Внедрение технологий обучения управлению беспилотными авиационными системами в дополнительном образовании детей

Внедрение технологий обучения управлению беспилотными авиационными системами в дополнительном образовании детей.

Статья

Дом детства и юношества №2

Представил педагог по робототехнике Зигмунт Никита Михайлович

При методическом сопровождении методиста высшей категории Камаловой Элеоноры Алексеевны

2025 год, декабрь

Главы:

1. Развитие БПЛА. Стратегия развития беспилотной авиации до 2030 года.

2. С чего начать внедрение БАС в дополнительное

3. Перспективы внедрения и развития БАС (БПЛА) в дополнительном образовании

4. План

Аннотация

БАС – беспилотные авиационные системы, но чаще используется аббревиатура БПЛА – беспилотные летательные аппараты. Современное дополнительное образование стоит перед необходимостью не просто идти в ногу со временем, а активно формировать будущее. Внедрение технологий беспилотных авиационных систем (БАС) и беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) в учебные программы — это стратегический ответ на вызовы новой технологической эпохи. Мы наблюдаем, как дроны перестают быть экзотикой, превращаясь в стандартный инструмент для множества отраслей — от картографии и сельского хозяйства до логистики и мониторинга. Но где взять кадры, способные грамотно этим инструментом пользоваться, развивать и регулировать? Ответ логично искать в системе образования, которая должна готовить поколение, мыслящее в контексте этих технологий.

Стратегия развития беспилотной авиации Российской Федерации на период до 2030 – что можно сокращать до «БАС 2030» создаёт для этого чёткий каркас и социальный заказ. Он ставит амбициозную цель построить в России полноценную экосистему беспилотной авиации, где подготовка специалистов является ключевым звеном. Таким образом, образовательные учреждения получают не просто возможность, а своего рода миссию — стать первой ступенью в формировании этого кадрового резерва. Однако возникает закономерный и сложный вопрос: с чего начать? Как превратить сложную, регламентированную технологию в увлекательный и безопасный образовательный продукт для детей и подростков?

Эта статья — попытка рассмотреть путь внедрения БАС не как техническую инструкцию, а как педагогическую и организационную задачу. Мы обсудим, почему начать стоит не с покупки дорогой техники, а с подготовки педагога-инструктора и выбора правильных, безопасных учебных форматов — от симуляторов до микро-дронов. Рассмотрим, как выстроить программу, которая выйдет за рамки простого пилотирования, включив в себя основы аэродинамики, программирования, аэросъёмки и, что критически важно, правовой грамотности. В конечном счёте, речь идёт о создании такой образовательной среды, где дрон становится не игрушкой, а проектной платформой для развития инженерного мышления, гибких навыков и осознанной профориентации.

Перспективы такого подхода выглядят системно: для ученика — это ранний старт в высокотехнологичную профессию; для образовательного центра — статус инновационной площадки и сетевого хаба; для региона и страны в целом — формирование устойчивого потока мотивированных специалистов для беспилотной индустрии. Интеграция беспилотных авиационных систем в образование — это инвестиция в технологический суверенитет, где дополнительное образование играет роль фундамента, закладываемого сегодня.

1. Развитие БАС. Стратегия развития беспилотной авиации до 2030 года.

Эволюция беспилотных летательных аппаратов из узкоспециализированных военных и научных инструментов в массовые, доступные и многофункциональные устройства стала одним из знаковых технологических трендов последнего десятилетия. Сегодня БПЛА, или дроны, применяются в самых разных сферах: от аэрофото- и видеосъемки, картографии и геодезии до мониторинга состояния инфраструктуры, сельского хозяйства (точное земледелие), доставки грузов, поисково-спасательных операций и инспекций труднодоступных объектов. Эта «дронификация» экономики требует соответствующего кадрового обеспечения – не только операторов, но и инженеров, техников, программистов, аналитиков данных, специалистов по техническому обслуживанию и правовому регулированию.

Осознавая стратегический потенциал беспилотной авиации, Россия запустила национальный проект «БАС 2030». Его амбициозная цель – создать к 2030 году в стране устойчивую систему беспилотной авиации, охватывающую разработку и производство аппаратов, создание необходимой инфраструктуры (включая системы управления воздушным движением для дронов), формирование правового поля и, что критически важно, подготовку кадрового резерва.

Проект носит комплексный характер и включает несколько ключевых направлений. В технологическом плане это стимулирование разработки и серийного производства отечественных БПЛА различных классов – от миниатюрных коптеров до тяжелых грузовых и пассажирских аппаратов. Инфраструктурное направление предполагает создание «цифровых небесных дорог» – системы организации воздушного движения для дронов, которая обеспечит их безопасную интеграцию в общее воздушное пространство. Законодательная ветвь работает над упрощением процедур легального использования БАС для коммерческих и гражданских целей.

Однако сердцевиной устойчивости всей системы является человеческий капитал. Именно поэтому важнейшей составной частью «БАС 2030» является образовательный трек. Он предполагает интеграцию тематики БАС на всех уровнях образования: от школьных кружков и учреждений дополнительного образования до колледжей и вузов. Цель – не только готовить будущих инженеров и операторов, но и формировать широкий слой технологически грамотных пользователей, понимающих принципы работы, возможности и ограничения технологии, а также ее правовые аспекты. Таким образом, национальный проект создает мощный социальный заказ и предоставляет нормативную, а отчасти и ресурсную основу для внедрения курсов по БПЛА в образовательные программы, делая этот процесс не инициативой отдельных энтузиастов, а элементом государственной технологической политики.

2. С чего начать внедрение БАС в дополнительное образование.

Внедрение столь высокотехнологичного и комплексного направления, как БАС, в систему дополнительного образования детей и подростков требует тщательного, поэтапного планирования. Успех и безопасность будущей образовательной программы зависят от проработки нескольких фундаментальных компонентов.

Первый и ключевой шаг – кадры. Необходим педагог-инструктор, который совмещает в себе педагогические компетенции с базовыми техническими знаниями в области беспилотной авиации. Идеально, если это будет педагог, получивший педагогическое образование в области технического творчества и прошедший курсы повышения квалификации на инструктора БАС, и готовый к дальнейшему обучению в теме беспилотия. Начинающему инструктору необходимо самому освоить: 1) базовые навыки пилотирования на тренажере и учебном дроне; 2) устройство и принципы работы мультикоптеров (рама, полетный контроллер, моторы, системы связи FPV); 3) основы действующего воздушного законодательства, правила полетов в разных категориях, понятие о разрешениях. 4) методику преподавания для разных возрастных групп.

Второй шаг – формирование материально-технической базы (МТБ). Здесь важен разумный баланс между доступностью, безопасностью и функциональностью. Начинать рекомендуется не с дорогих коммерческих аппаратов, а с создания многоуровневой МТБ:

Авиасимуляторы: Специализированные программы-симуляторы (например, VelociDrone, Liftoff) позволяют отрабатывать навыки пилотирования в виртуальной среде без риска разбить дорогостоящую технику. Это обязательный и самый безопасный первый этап обучения.

Учебные микродроны (tiny whoop): Небольшие, легкие (часто менее 100 г.) коптеры с защищенными винтами. Идеальны для обучения полетам в помещении. Они достаточно прочны, безопасны для окружающих и позволяют отработать основы ориентации в пространстве и координации.

Базовые съемочные дроны (любительского класса): После отработки навыков на симуляторе и микродроне можно переходить к более серьезным аппаратам, например, серии DJI Mini (весом до 249 г) или их отечественным аналогам. Они позволяют изучать основы аэрофото- и видеосъемки, работу с камерой, автономные режимы полета.

Конструкторы для сборки дронов: Наборы, позволяющие самостоятельно собрать коптер, незаменимы для углубленного изучения устройства БПЛА, основ пайки, настройки полетного контроллера. Средства обеспечения безопасности: Зарядные устройства с защитой, защитные очки FPV, запасные комплекты винтов, аккумуляторы в защитных пакетах, аптечка.

Третий шаг – разработка образовательной программы. Программа должна быть модульной, прогрессивной и междисциплинарной. Ее структура может выглядеть следующим образом:

Вводный модуль: История БАС, типы и классификация БПЛА, сферы их применения. Основы безопасности и правовое регулирование.

Теоретический модуль: Принципы полета (аэродинамика для винтов), устройство мультикоптера, основы радиоуправления и передачи данных.

Практический модуль на симуляторе: Отработка базовых маневров, ориентация в различных режимах (от первого лица, от третьего лица).

Практический модуль на реальных аппаратах: Пилотирование микродрона в помещении, отработка взлета/посадки, перемещений, простых трасс. Затем переход к полетам на улице (на закрытой территории) на более серьезных аппаратах.

Прикладной модуль: Основы аэрофотосъемки и видеографии (композиция, настройки камеры, простой монтаж). Основы картографии и 3D-моделирования по снимкам.

Проектный модуль: Углубленное изучение программирования дронов, участие в сборке коптера из набора, подготовка и защита собственного мини-проекта (например, «Аэросъемка школьного стадиона» или «Модель использования дрона для мониторинга состояния деревьев в парке»).

Такой подход позволяет обучающимся не просто стать операторами, а понять технологию комплексно, сформировав компетенции, востребованные в будущей профессии.

3. Перспективы внедрения и развития БАС (БПЛА) в дополнительное образование

Системное внедрение БАС в дополнительное образование открывает целый спектр долгосрочных перспектив на индивидуальном и региональном уровнях.

Для обучающихся это, прежде всего, мощный инструмент ранней профориентации и формирования инженерного мышления. Работа с дронами – это сочетание гибких навыков, механики, электроники, реакции. Ученик получает не абстрактные знания, а решает конкретные практические задачи: рассчитать время полета, настроить контроллер, обработать полученные с воздуха данные, спланировать маршрут в соответствии с правовыми нормами. Это развивает критическое мышление, проектную дисциплину, ответственность и командные навыки. Участие в соревнованиях по дрон-рейсингу или аэросъемке (например, WorldSkills по компетенции «Эксплуатация беспилотных авиационных систем») добавляет спортивный азарт и мотивацию. Выпускник такого кружка подходит к выбору вуза или колледжа с осознанным интересом к специальностям в области робототехники, информационных технологий, геоматики, аэронавигации.

Для образовательных учреждений создание успешной секции или мастерской по БАС – это возможность занять лидирующую позицию в техническом образовании региона, привлечь мотивированных детей и подростков, укрепить партнерские связи. Перспективой является создание сетевых образовательных моделей: учреждение дополнительного образования может сотрудничать с техническими вузами для проведения мастер-классов, с колледжами для организации предпрофильной подготовки, с индустриальными компаниями (операторами БАС, геодезическими фирмами) для реализации реальных проектов и прохождения стажировок. Это повышает статус учреждения, делает его привлекательным для грантовой поддержки и инвестиций в рамках региональных программ развития, согласованных с «БАС 2030».

На региональном и отраслевом уровне совокупность таких образовательных центров формирует устойчивый кадровый резерв для развития беспилотной индустрии. Регион, уделяющий внимание подготовке на школьном и допобразовтельном уровне, получает преимущество в создании инновационных кластеров, привлечении инвестиций в высокие технологии. Образовательные программы становятся первым звеном в цепочке непрерывного образования «школа – колледж/вуз – предприятие». Это напрямую способствует достижению целей национального проекта «БАС 2030» по импортозамещению, технологическому суверенитету и созданию новых высокотехнологичных рабочих мест.

Таким образом, внедрение БАС в дополнительное образование – это не просто модное техническое направление, а стратегическая инвестиция в будущее. Оно закладывает фундамент для формирования нового поколения инженеров, технологов и ответственных пользователей, способных не только адаптироваться к технологическим изменениям, но и активно формировать цифровой ландшафт страны в соответствии с целями национального развития.

4. План

1. Кадры

Реализация программы развития БПЛА в дополнительном образовании требует последовательного и комплексного подхода. Первым и ключевым пунктом является наличие мотивированного педагога с соответствующей квалификацией. Это должен быть не просто преподаватель, а энтузиаст и практик, сочетающий педагогические навыки с техническими компетенциями. Идеальный кандидат — инженер, программист или радиолюбитель, способный не только объяснять теорию, но и чинить дроны, паять платы и уверенно пилотировать. Критически важно, чтобы педагог прошел специализированное обучение, например, по программе подготовки операторов БВС или в «Академии беспилотной авиации», а также постоянно поддерживал и обновлял свои практические навыки. Без такого наставника проект рискует остаться на уровне теории.

2. Оборудование и инфраструктура

Вторым фундаментальным условием выступает грамотное формирование материально-технической базы: оборудование и инфраструктура. Начинать необходимо не с покупки дорогих дронов, а с создания безопасной среды обучения. Основу составляет парк компьютеров с профессиональными симуляторами полета (Liftoff, Velocidrone), на которых отрабатываются все маневры без риска поломок и травм. Параллельно формируется парк аппаратов: начинаем с простых и устойчивых моделей для отработки базовых навыков пилотирования (типа DJI Mini), добавляем FPV-дроны в защитных каркасах для гонок и программируемые платформы для изучения автономных полетов. Отдельно оборудуется инженерная зона с верстаками, паяльными станциями, 3D-принтером и набором инструментов для сборки и ремонта. Важнейший элемент инфраструктуры — безопасный полигон для реальных полетов: это может быть спортивный зал, поле или огороженная площадка на открытом воздухе, оборудованная защитными сетками и строго соответствующий всем требованиям безопасности.

3. Изучение нормативно-правовой базы.

Третьим, не менее важным, этапом является глубокое изучение нормативно-правовой базы по использованию БПЛА. Образовательное учреждение обязано работать строго в правовом поле. Это включает регистрацию в Единой системе учёта БВС Росавиации дронов с массой более 150 граммов, получение необходимых разрешений для полетов (особенно в городской черте), а также разработку и утверждение локальных нормативных актов. Ключевой документ — детальная инструкция по технике безопасности, регламентирующая все аспекты: от условий проведения полетов (погода, место) до действий в нештатных ситуациях. Педагог и учащиеся должны быть под роспись ознакомлены с этими правилами. Правовая грамотность — основа для предотвращения чрезвычайных ситуаций и легитимности всей образовательной деятельности.

4. Программа

Программа должна быть модульной и проектно-ориентированной. Базовый модуль для всех включает безопасность, законодательство, аэродинамику и основы пилотирования на симуляторе. Затем происходит распределение по направлениям: спортивное пилотирование и FPV-гонки, инженерное дело (сборка, настройка, апгрейд), программирование (автономные полеты на Python, компьютерное зрение) и прикладное применение (аэрофотосъемка, картография). Каждый курсовый цикл завершается практическим проектом: созданием видеоролика, 3D-модели местности, программированием дрона-сортировщика или подготовкой к гонке. Программа должна быть гибкой, позволяя ученикам переходить от интереса к углубленному изучению.

5. Набор детей

Системное привлечение детей и формирование сообщества. Для этого недостаточно разместить программу в Навигаторе. Нужны яркие моменты: проведение бесплатных мастер-классов и показательных выступлений на школьных праздниках и городских фестивалях, создание эффектного контента в соцсетях (видео с полетов, таймлапсы, истории успеха учеников). Эффективно работает партнерство со школами для проведения «уроков технологии» на своей базе. Важно создать внутри кружка культуру клубного сообщества, где старшие ученики помогают младшим, а результаты проектов публично презентуются родителям и партнерам. Это превращает обучение из курса в значимую часть жизни подростка.

6. Участие в соревнованиях и конкурсах.

Это дает детям мотивацию, выводит обучение на соревновательный уровень и позволяет оценить свои навыки на внешней арене. Необходимо целенаправленно готовить команды к участию в таких мероприятиях, как WorldSkills Russia (компетенция «Эксплуатация БАС»), Олимпиада НТИ, «Инженерные кадры России» или региональные турниры по дрон-рейсингу. Участие, а тем более победы, серьезно повышают статус образовательной программы, привлекают внимание спонсоров и новых учащихся, а для детей становятся предметом настоящей гордости и строчкой в портфолио.

7. Повышение квалификации.

Это касается не только педагога, который должен следить за технологическими трендами, посещать профильные выставки и обновлять свои курсы повышения квалификации. Это также относится к самой программе, которую нужно ежегодно актуализировать, и к материальной базе, требующей постепенного обновления. Более того, необходимо создавать возможности для роста самих учащихся: привлекать их к помощи в проведении мастер-классов, давать менторские функции, организовывать встречи с профессионалами из индустрии (операторами, инженерами, разработчиками). Таким образом, система становится саморазвивающейся, где каждый элемент мотивирован на рост, что и обеспечивает долгосрочную устойчивость и актуальность образовательного предложения в быстро меняющейся сфере беспилотных технологий.

Предполагаемые модули будущей программы по БАС в дополнительном образовании и их краткое описание:

1. Вводно-правовой: Безопасность, законы, устройство дрона.

2. Пилотажный: Полет от первого лица (FPV), симулятор, гоночные трассы, трюки.

3. Инженерный: Сборка, пайка, ремонт, апгрейд, 3D-печать деталей.

4. Программный: Автономные полеты на Python, создание миссий, компьютерное зрение.

5. Аэросъемка: Видеография, фотограмметрия, создание 3D-карт и моделей.

6. Спецприменение: Мониторинг (эко, инспекции), логистика (доставка грузов), роевые технологии.

7. Соревновательный: Подготовка к чемпионатам (WorldSkills), решение комплексных проектных кейсов.

Пример технологическая карты занятия: «Введение в мир беспилотных технологий»

1. Базовая информация:

Тема: Что такое беспилотники? Основы, устройство, применение.

Группа: Учащиеся школы

Тип занятия: Комбинированный (объяснение, демонстрация, диалог).

Время: 45 минут (1 академический час).

Что нужно по факту: Ноутбук, проектор, экран, простая презентация в PowerPoint или аналоги. Главное: 1-2 реальных, недорогих квадрокоптера (можно самые простые, даже игрушечные, но летающие). Заряженные аккумуляторы к ним.

2. Реальные цели (чего добиваемся за 45 минут):

Дать четкое определение БПЛА и убрать миф, что это "просто игрушка".

Показать на пальцах, из чего состоит дрон и как он летает.

Разобрать 3-4 главные сферы применения.

Обязательно и четко донести правила безопасности и законодательные ограничения.

Вызвать интерес для дальнейших, более глубоких занятий.

3. План занятия:

0-5 мин: Старт и вовлечение.

Что делает педагог: Приветствует группу. Сразу показывает вживую имеющийся дрон. Задает простые вопросы: "Кто это видел в жизни? Кто управлял? Как думаете, для чего он, кроме съемки?".

Суть этапа: Не видео, а "живой" объект вызывает гораздо больший интерес. Формируем тему из ответов учеников.

5-20 мин: Объяснение ключевых понятий (самая важная часть).

Что делает педагог: Дает четкую структуру. Объясняет с помощью слайдов и показывая на реальном дроне:

1. Определение: БПЛА — летательный аппарат без пилота на борту, управляемый с пульта или по программе.

2. Главные части (показываем на устройстве): Рама, моторы с пропеллерами, полетный контроллер ("мозги"), аккумулятор, приёмник.

3. Как летает (принцип): Объясняем на примере отклонения палки в руке: чтобы наклониться вперед, задние моторы крутятся быстрее передних. Всё.

4. Типы: Показываем фото: Мультикоптер (вертикальный взлет, зависание — для съемки, осмотра) и Самолет/Беспилотник с крыльями (долгий полет, большая дальность — для картографии, сельского хозяйства).

20-30 мин: Где это работает? Диалог с группой.

Что делает педагог: Переходит от устройства к применению. Задает наводящие вопросы по каждому сектору:

Кино и медиа (очевидно). "Почему дрон вытеснил вертолет для многих съемок?"

Сельское хозяйство. "Как дрон может помочь фермеру? (Опрыскивание, анализ состояния посевов)".

Сервис и логистика. "Реальна ли доставка пиццы дроном? А перевозка медикаций между больницами?".

Спасатели и инспекции. "Как дрон может помочь при пожаре или осмотре высоковольтной ЛЭП?".

Суть этапа: Ученики сами предлагают идеи. Педагог дополняет и структурирует. Это лучше, чем готовые списки.

30-40 мин: Безопасность и закон — самый важный блок.

Что делает педагог: Говорит жестко и по делу. Основные правила, которые должен знать каждый:

1. Нельзя: Летать над людьми, толпой, частной территорией, возле аэропортов и стратегических объектов.

2. Высота: Максимально разрешенная — 150 метров от земли.

3. Регистрация: Дрон тяжелее 150 г (почти любой, кроме игрушки) обязательно регистрируется в Росавиации. Это не выбор, а закон.

4. Ответственность: Пилот отвечает за все, что делает дрон, включая причинение ущерба.

Суть этапа: Снимаем розовые очки. Управление дроном — это не игра, а область с правилами и последствиями.

40-43 мин: Демонстрация полета (если условия позволяют).

Что делает педагог: В безопасном помещении (спортзал, актовый зал) кратко показывает взлет, зависание, простейшие перемещения и посадку имеющегося дрона. Комментирует действия. Если полет невозможен, просто показывает работу моторов, удерживая дрон в руках.

Суть этапа: Живое действие фиксирует интерес и делает теорию осязаемой.

43-45 мин: Итог и рефлексия.

Что делает педагог: Задает два итоговых вопроса: "Какое применение дронов вас удивило больше всего?" и "Что самое главное нужно помнить, если хочешь им управлять?".

Дает простое домашнее задание: "Найти в интернете один пример неочевидного применения дронов (не фото/видео) и кратко описать его".

Суть этапа: Закрепляем главное: применение + безопасность.

4. Критерии успеха:

Ученики перестают говорить "игрушка", а используют слова "аппарат", "технология", "инструмент".

На вопрос "что нужно, чтобы полетать?" первым делом вспоминают не про деньги, а про регистрацию и правила.

Задают вопросы о том, где этому можно научиться дальше или как выбрать модель.

Источники:

http://government.ru/rugovclassifier/927/about/

https://xn--80aapampemcchfmo7a3c9ehj.xn--p1ai/new-projects/bespilotnye-aviatsionnye-sistemy/tekhnologii/

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/627380-vnedrenie-tehnologij-obuchenija-upravleniju-b