Архив Галактики

Как «аршином общим» измерить уровень робототехники в своей школе

KosachenkoSV's blog / 17.06.2013

Актуальность внедрения образовательной робототехники (ОРТ) в общеобразовательные учреждения становится все более очевидной.

Главная проблема, требующая скорейшего внедрения образовательной робототехники в школы и даже детские сады: прогрессирующий дефицит квалифицированных инженерно-технических кадров на рынке труда РФ.

Внедрение образовательной робототехники (далее ОРТ) в школах позволяет решать следующие задачи:

1. Создание в ОУ образовательной среды, основанной на лабораториях инженерной направленности, где учащиеся изучают информатику в неразрывной связи с вопросами физики и математики.
2. Обеспечение равного доступа школьников к освоению передовых технологий, получению практических навыков их применения.
3. Вовлечение школьников в научно-техническое творчество, формирование и развитие потребностей технического творчества у обучающихся, ранняя профориентация.
4. Создание творческого сообщества увлеченных робототехникой учащихся.
5. Выявление, обучение, сопровождение одаренных детей, обеспечение соответствующих условий для их образования и творческого развития.
6. Организация высоко мотивированной учебной деятельности школьников по пространственному конструированию, моделированию, программированию и автоматическому управлению.
7. Повышение мотивации к изучению наук естественнонаучного цикла: физики, математики, информатики (основ теории управления, кибернетики, искусственного интеллекта, логики, алгоритмизации).
8. Демонстрация перспективности обновления содержания курсов «Физика», «Информатика» и «Технологии» на базе современных моделирующих и программных средств.
9. Создание системы межпредметного взаимодействия и межпредметных связей информатики, технологии, математики и физики.
10. Пропедевтика инженерного образования со школьного возраста.
11. Социализация школьников посредством проведения соревнований по образовательной робототехнике.

• Уровень вхождения — на этом уровне ОУ только пробует внедрять ОРТ в свою практику, для чего приобретает некоторое стартовое робототехническое оборудование, понятное без особой подготовки педагогам родственных предметов (учителям информатики, технологии, физики). Чаще всего на роль таких несложных робототехнических наборов подходит LEGO Mindstorms NXT2.0 (в 2013г. вышла новая версия EV3).
• Начальный уровень — данный уровень характеризует ОУ, которые уже прошли шаги по апробации ОРТ и начинают проводить систематические занятия по образовательной робототехнике своих обучающихся. На этом этапе для учебных занятий помимо самих робототехнических наборов требуется наличие учебных полей, на которых собранные детьми роботы должны выполнять те или иные задания, ориентируясь в пространстве по сенсорам и датчикам. Для самостоятельного изготовления полей в ход часто идут изолента разных цветов, рисование учебных зон на ватмане, использование цветной бумаги и цветной пленки «самоклейки», но все это временно, ненадежно и «одноразово», поэтому в итоге приходит понимание, что нужно заказывать печать полей на прочной банерной ткани.
• Средний уровень — этого уровня ОУ достигает тогда, когда занятия по ОРТ проводятся систематически и школьники активно участвуют в конкурсах и соревнованиях, при этом требуется расширение возможностей робототехнических наборов, поэтому приобретаются дополнительные ресурсные наборы. Также в кабинетах, где проводится образовательная робототехника, используются стационарные учебные поля, выполненные из ЛДСП, но при этом обладающие хорошей универсальностью для обеспечения вариативности заданий, такие как, например, «траектория-пазл» https://docs.google.com/file/d/0B8vjcytjcf-...mhZdnJoRnM/edit и «лабиринт-пазл» https://docs.google.com/file/d/0B8vjcytjcf-...URtblAwdTg/edit
• Высокий уровень — характеризует те ОУ, в которых приходит понимание ограниченности ЛЕГО-наборов, что робототехника состоит не только из механики и программирования, но и микроэлектроники, поэтому такие ОУ вводят в образовательную практику занятия по микроэлектронике, чаще всего на базе контроллеров Arduino или RaspberryPI. В этих ОУ больше уделяют внимание расширению имеющихся стандартных робототехнических наборов дополнительными датчиками и сенсорами, знакомят обучающихся с робототехническими наборами, рассчитанными на более высокий уровень технической подготовки. Такие ОУ становятся центрами по организации и проведению робототехнических соревнований, поэтому приобретают (часто изготавливают самостоятельно) и используют стационарные учебные поля для спортивных регламентов по ОРТ и спецоборудование: измерительный куб, измерительный цилиндр, весы.
• Продвинутый уровень — это уровень первопроходцев-пионеров, которые внедряют в свою образовательную практику на занятиях ОРТ не только изучение механики, электроники и программирования, но и исследования учащихся в области конструкционных материалов, самостоятельное проектирование и изготовление деталей и узлов для конструирования собственных роботов. Для этого ОУ необходимо комплектовать свои лаборатории робототехники станками с ЧПУ, 3D-принтерами, 3D-сканерами. Такие ОУ создают развивающую среду, в которой знакомят учащихся с квадрокоптерами, сложными манипуляторами и т.д. Обучающиеся не только используют расширенный набор датчиков к стандартным робототехническим наборам, но и самостоятельно проектируют и создают датчики и сенсоры для своих роботов.