Робототехнические компетенции для участия в состязаниях

Участие в робототехнических состязаниях является для многих учебных организаций значимой деятельностью. По ней меряется престижность и эффективность, как отдельного педагога, так и учебной организации целиком. Поэтому довольно большой объем работы уходит на подготовку учащихся к тем или иным состязаниям, к тому же сейчас их очень большой выбор.

Но тогда возникает вопрос, какой объем знаний и навыков достаточен для школьников в том или ином возрасте для подготовки к состязаниям, обладают ли они достаточным математическим и понятийным аппаратом для овладения этими знаниями и навыками? Какие состязания, вне зависимости от желания тренера, будут комфортными для учащихся - адекватными к их компетенциям, а на победу в каких еще рано претендовать?

Сейчас эти вопросы решаются больше интуитивно - никаких рекомендованных показателей нет, многое зависит от знаний самого тренера, от времени, которое он и участники могут тратить на подготовку.

Поэтому при подготовке Учебно-Тренировочных Сборов к участию в World Robot Olympiad 2014 возникла идея сделать первый шаг в направлении создания подобных рекомендаций - была принята попытка в создании как матрицы компетенций, овладение которыми достаточно для того, чтобы участники WRO чувствовали себя комфортно в решении олимпиадных задач, так и соотнесение этой матрицы с различными возрастными группами - какие компентенции "комфортны" для какого возраста.

Итак, первым шагом было создание списка самих компетенций. Список получился огромный - в нем присутствовало больше 120 пунктов. Вот только основные разделы списка:

• Среды и языки программирования
• Структуры управления ходом выполнения программы
• Работа с данными
• Арифметические операции
• Логические операции
• Работа с таймером
• Работа с моторами
• Работа с датчиком касания
• Работа с датчиком освещенности
• Работа с датчиком расстояния
• Работа с датчиком цвета NXT
• Работа с датчиком цвета EV3
• Работа с датчиком дальности EV3
• Работа с датчиком гироскопа EV3
• Опрос датчиков и работа с моторами
• BlueTooth
• Работа с датчиком цвета HiTechnic
• Алгоритмы
  
  • Движение по линии с одним датчиком освещенности
  • Движение по линии с двумя датчиками освещенности
  • Движение по линии с тремя датчиками освещенности
  • Алгоритмы на движение вдоль стенки
  • Алгоритмы на опрос нескольких датчиков
• Механика

Довольно большая часть списка взята из книги С.А. Филиппова "Робототехника для детей и родителей"

Следующим шагом шло определение, а на каких уровнях могут быть компетенции у тех или иных учащихся? Ведь согласитесь, уровень понимания синхронизированного движения моторов у младшей возрастной группы и у старшей возрастной группы может быть разный?!

Для этого каждой компетенции сопоставились 5 различных уровней овладения компетенцией. Например, для компетенции "Движение по линии с одним датчиком освещенности с использованием P-регулятора" были введены следующие уровни:

• Уровень 1 - Не знаю про что речь
• Уровень 2 - Что-то слышал, но не много
• Уровень 3 - Теория мне почти знакома (возможно, нужно додумать или посмотреть в литературе некоторые аспекты), программу написать будет проблематично.
• Уровень 4 - Теория мне знакома, коэффициент определяю подбором, программу скорее всего написать смогу.
• Уровень 5 - Тема мне хорошо знакома, отлично понимаю как рассчитать коэффициент, от чего он зависит, активно применяю эту зависимость в рзаных программах для реализации конкретного поведения

В результате получилась вот такая вот матрица, которую должны были заполнить все участники Учебно-Тренировочных Сборов. Согласно результатам заполнения формировались группы с примерно одинаковым уровнем владения теми или иными компетенциями (как это обрабатывалась информация и как формировались группы - тема отдельного рассказа). А группы назначались тому или иному тренеру-эксперту.


Скачать матрицу компетенций в PDF-формате можно здесь. Если вам интересна матрица в формате Excel для оценки знаний ваших учащихся - оставляйте ваши контакты в комментариях.

Еще один шаг, который нужно было сделать, - это разнести эту матрицу по возрастам. Для этого делалось предположение у какой возрастной группы уже достаточно математического и понятийного аппарата, чтобы овладеть данной компетенцией в максимальном объеме (уровень 5, по матрице компетенций). Итогом этой работы получилась еще одна таблица.


Скачать таблицу соответствия робототехнических компетенций можно здесь.

Хочется заметить, что матрица компетенций и соответствия их возрастным группам могут использоваться для проектирования собственных состязаний. Нужно посмотреть, что в том или ином возрасте должны знать потенциальные участники и создавать задание для состязания согласуясь с этими знаниями.

Если у вас есть рекомендации относительно новых пунктов, которые обязательно должны быть добавлены в матрицу робототехнических компетенций, дайте знать в комментариях. Тоже самое касается и распределения компетенций по возрастам.