Robotic constructor as a means of teaching C++ programming to high school students


Cite item

Full Text

Abstract

Problem statement. This paper considers and substantiates approaches to solving the problem of insufficient development of methods for teaching C++ programming to high school students in a computer science course using the VEX EDR robotic constructor. The use of robotic constructors in the school computer science program can significantly improve the process of teaching programming by providing tasks with a practical bias. It also contributes to the development of students’ skills of mutual interaction and independent decision-making, allows to reveal their creative potential in design and design-research activities, and increases their interest in learning computer science, which is especially important in today’s technologically oriented society. The aim of this study is to develop the components of a methodical system for teaching high school students programming in C++ using the VEX EDR robotic constructor and to test the effectiveness of the proposed methodics. Methodology. To achieve the goal, the method of analyzing scientific and methodical sources and normative documents that deal with the problem of teaching programming to high school students within the framework of the computer science course was used. The experimental research was carried out with the participation of two groups of schoolchildren. The control group was taught the topic “Linear Algorithm” in the traditional presentation of the textbook by K.Yu. Polyakov and E.A. Eremin (10-11th grade). The experimental group was taught this topic using the same textbook, but applying a robotic constructor, the developed system of tasks, and methodical recommendations . Results. In the course of the study, it was found that the implementation of the formed components of the methodical system of teaching high school students programming in C++ using the robotic constructor VEX EDR allowed to increase the effectiveness of teaching high school students programming of real performers working ‘in the environment’ . Conclusion. The effectiveness of the developed components of the methodical system of teaching high school students programming in C++ using the VEX EDR robotic constructor has been experimentally proved.

About the authors

Anton V. Eliseev

Moscow City University

Author for correspondence.
Email: eliseevav@mgpu.ru
ORCID iD: 0009-0003-4581-9212
SPIN-code: 3826-9890

PhD student, Assistant at the Department of Education Informatization, Institute of Digital Education

4/1 2nd Selskokhozyaystvenny Proezd, Moscow, 129226, Russian Federation

References

  1. Gharbia M, Chang-Richards A, Lu Y, Zhong RY, Li H. Robotic technologies for onsite building construction: A systematic review. Journal of Building Engineering. 2020;32. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2020.101584
  2. Veksler VA. Educational robotics: basics of programming VEX IQ constructors in RobotC language. NovaInfo.ru. Pedagogical Sciences. 2017;75:159–165. (In Russ.)
  3. Levchenko IV. Methodological training of a teacher to use information technology tools in lessons. Vestnik of Moscow City University. Series: Informatics and Informatization of Education. 2007;8:62–67. (In Russ.)
  4. Eliseev AV. Teaching programming using robotic constructors in the school course of computer science. In: #ScienceJuice2021: Collection of Abstracts of the Student Open Conference. Moscow: Paradigma; 2021. p. 78–81.
  5. Makarov IM, Topcheev YuI. Robotics: history and prospects. Moscow: Nauka, MAI; 2003. (In Russ.)
  6. Grinshkun AV. Technology of augmented reality as an object of study and a means of learning in the course of computer science of the basic school (dissertation of Candidate of Pedagogical Sciences). Moscow; 2018. (In Russ.)
  7. Ou Yang F-C, Lai H-M, Wang Y-W. Effect of augmented reality-based virtual educational robotics on programming students’ enjoyment of learning, computational thinking skills, and academic achievement. Computers & Education. 2023;195. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2022.104721
  8. Levchenko IV. Application of methodical means for the organization of algorithmic activity at the lessons of informatics in the basic school. Informatics and Education. 2006;2:107–112. (In Russ.)
  9. Delgado JMD, Oyedele L. Robotics in construction: A critical review of the reinforcement learning and imitation learning paradigms. Advanced Engineering Informatics. 2022;54. https://doi.org/10.1016/j.aei.2022.101787
  10. Kondratyeva VA. Teaching the basics of programming in the Python language in the school course of computer science. Vestnik of Moscow City University. Series: Informatics and Informatization of Education. 2021;1(55):8–16. (In Russ.)
  11. Ushinsky KD. Labor in its mental and educational significance. Selected works. Moscow: Yurait; 2017. (In Russ.)
  12. Angeli Ch. The effects of scaffolded programming scripts on pre-service teachers’ computational thinking: Developing algorithmic thinking through programming robots. International Journal of Child-Computer Interaction. 2022;31. https://doi.org/10.1016/j.ijcci.2021.100329
  13. Moraes de Carvalho J, de Magalhães Netto JF. Currents trends in use of collaborative learning in teaching of robotics and programming – A systematic review of literature. In: Proceedings of the 2020 IEEE Frontiers in Education Conference, 21–24 October 2020, Uppsala, Sweden. IEEE Press; 2020. p. 1–8. https://doi.org/10.1109/FIE44824.2020.9273950

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».