Основы робототехники во внеурочное время

Основы робототехники во внеурочной деятельности учащихся

Для чего нужна робототехника

Отдельного предмета Робототехника в школьной программе не существует. Эта тематика затрагивается в основном в рамках дополнительного образования. Кроме того, практически в каждом городе России существует множество кружков, секций и центров робототехники, как сетевых, охватывающих практически всю страну, так и местных.

Робототехника позволяет охватить очень большой пласт знаний и компетенций, показать ребенку их взаимосвязь, развить принципиально новые навыки. Среди них и критическое мышление, и творческий подход к решению задач, работа в команде, креативность, адаптация, кодирование, различные коммуникативные навыки, а также – ответственность, умение систематизировать собственные действия, развитие пространственного восприятия и отношений между объектами и субъектами. Кроме того, конструируя, собирая, программируя робота, ребенку требуются самые различные знания из математики, информатики, физики, инженерии, а иногда даже химии и биологии.

Также важно заметить, что робототехника неразрывно связана с программированием, а в жизни программирование может быть слишком сложным и утомительным для ребенка, если изучать его с помощью «традиционного» абстрактного метода. Но в случае робототехники ученик имеет возможность управлять физическим роботом и сразу видит, что идет не так, на практике узнает предел возможностей технологий, понимает, что роботы могут и не могут делать. Именно поэтому робототехника считается важным элементом образования. 

Кроме всего вышесказанного, робототехника позволяет развить так называемое вычислительное мышление. Проектируя и создавая роботов, мы учимся абстрагироваться от концепций, разделять большую проблему на мелкие части и предлагать решения, которые могут быть представлены в виде последовательности инструкций и алгоритмов.

Внедрение робототехники в Российских школах

Осенью 2008 года для популяризации направления запускается программа «Робототехника: инженерно-технические кадры инновационной России». Ее цель – обеспечение равного доступа к новейшим технологиям детей и молодежи, вне зависимости от региона проживания.

В дальнейшем робототехническое образование начинает набирать популярность, уже начиная с 2010-х годов, появляются кружки, сайты, региональные программы развития и поддержки, а также первые отечественные производители. Робототехника попадает во ФГОС и становится обязательным элементом школьного образования:

Материально-техническое оснащение образовательной деятельности должно обеспечивать возможность: …проектирования и конструирования, в том числе моделей с цифровым управлением и обратной связью, с использованием конструкторов; управления объектами; программирования» ФГОС ООО (Приказ Минобрнауки РФ от 17 декабря 2010 г. № 1897)

В 2014 г. утверждается «Концепция развития дополнительного образования детей», подготовленная рабочей группой под руководством А. Г. Асмолова. Среди прочего Концепция предусматривала «создание в системе дополнительного образования детей сети ресурсных центров для обеспечения технологической подготовки обучающихся, организации научно-технического, художественного творчества и спорта». Концепция оказала наибольшее влияние на развитие отрасли, поскольку в ней напрямую была указана робототехника.

Важным этапом развития робототехники в образовании, связанным с участием государства, стала программа создания детских технопарков «Кванториум». Она стартовала в рамках Федеральной целевой программы развития образования в 2017 г. С 2019 года робототехника включена в состав оборудования для оснащения различных образовательных организаций и центров дополнительного образования по направлениям Нацпроекта Образование.

В последние несколько лет сформировался устойчивый спрос родителей школьников на занятия робототехникой с их детьми. В условиях, когда соответствующей школьной дисциплины нет и далеко не все школы предоставляют возможность занятий, этот спрос удовлетворяется через дополнительное образование детей.

В школы Эрдэнэта были закуплены наборы по робототехнике в 2019 году.

Как мы видим, буквально за полтора десятка лет робототехника прочно вошла в школу и продолжает развиваться. 

LEGO MINDSTORMS Education

Обучение детей робототехнике в рамках дополнительного образования как правило проводится с использованием конструкторов. Робототехнические конструкторы состоят из механических деталей, датчиков, программируемого блока, исполнительных устройств. Из этих компонентов можно сконструировать прототипы машин, различных устройств, роботов. Программа, загружаемая в контроллер, снимает показания датчиков и задает логику поведения робота в зависимости от изменений во внешней среде.

Платформа Lego Mindstorms EV3, наиболее часто используемая в секциях робототехники, позволяет использовать альтернативные среды, в том числе текстовые языки программирования.

В нашу школу в 2018 году были приобретены 4 набора LEGO Mindstorms EV3. Это робототехнический конструктор нового поколения, представленный компанией Lego в 2006 году. «Мозгом» модели является ЛЕГО-микрокомпьютер. К портам этого микрокомпьютера подсоединяются датчики и исполнительные механизмы. Робот собирается из пластмассовых деталей и может выглядеть как человек, машина, животное и выполнять различные функции. Поведение робота задается программой, которую можно создавать как при помощи кнопок самого микрокомпьютера, так и при помощи специального программного обеспечения на персональном компьютере.

Базовый набор Lego Mindstorms EV3 45544 – образовательный комплект для учеников школ в возрасте от 10 лет, который ознакомит с роботостроением, а также даст понимание таких наук, как физика и математика, информатика и основы конструирования. Основой набора является микрокомпьютер 3-го поколения, который оснащен графическим дисплеем и разъемами для портов с целью подключения датчиков. 

Большое количество деталей позволяет собрать базовые 5 моделей (робот Educator, робот-рука, робот-гироскутер, робот-щенок и робот-сортировщик), а также даёт возможность сконструировать свою собственную неповторимую модель. Ресурсный набор Lego Mindstorms EV3 45560 позволяет собрать более масштабные и интересные модели роботов.

Таким образом, дети собирают своего робота из готовых блоков деталей, программируют его для поставленной задачи.

Достижения учащихся СОШ №19

1. В декабре 2018 года команда нашей школы приняла участие в VIII Республиканской олимпиаде по робототехникеROBO-BUR-2018 г. Улан-Удэ и заняли 3 место в номинации «Чертежник»

2. Март 2019 г. две команды приняли участие в VI национальном республиканском турнире по робототехнике и изобретательскому творчеству «БУЛАТ». Одна команда стала победителем в номинации «Биатлон»

3. Ноябрь 2019 г. три команды приняли участие в ROBOT CHALLENGEERDENET 2019. Одна команда заняла 2 место и получила серебряную медаль в номинации «Лего сумо»

А в 2020 г. пришла пандемия и соревнования учащихся в целях безопасности проводить перестали.

Заключение.

Для подготовки детей к жизни в нашем высокотехническом мире нужно развивать интерес к научно-техническому творчеству, технике, высоким технологиям.  Внедрение робототехники, как одной из отраслей науки, в процесс обучения, позволяет стать на шаг ближе к разрешению стоящих перед образованием задач. Сегодня в некоторых школах России робототехника стала полноценной учебной дисциплиной, в ряде других, как и в некоторых школах Монголии — присутствует в качестве кружковой деятельности, так же встречаются центры, которые проводят занятие по данному направлению.

Работа с образовательными конструкторами LEGO позволяет школьникам в форме познавательной игры узнать многие важные идеи и развить необходимые в дальнейшей жизни навыки. Занятия робототехникой формируют специальные технические умения, развивают аккуратность, усидчивость, организованность, нацеленность.

Список литературы.

1. https://activityedu.ru/blogs/blog/robototehnika-v-shkole-chto-eto-takoe-i-dlya-chego-ona-nuzhna/

2. https://ru.wikipedia.org/wiki/Робототехника

2. «Робототехникав России: образовательный ландшафт. Часть 2» / Д. А. Гагарина, С. Г. Косарецкий, А. С. Гагарин, М. Е. Гошин; Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики», Институт образования. — М.: НИУ ВШЭ,2019

3. https://moluch.ru/archive/194/48380/

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/483438-osnovy-robototehniki-vo-vneurochnoe-vremja