• car

  • slide2
  • slide3
  • slide4
  • slide5
  • slide6
  • slide7
ET CETERA > Технологии > Робототехника: шаг в будущее

Робототехника: шаг в будущее

Опубликовано . || Технологии

В последнее время в России все чаще и чаще говорят о робототехнике. На сегодняшний день – это уже не только специальность в технических ВУЗах или специализация электротехнических предприятий.

20110425181442!U-NXTСегодня робототехника – это еще и спорт, хобби и просто прекрасный отдых российских школьников. Развитие науки и техники в последние несколько лет не могло не повлиять на структуру увлечений и интересов детей и подростков. На смену авиамоделизму и судостроению приходят космические корабли, радиоуправляемые модели и роботы.

Образовательная робототехника — цикл мероприятий в средней школе или образовательных учреждениях дополнительного образования, в котором программирование и конструирование объединяясь позволяют формировать навыки технического творчества, мотивируют школьников на изучение точных наук и обеспечивают их раннюю профессиональную ориентацию.

Образовательная робототехника – относительно новое для нашей страны явление. Тем не менее, в последнее время она все активнее развивается и распространяется по удаленным уголкам страны.

Современный российский учитель или преподаватель центра технического творчества оснащен методической и учебной литературой, которой в нашей стране издается немало. Кроме того, уже давно нет проблем с приобретением оборудования и материалов для занятий. Сегодня на российском рынке представлены конструкторы практически всех известных мировых производителей Lego, FischerTechnik, RoboRobo, WeX IQ, Bioloid STEM, ITS и других.

LEGO_EV3Таким образом, в настоящее время образовательная робототехника все больше и больше набирает обороты в России — все больше учебных центров открывается не только в крупных городах центральных регионов, но и в небольших районных центрах.

Но когда образовательный центр выбирает учебную программу, по которой ему предстоит двигаться в ходе работы со школьниками по данному предмету, перед ним встает вопрос — какое направление им выбрать. Yа текущий момент существует, как минимум, два подхода к обучению школьников робототехнике: робоспорт и STEM-робототехника. Отличаются они друг от друга примерно также, как различаются спорт высоких достижений (олимпиадное движение) и физкультура. У них разные цели и разные методики обучения.

 

РОБОСПОРТ

Задача первого подхода — научить ребят решать олимпиадные задачи, подготавливать конкурсные проекты, выбрать из массы школьников наиболее талантливых, которые могли бы представлять школу, район, область или даже страну на всевозможных соревнованиях и выставках. А соревнований очень много: World Robot Olympiad, Международные состязания роботов, Hello, Robot!, RoboCup Junior, множество локальных состязаний

Методика обучения в таких случаях сводится к следующим шагам:

1. познакомить обучаемых с элементной базой и базовыми конструкциями

2. познакомить обучаемых с основными конструкциями языка программирования

3. научить обучаемых решать классические задачи: движение по линии, обнаружение препятствий и их объезд, выход из лабиринта (т.е. вводятся понятия регулирования и state-машин)

4. взять регламенты очередных состязаний и итеративно решать задачу конструирования и программирования робота, для подготовки к данному состязанию

Довольно часто, это довольно эффективные выверенные методики подготовки, которые при правильном подходе преподавателя к обучению дают высокий результат. Школьник, решивший достаточно большой объем данных задач, может уметь комбинировать разные решения вместе, подготавливаясь к соревнованиям более сложного уровня.

Даже подготовка творческих проектов к выставкам происходит по подобной схеме: знания по решению той или иной прикладной задачи уже приобретаются в ходе работы над самим проектом. Эти знания, по природе приобретения, не имеют четкой системы и, довольно часто, направлены на частное использование.

Android_Hig_p_Main.0У данного подхода есть, очевидно, и плюсы и минусы. Основным плюсом, является высокая мотивация школьников поскольку они видят результат, получаемый в сравнительно небольшие сроки — робот готовиться к состязаниям, робот побеждает. Также мотивирует и соревновательный эффект — хочется побороться за звание лучшего робототехника школы, области или даже мира. Также, выбирая соревновательную робототехнику, учебное заведение сможет уже в ближайшем будущем показывать какой-то публичный результат — обучающиеся будут участвовать в соревнованиях, директора и тренера будут получать благодарственные письма, методические отделы смогут отчитываться о достигнутых результатах, а значит и об эффективности затраченных средств. Именно благодаря этим плюсам, робототехника с 2002 года в России стала набирать свои обороты — сейчас в спортивном движении в нашей стране, по данным World Robot Olympiad, свыше 3 тысяч команд.
Минусы «спортивной» робототехники вытекают из плюсов: быстрый результат не значит быстрое приобретение качественных знаний, высокая мотивация на победу приводит к тому, что школьники перегорают, если долгое время не занимают никаких призовых мест. Явная направленность на участие в как можно больших состязаниях приводит к тому, у педагога не бывает много времени, чтобы адекватно выстроить учебный процесс, поскольку после участия в одном состязании сразу начинается подготовка к другому. А это, в свою очередь, означает, что учащиеся, в большинстве своем, умеют решать только небольшой набор задач, знания их неглубокие и узко специализированные.
STEM
BIOLOIDВ противоположность предыдущему подходу в образовательной робототехнике, можно поставить подход STEM — Science Technology Engineering Mathematics (иногда еще называют STEAM, добавляя Art). Данная парадигма пришла к нам с Запада, где занятия по робототехнике давно уже обосновались в школах, курируемые крупными университетами. В ходе этих занятий ребята не только и не столько занимаются робототехникой, сколько используют ее, как некий интерактивный элемент, с помощью которого некие теоретические знания закрепляются на практике. Теоретические знания могут быть, как по точным наукам: математике и физике, так и по естественным: химии, астрономии, биологии, экологии.
Одним из ярких и простых примеров закрепления знаний из школьного курса математики является расчет траектории движения робота. В зависимости от уровня знаний здесь могут использоваться как и обычный метод проб и ошибок, так и научный подход: здесь им могут понадобиться и свойства пропорции (6-7 класс), и знание формулы длины окружности (8-9ый) и даже тригонометрия (10-11 класс).

Большое значение, в занятиях по STEM-робототехнике, уделяется также так называемым soft skills — школьники объединяются в проектные команды, оттачивая свои навыки по совместной работе, коммуникации, презентации и умению давать обратную связь. Весь курс, в таком случае, разбит на серию модулей, в ходе каждого из них происходит создание полноценного проекта: с планированием времени и ведением инженерной тетради, с декомпозицией, с разделением членов команд на роли и даже со сдачей проекта заказчику-педагогу.
Вообще, курс в таких случаях подчинен какой-то общей теме: космосу, сельскому хозяйству, экологии, спорту и т.п. Даже коммерческие компании, активно поддерживающие образовательную робототехнику, поняли необходимость подготовки обучающих материалов для таких программ, и, таким образом, появились образовательные наборы «Green City» и «Space Challange».

Важной частью учебной программы является привязка к реальному миру, за счет чего учитель повышает уровень эрудированности учащихся, рассказывая о явлениях в жизни и исторических событиях, связанных с тем или иным модулем. Ребята рассматривают данные факты с точки зрения науки, с помощью педагога анализируют их, учатся делать выводы.
31313_box2_in_v112Да, темп приобретения чисто робототехнических знаний в таких занятиях не очень высокий. Но на лицо, более системный подход и разнообразие форм получения и закрепления знаний. Примечательно, что даже в таком подходе, в конце даже самого базового курса, ребята также могут принять участие в состязаниях. Для программ STEM наиболее подходящими будут состязания FIRST LEGO League и FIRST Technical Challenge — здесь соревнуются не только роботы, но и сами команды: оценивается командный дух, инженерная проработка проекта, умение делать презентацию.
Поскольку STEM-программы нацелены на приобретение и закрепление фундаментальных знаний, на развитие навыков необходимых современному ученому и инженеру, именно они подходят больше всего для интеграции в современную школу. С учетом роста спроса на IT-специалистов данный подход к образовательной робототехнике приобретает все большую популярность — его внедряют в школу не только высшие учебные заведения, но и простые учителя.
Традиционно, ничто вокруг нас не черно-белое. Поэтому и образовательные программы, связанные с робототехникой в России тоже редко бывают чисто спортивными или чисто STEM. По мнению большинства педагогов, эти два направления – лишь компоненты, которые помогут сформировать полноценную образовательную программу и сделают развитие ребенка в области технического творчества целостным, даст выпускнику школ инструмент, благодаря которому он сможем трансформировать свое детское хобби в профессиональный интерес, дело всей своей жизни.

Поделиться в соц. сетях

Опубликовать в Facebook
Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Яндекс

The following two tabs change content below.

Метки:

Trackback from your site.

Leave a comment

You must be logged in to post a comment.

Пишите нам: etcetera@4uit.ru
Интернет-журнал ETCETERA. Информационно-аналитический портал об экономике, технологиях, культуре, образовании, спорте и отдыхе