм, чтобы исправить это?»), ученики оценивают, достигли ли они поставленной цели.

Таким образом, урок с опорой на проблемное обучение и практическую работу в цифровой среде «Кулибин» позволяет обучающимся осваивать алгоритмы управления роботом, работу с датчиками, программирование в блочной среде; метапредметные результаты — развиваются алгоритмическое мышление, планирование, самоконтроль и коррекция деятельности; личностные результаты — повышается мотивация к инженерно-технической деятельности, формируется готовность к осознанному выбору профессии; а также инклюзивность — платформа доступна при наличии только компьютера и интернета, что уравнивает возможности всех учеников.

Особенности работы с платформой, которые стоит учитывать, состоят в следующем: «Кулибин» — цифровой двойник, и робот в среде полностью повторяет физические свойства реального «Омегабота» (размеры, инерцию, работу моторов и датчиков), что позволяет отрабатывать алгоритмы без материальных затрат, а при наличии конструктора — переносить код на физического робота; блочное программирование выступает мостом к текстовому — на начальном этапе используется блочный язык программирования, что делает обучение доступным для 5–6 классов, а по мере освоения можно переходить к Python. Платформа содержит готовые полигоны и трассы для соревнований Кубка РТК — следование по линии, лабиринты, перемещение объектов, что даёт готовые сценарии для практических работ; кроме того, есть возможность сохранять и обмениваться программами, что позволяет организовать взаимооценку и проектный метод.

Уроки с применением платформы формируют инженерное мышление и готовят новое поколение специалистов для инновационной экономики России.