Что такое робототехника для детей и какие навыки она развивает
консультация по конструированию, ручному труду (старшая группа)

Что такое робототехника для детей и какие навыки она развивает

Гид для родителей по выбору первых занятий.

Дети часто пытаются «оживить» свои игрушки: катают машинки, придумывают реплики для кукол, ставят фигурки в разные позы. Сегодня ребёнок может создать умный гаджет, который будет выполнять его команды и реагировать на действия. Для этого не нужны профессиональные навыки инженера или механика — достаточно увлечь ребёнка робототехникой и освоить базовые принципы программирования, конструирования и работы с электронными компонентами.

В этой статье я рассмотрю, что такое робототехника, какие полезные навыки и знания она даёт детям, какие существуют направления и форматы обучения, а также на что обратить внимание при выборе программы для вашего ребёнка.

-Что такое детская робототехника и почему её стоит попробовать

-Чему учат на робототехнике в разном возрасте

-Где ребёнок может учиться робототехнике

-На что обращать внимание при выборе занятий по робототехнике

-Что такое детская робототехника и почему её стоит попробовать

Робототехника — область науки и техники, которая занимается проектированием, конструированием и программированием устройств, способных автоматически выполнять различные действия. Такие устройства (роботы) могут двигаться, реагировать на окружающую среду с помощью датчиков и выполнять задачи по заданным алгоритмам — например, объезжать препятствия или ехать по линии.

Детская робототехника — это образовательное направление, в рамках которого дети учатся создавать и программировать собственных роботов с помощью специальных конструкторов и наборов. Изучая робототехнику, ребёнок получает несколько преимуществ, и далее мы подробнее рассмотрим основные из них.

Развитие логики и системного мышления

Во время занятий учащийся выполняет несколько последовательных действий: продумывает конструкцию и собирает её из деталей, пишет код для управления роботом, запускает устройство и при необходимости исправляет ошибки. Этот процесс учит ребёнка разбивать сложную задачу на шаги, анализировать влияние каждого действия на результат и понимать взаимосвязь между этапами работы.

Представьте робота-паука, который может передвигаться по площадке. Чтобы его собрать, юному инженеру нужно создать основной каркас из деталей конструктора и запрограммировать команды для управляющего хаба — специального блока с процессором, встроенного в конструктор. После запуска робот должен точно выполнять заданную последовательность команд: двигаться вперёд на указанное расстояние, поворачивать в сторону под определённым углом и продолжать путь.

Если после запуска робот неожиданно повернётся не в ту сторону или остановится — ребёнку придётся вернуться к программе, проанализировать алгоритм и найти проблемную команду. Такой процесс развивает внимательность, а также учит детей не бояться ошибок и воспринимать их как естественную часть обучения.

Формирование инженерно-технических навыков

Все наборы для робототехники разработаны так, чтобы ребёнок на практике мог освоить базовые принципы механики: как функционируют моторы и датчики, как детали взаимодействуют друг с другом и как правильно соединить элементы, чтобы получить работающую конструкцию. Каждый проект становится инженерной задачей, которую нужно решить через эксперименты и анализ.

Рассмотрим наборы с сервоприводами — специальными моторами, которые поворачиваются на заданный угол. Например, в модели подъёмного крана сервопривод поворачивает стрелу или управляет механизмом подъёма груза. Однако просто собрать механизм недостаточно — ещё нужно запрограммировать угол поворота. Только после передачи точной команды управляющий блок отправит сигнал сервоприводу, и тот выполнит движение с заданной точностью.

При работе с кастомными сборками важно учитывать габариты конструкции и вес деталей. К примеру, если у того же подъёмного крана достаточно длинная стрела, для устойчивости конструкции необходим противовес с противоположной стороны — иначе центр тяжести сместится, робот потеряет равновесие и упадёт.

Подобные задачи в робототехнике учат ребёнка просчитывать решения, работать с физическими ограничениями материалов и находить баланс между творческим замыслом и возможностями конструктора — совсем как у настоящих инженеров.

Изучение основ программирования

Когда ребёнок создаёт программу для робота, он через практику изучает основы программирования. Младшие школьники обычно начинают с визуальных языков вроде Scratch или блочного программирования в среде LEGO Spike. В них команды составляются из готовых графических элементов — как из кубиков конструктора. Ребёнок просто перетаскивает блоки на рабочую область и соединяет их в определённой последовательности, чтобы создать алгоритм действий для робота.

Например, в среде LEGO Spike ребёнок может перетащить блок «Мотор вперёд», указать скорость вращения мотора, добавить блок «Ждать две секунды» и соединить их в последовательность. После запуска программы такой робот начнёт движение вперёд с заданной скоростью, будет ехать ровно две секунды, а затем остановится.

Программирование с помощью LEGO: как дети осваивают код, играя с роботами

У детей постарше на робототехнике всё интереснее: они создают программы на JavaScript, Python и других языках, которыми пользуются настоящие программисты. К примеру, школьник может написать на Python код, который заставит робота двигаться вперёд до тех пор, пока ультразвуковой датчик не обнаружит препятствие на расстоянии менее 20 сантиметров. Тогда робот остановится, развернётся и продолжит движение уже в новом направлении.

Когда устройство точно выполняет заданные инструкции — это незабываемый опыт. Он укрепляет уверенность детей в собственных способностях, показывает прямую связь между написанным кодом и действиями робота, а также мотивирует осваивать программирование дальше и создавать всё более сложные проекты.

Вы можете сами убедиться, насколько приятно что-то запрограммировать своими руками. Для этого откройте консоль браузера, вставьте следующий код и запустите снегопад на странице. А когда надоест — обновите страницу, и вся магия исчезнет.

Чему учат на робототехнике в разном возрасте

Обучение робототехнике происходит постепенно: чем старше ребёнок, тем сложнее проекты и больше возможностей для творчества. На каждом этапе применяется STEM-подход — метод, который объединяет естественные науки (Science), технологии (Technology), инженерию (Engineering) и математику (Mathematics). Это значит, что дети не просто собирают роботов по инструкции, а учатся анализировать, экспериментировать и решать задачи на практике.

Давайте рассмотрим, чему учат на робототехнике в зависимости от возраста, и посмотрим примеры наборов для каждого этапа. Конечно, разделение по возрастам здесь условное, ведь многое зависит от интересов конкретного ребёнка.

Робототехника для дошкольников (4–6 лет)

На этом уровне дети знакомятся с основами механизмов, учатся их собирать и управлять ими. Они работают с крупными деталями конструкторов и создают простые модели с сенсорными датчиками, кнопками и цветовыми элементами.

В процессе дошкольники развивают мелкую моторику рук, пространственное и логическое мышление, а также изучают причинно-следственные связи через эксперименты. Например, они понимают: нажатие на кнопку запускает движение робота вперёд, цветной блок на пути меняет его поведение, а перестановка команд приводит к другому результату. Робот может сначала повернуть направо, а потом поехать вперёд — или наоборот: сначала двигаться прямо, а затем повернуть.

Примеры наборов:

LEGO Education Coding Express — железная дорога с программируемым поездом, который реагирует на цветные блоки-команды, размещённые на рельсах: может останавливаться, менять направление, издавать звуковые сигналы и выполнять другие действия в зависимости от цвета блока.

Fisher-Price Think & Learn Code-a-pillar — модель гусеницы из отдельных сегментов-модулей. Каждый сегмент задаёт команду: вперёд, поворот направо или налево, воспроизведение звуков. Соединяя сегменты в разной последовательности, ребёнок программирует маршрут движения игрушки.

Botley Coding Robot 2.0 — программируемый робот для обучения основам кодирования без экрана. В комплекте идёт пульт управления, с помощью которого ребёнок задаёт последовательность команд для игрушки: робот может двигаться в шести направлениях, объезжать препятствия, следовать по чёрной линии и выполнять цепочки команд длиной до 150 шагов.

Поезд с сенсорными датчиками из набора LEGO Education Coding Express

Arduino Starter Kit — полный набор с платой Arduino Uno, макетной платой, разнообразными датчиками, моторами и 170-страничной книгой

Где ребёнок может учиться робототехнике

Сегодня родители могут выбирать между школьными занятиями, технопарками, частными студиями и онлайн-курсами. Программы и подходы к обучению в этих форматах сильно различаются. Давайте разберём каждый вариант подробнее.

Занятия в обычных школах. Модуль по робототехнике был включён в предмет «Технология» для учащихся 5–9-х классов в 2022 году в рамках федеральных государственных образовательных стандартов (ФГОС). На занятиях школьники изучают основы конструирования и автоматизации: создают объекты в программах для 3D-моделирования, собирают модели механизмов, программируют алгоритмы управления, а также готовят небольшие проекты с последующим тестированием, доработкой и презентацией результатов.

Хотя формат обучения доступен всем, стоит учитывать, что программа во многом зависит от финансирования школы и уровня подготовки учителей. Также от оснащённости школы зависят наборы, с которыми школьники будут практиковаться. Это могут быть популярные конструкторы LEGO Education с блоками и датчиками, российские образовательные наборы от «Амперки» на базе Arduino или мини-компьютеры Raspberry Pi с подключаемыми модулями сенсоров, моторов и других актуаторов для создания более сложных проектов.