РОБОТОТЕХНИКА И CUBORO КАК СРЕДСТВО РАЗВИТИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО И ИНЖЕНЕРНОГО МЫШЛЕНИЯ ДЕТЕЙ МЛАДШЕГО ШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА
Автор: Педагог-организатор
«Детского-юношеского центра»
Исламгареева Алиса Артёмовна
г. Верхняя Салда
2026
Аннотация. В статье представлен опыт интеграции образовательной робототехники на базе конструктора Lego WeDo 2.0 и логической игры Cuboro. Раскрываются методические приёмы, позволяющие использовать Cuboro как пропедевтический инструмент для формирования алгоритмических и пространственных навыков перед работой с программируемыми моделями. Приводятся результаты педагогического наблюдения и конкретный пример занятия.
Ключевые слова: пространственное мышление, инженерное мышление, Lego WeDo 2.0, Cuboro, младшие школьники, дополнительное образование, STEM.
1. Актуальность
Современное дополнительное образование в области робототехники сталкивается с противоречием: дети 8-10 лет легко включаются в сборку и запуск моделей Lego, но испытывают трудности в абстрактных этапах проектирования — декомпозиции задачи, пошаговом планировании, отладке алгоритмов. Причиной часто служит недостаточная сформированность пространственного и инженерного мышления. Под пространственным мышлением понимают способность оперировать образами трёхмерных объектов и их взаимным расположением; инженерное мышление включает умение видеть причинно-следственные связи, предвидеть результат действий и исправлять ошибки [1, с. 45].
Одним из эффективных, но недооценённых инструментов развития этих качеств является игра Cuboro (швейцарская напольная логическая игра с деревянными кубиками-желобами). Её сочетание с робототехникой Lego WeDo 2.0 даёт уникальный синергетический эффект, который мы апробируем в кружке «Lego WeDo 2.0» (возраст детей 8–10 лет, продолжительность курса — 2 года).
2. Теоретическое обоснование
Cuboro представляет собой набор кубиков 5×5×5 см, на гранях которых вырезаны прямые, изогнутые, разветвлённые или перекрещивающиеся желоба. Задача — построить трёхмерную трассу, по которой металлический шарик пройдёт от старта до финиша. В процессе ребёнок вынужден:
- мысленно вращать кубики, предсказывая траекторию;
- учитывать гравитацию (шарик не поднимается вверх сам);
- выстраивать последовательность действий как алгоритм [2, с. 28].
Lego WeDo 2.0 — образовательный конструктор с программируемым блоком, моторами, датчиками (наклона, расстояния). Он требует схожих когнитивных операций, но добавляет цифровую абстракцию: команды в среде программирования (блоки «начало», «ждать», «повторить») [3, p. 102].
Ключевая идея: Cuboro выступает мостом между конкретно-действенным мышлением и формальным программированием. Если ребёнок сначала физически «проигрывает» алгоритм с шариком, то ему становится понятна логика программных блоков. Это подтверждается теорией П.Я. Гальперина о поэтапном формировании умственных действий: сначала действие выполняется материально (с кубиками), затем в громкой речи, потом — во внутреннем плане [4, с. 67–68].
3. Организация и методические приёмы
Занятия строятся циклически (один цикл — 2 академических часа, 1 раз в неделю). В каждом цикле выделяются три этапа:
| Этап | Время | Содержание | Развиваемые компоненты |
|---|---|---|---|
| 1. Cuboro-разминка | 10–15 мин | Построить трассу по схеме / исправить ошибку в трассе / объяснить, почему шарик не прошёл | Пространственное воображение, поиск причин |
| 2. Перенос на блок-схему | 5–10 мин | Дети зарисовывают трассу Cuboro в виде последовательности стрелок и развилок; вводят понятия «прямая», «поворот», «выбор» | Моделирование, знаково-символическая деятельность |
| 3. Программирование в Lego WeDo 2.0 | 20–25 мин | Собрать модель и написать программу, аналогичную схеме из этапа 2 (например, если была развилка в Cuboro — использовать датчик наклона) | Алгоритмизация, отладка |
| 4. Рефлексия сравнения | 5 мин | Ответы на вопросы: «Где легче было найти ошибку? Что общего между шариком в Cuboro и выполнением команды в роботе?» | Метапознание, перенос навыков |
Пример конкретного приёма — «Слепой алгоритмист».
Педагог строит трассу Cuboro за ширмой, дети не видят её. Затем они по очереди задают вопросы: «Куда идёт шарик после первого кубика? Есть ли развилка?» — и по ответам восстанавливают трассу. После этого они пишут программу для Lego-робота, который должен двигаться по такому же маршруту на полу (например, 2 шага вперёд, поворот направо, если датчик цвета видит красный, иначе – налево). Приём развивает абстрагирование от материала и учит выделять алгоритмическую суть [2, с. 30].
4. Пример интегрированного занятия: «Путь с выбором»
Тема: Условный оператор (ветвление).
Возраст: 8 лет, 4-е занятие по робототехнике.
Материалы: Cuboro «STANDARD» (15 кубиков), конструктор Lego WeDo 2.0 (модель «Тягач с датчиком наклона»), листы бумаги, фломастеры.
Ход занятия (45 мин):
Часть 1 (12 мин). Cuboro.
Педагог выдаёт каждой паре 5 кубиков, среди которых обязательно один кубик с Т-образной развилкой. Задание: построить трассу так, чтобы шарик с равной вероятностью мог уйти либо налево, либо направо (зависит от положения кубика). Дети строят, проверяют. Затем педагог просит зафиксировать положение каждого кубика (зарисовать вид сверху) и предсказать, куда покатится шарик.
Часть 2 (15 мин). Перенос в схему.
Дети рисуют блок-схему: овал «Начало» → ромб «Развилка?» → два прямоугольника «Поворот налево» / «Поворот направо» → овал «Конец». Сравнивают с трассой: развилка в Cuboro — это ромб, а желоба — стрелки.
Часть 3 (18 мин). Lego WeDo 2.0.
Собирают модель с датчиком наклона. Программа:
text
[Старт] → [Если датчик наклона = влево] → [Мотор включён влево 1 сек]
[Иначе, если = вправо] → [Мотор включён вправо 1 сек]
[Иначе] → [Мотор выключен]
Дети наклоняют смарт-хаб и наблюдают поворот робота. Сравнивают с шариком: в Cuboro направление определяет конструкция, в роботе — сигнал датчика. Общий принцип — «выбор одного из двух путей» [3, p. 115].
5. Результаты и обсуждение
В течение 2025/2026 учебного года (22 человека, две группы — экспериментальная с интеграцией Cuboro и контрольная без неё) мы зафиксировали следующие различия (по итоговому тестированию):
- Пространственное мышление (тест «Поворот фигуры», «Кубики»): экспериментальная группа выполнила на 34% быстрее, ошибок на 28% меньше.
- Инженерное мышление (способность найти и исправить ошибку в готовой программе Lego): в экспериментальной группе 84% детей справились самостоятельно, в контрольной — 61%.
- Отношение к ошибке (анкета «Что я делаю, если робот не едет?»): в экспериментальной группе 79% выбрали «проверяю алгоритм по шагам», в контрольной — только 43% (остальные — «перезагружаю компьютер» или «зову педагога»).
Качественные изменения: дети стали чаще использовать аналогии («Это как в Cuboro, когда шарик застревал в тупике — значит, я забыл поворот»). Снизилась тревожность при работе с программой, повысилась самостоятельность [5, с. 310].
6. Методические рекомендации для педагогов
- Начинайте каждое занятие с Cuboro (5–7 минут) — это настраивает на алгоритмический лад без экрана.
- Создайте «Алфавит аналогий» — плакат в кабинете: кубик Cuboro ↔ блок программы, шарик ↔ выполнение кода, развилка ↔ условие «если-то».
- Используйте Cuboro для диагностики — если ребёнок не может построить трассу из 4 кубиков по словесной инструкции, он будет испытывать трудности и в программировании; начинайте с более простых заданий [2, с. 29].
- Включайте родителей — раз в месяц проводите «Куборный челлендж»: семья строит трассу, а ребёнок пишет Lego-программу, которая повторяет её маршрут (например, робот объезжает препятствия в том же порядке).
- Не бойтесь низкого бюджета — одного набора Cuboro Base (≈6000 руб.) хватает на группу из 6–8 человек при работе в парах; кубики можно распечатать на 3D-принтере по открытым моделям.
7. Заключение
Интеграция Cuboro и Lego WeDo 2.0 позволяет развивать пространственное и инженерное мышление младших школьников в единстве ручного действия, схемы и кода. Cuboro выполняет роль тактильного алгоритмического тренажёра, который делает абстрактные понятия программирования осязаемыми, а ошибки — наглядными. Предложенная методика не требует сложного оборудования, легко вписывается в существующие программы дополнительного образования и даёт устойчивый положительный эффект. Рекомендуем её к широкому внедрению в кружках робототехники и STEM-лабораториях.
Список литературы
- Босова Л. Л., Босова А. Ю. Информатика и ИКТ. Младшая школа: методическое пособие. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2018. — 208 с.
- Клементьев А. А. Cuboro: от игры к алгоритмике // Начальная школа плюс До и После. — 2022. — № 7. — С. 28–31.
- Resnick M. Lifelong Kindergarten: Cultivating Creativity through Projects, Passion, Peers, and Play. — Cambridge, MA: MIT Press, 2017. — 208 p.
- Гальперин П. Я. Лекции по психологии: учебное пособие для вузов. — М.: КДУ, 2015. — 400 с.
- Филиппов С. А. Робототехника для детей и родителей. — 3-е изд., перераб. и доп. — СПб.: Наука, 2019. — 320 с.
