Коли ми чуємо словосполучення «кабінет інформатики», що ми одразу бачимо у своїй уяві? Звісно, в першу чергу це буде шкільний клас з декількома десятками комп’ютерів на столах. Можливо, ви уявите більш сучасний варіант з ноутбуками, які роздають учням на час кожного заняття.

Коли ми чуємо словосполучення «кабінет інформатики», що ми одразу бачимо у своїй уяві? Звісно, в першу чергу це буде шкільний клас з декількома десятками комп’ютерів на столах. Можливо, ви уявите більш сучасний варіант з ноутбуками, які роздають учням на час кожного заняття.

Але галузь освіти не стоїть на місці, і цілком логічно, що саме на уроках інформатики вперше знаходять своє застосування різноманітні технологічні новинки. І із запровадженням НУШ (Нової Української Школи) ці новинки стають особливо актуальним для наших шкіл, оскільки вони дозволяють радикально змінити навчальний процес и вивести нашу освіту на принципово новий рівень. Але які саме технічні засоби, окрім звичайних комп’ютерів чи проекторів, можна додати до обладнання шкільного класу? Давайте подивимось!

 3D-принтери

 Процес 3D-друку починається з цифрової моделі у файлі 3D CAD (Computer Aided Design - Система автоматизованого проектування), з якого потім створюється фізичний тривимірний об’єкт. Об’єкт сканується (або використовується вже наявний скан об’єкта) та обробляється програмним забезпеченням, яке називають "слайсерами". Слайсер перетворює модель у набір тонких двовимірних шарів і створює файл з інструкціями (G-кодом), адаптованими до конкретного типу 3D-принтера. 3D-принтери, які найчастіше зустрічаються в шкільних класах, зазвичай працюють за методом направлення нитки (Filament Diposition Method (FDM) / Fused Filament Fabrication (FFF)).

Головна мета використання 3D-друку в освіті - це перенесення об’єктів з екрану комп’ютера в матеріальний світ – і в руки учнів для ознайомлення, аналізу та різноманітних вправ, які стають можливими або більш ефективними з додаванням фізичного аспекту. Ось лише кілька прикладів того, як школи можуть застосовувати 3D-принтер на уроках:

· На уроках історії можна роздруковувати історичні артефакти та археологічні знахідки

· Для уроків мистецтва учні можуть друкувати власні скульптури

· Роздруковані топографічні карти стануть в нагоді при вивченні географії

· Предмет хімії стане набагато зрозумілішим та доступним завдяки можливості роздрукувати наочні схеми будь-яких молекул та поєднань

· Роздруковані тривимірні клітини, віруси, внутрішні органи значно спростять уроки біології

· На уроках математики учні зможуть роздрукувати геометричні моделі для розв’язання задач

І це лише деякі з способів, якими технологія 3D-друку допоможе подолати розрив між фізичним і цифровим світами – знайдіть те, що вам потрібно, на екрані, а потім роздрукуйте його. Вражає, правда? Оскільки ціни 3D-принтерів стають все більш доступними, вони вже не є дорогою технологічною іграшкою, і натомість стають важливим і корисним освітнім інструментом. Вони вдосконалюють і полегшують і викладання, і навчання. Прикладом сучасного 3D-принтера, який вже цілком досяжний за ціною, і при цьому має гідну якість друку, може бути компактний та зручний Weedo Tina 2. Завдяки невеликим габаритам його легко транспортувати між кабінетами для різних уроків.

3D-друк — це один із інструментів, який допомагає учням концептуалізувати та візуалізувати свої проекти на всіх етапах від креслення до моделювання до кінцевого виробу.

Роль робототехніки в шкільній освіті

Навчальні роботи дозволяють впроваджувати технічні знання в простий і веселий спосіб і таким чином кардинально змінюють шкільну освіту.

Серед численних переваг навчання дітей робототехніці ми можемо виділити:

· Допомагає опанувати мовленнєві навички

· Сприяє розвитку дрібної моторики

· Заохочує до творчості та критичного мислення

· Полегшує вивчення математики та розв’язування задач

· Навчає працювати в команді та сприяє соціалізації

· Покращує пам'ять, концентрацію і стимулює зацікавленість у вивчення того, як все працює

· Розвиває здібності логічного мислення за допомогою структур програмування

· Навчає критичному мисленню та лідерським якостям

· Надихає на креативність за допомогою проектування та вирішення проблем

· Допомагає дітям засвоювати навички письмової та усної комунікації

· Підвищує дух співпраці завдяки командній роботі.

Освітні роботи, такі як Photon та Maqueen, навчають працювати в команді та сприяють соціалізації.

Навчання робототехніці можна розділити на різні етапи, які необхідно виконати для створення машини: проектування, конструювання та програмування. Кожна дитина зможе реалізувати свій талант принаймні на одному з цих етапів, що підтримуватиме високий рівень залучення та зацікавленості. Діти отримують справжнє задоволення від навчання, коли їм вдається змусити машину виконувати рухи чи дії, які вони хочуть, і одночасно з цим вони розвивають математичні і логічні вміння, навички читання, а також багато інших здібностей.

Звісно, основою робототехніки для дітей є програмування, часто за допомогою плати micro: bit. Але як ми можемо цікаво та ефективно навчити писати код навіть наймолодших учнів?

Ігри та програмування

Поширення інформаційно-комунікаційних технологій у повсякденному житті змушує кожного мати певний рівень розуміння цих технологій. Обчислювальне мислення та вміння програмувати є чи не найважливішими навичками 21-го століття, які відіграють ключову роль на ринку праці. Тому було б необачливо планувати навчання майбутнього покоління на будь-якому рівні без урахування необхідності засвоєння хоча б основ програмування. Для розвитку навичок обчислювального мислення на рівні початкової або середньої школи необхідно використовувати ретельно розроблені навчальні підходи. Одним із найбільш ефективних з таких підходів є використання ігрового навчання. Навчання на основі ігор у поєднанні з методом "перевернутого класу" і роботою в команді може спрямовувати енергію та ентузіазм учнів у грі для досягнення освітніх цілей. Ігровий підхід позитивно сприяє розвитку цифрових компетенцій і зосереджує навчальний процес на технології як інструменті для досягнення певної мети.

Scottie Go! Edu — це інтерактивна мобільна гра на основі пазлів, яка залучає дітей молодшого шкільного віку до програмування, використовуючи систему написання коду на основі блоків, подібну до середовища програмування Scratch. Програмування саме по собі дуже схоже на складання пазлів, де кожна частина головоломки є однією з команд. Розпізнавання коду виконується за допомогою камери та мобільного додатка, який учні с легкістю встановлюють на свої телефони. Цей простий і тактильний підхід полегшує роботу з абстрактними концепціями програмування незалежно від технологій з одного боку, і допомагає дітям опановувати складні цифрові технології (спрощена доповнена реальність) з іншого. Кооперативний ігровий підхід використаний для того, щоб інтегрувати менш зацікавлених або здібних учнів у досягнення результатів навчання без будь-якого прямого примусу. В ході гри учні отримують і задоволення, і можливість вчитися один в одного у перевернутому класі.

В одному з досліджень учні з шести різних початкових шкіл використовували Scottie Go! як інструмент для навчання програмуванню. Всього в дослідженні взяли участь 120 учнів, яких опитали про досвід та враження від використання гри для вивчення інформатики. Таким чином було отримано інформацію про інтерес учнів до гри, зручність використання, якість процесу та відповідність навчальним цілям. Для оцінки навчальних досягнень та довгострокових знань учнів було проведено два тести. Результати опитування разом із результатами тестів свідчать про те, що запропонований підхід створив спільне, стимулююче та мотиваційне середовище, яке забезпечує успішне досягнення результатів навчання.