Внедрение робототехники в образовательное пространство школы. Взаимодействие колледжа и школы при введении в учебный процесс кружка интеллектуального направления «Робототехника»



Стремительное развитие робототехники в мире открывает новые возможности во многих областях, а начинать готовить специалистов, которые в будущем выберут профессию в этой области, необходимо с самого младшего возраста. Поэтому, в настоящее время образовательная робототехника в школе приобретает все большую значимость и актуальность. Обучающие различных возрастов вовлечены в процесс создания моделей — роботов, проектирования и программирования робототехнических устройств. Данное направление ориентировано на поддержку среды для научно-технического творчества и обеспечение возможности самореализации учащихся, а также на создание условий для развития личности ребенка, мотивации к познанию и творчеству, обеспечение эмоционального благополучия ребенка, приобщение обучающихся к общечеловеческим ценностям и знаниям.

Ключевые слова: занятие робототехникой, робот, навык взаимодействия, младший школьник, интеллектуальные и творческие способности, внеурочная деятельность.

Современную жизнь очень сложно представить без использования информационных технологий. Интенсивный переход к информатизации общества обеспечивает все более глубокое внедрение информационных технологий в различные области человеческой деятельности. К наиболее перспективным направлениям в этой сфере, без сомнения, можно отнести робототехнику. И это неудивительно, ведь в современном обществе идет внедрение роботов в нашу жизнь, различные процессы заменяются роботами. Сферы применения роботов разнообразны: медицина, строительство, метеорология и т. д. Очень многие процессы в жизни, человек уже и не мыслит без робототехнических устройств. Специалисты, обладающие знаниями в этой области, сильно востребованы. Если ребенок интересуется данным направлением с самого младшего возраста, он может открыть для себя много интересного. Именно поэтому, внедрение робототехники в школах во внеурочное время приобретает все большую актуальность и значимость [4, с.601].

Робототехника — это проектирование, конструирование и программирование всевозможных интеллектуальных механизмов-роботов, имеющих модульную структуру и обладающих мощными микропроцессорами.

Робот — это механическое устройство, предназначенное для автоматического выполнения операций. Роботом называют также специальную программу, выполняющую автоматически и/или по заданному расписанию, какие-либо действия через те же интерфейсы, что и обычные пользователь [3].

Новые стандарты обучения обладают отличительной особенностью — ориентацией на результаты образования, которые рассматриваются на основе системно-деятельностного подхода, который применяется в системе школьного образования.

В условиях реализации требований ФГОС нового поколения школьники должны научиться работать с приборами обратной связи. Обучение детей робототехнике в рамках данной дисциплины может основываться на специальных конструкторах, содержащих программируемое устройство. Основное оборудование на данный момент является семейство конструкторов Lego, позволяющих охватить практически все возрастные группы учащихся, начиная от младших школьников и заканчивая учащимися старших классов. Данное обстоятельство является крайне важным, так как позволяет сохранить преемственность и поэтапность образовательного процесса. В распоряжение детей поступают конструкторы, оснащенные микропроцессором и наборами датчиков. С их помощью обучающийся может запрограммировать робота — умную машинку на выполнение определенных функций. Занятия по Lego-конструированию главным образом ориентированы на развитие изобразительных, словесных, конструкторских способностей. Все эти направления тесно связаны, и один вид творчества не исключает развитие другого, а вносит разнообразие в творческую деятельность [1, с.106].

В рамках социального партнерства между ОГАПОУ «Валуйский колледж» и МОУ «СОШ № 2 с УИОП» г. Валуйки во время прохождения практики в школе студенты помогают учащимся собирать и программировать действующие модели, а затем использовать их для выполнения практических задач. При проведении мастер-классов на внеурочной деятельности кружка «Робототехника» студенты демонстрируют учащимся роботы Lego Mindstorms, показывают видео реально существующих роботов в действии. В результате встречи ребята узнают, какие детали необходимы для того, чтобы роботы «двигались, танцевали, издавали звуки», что «мозгом» робота является специальный программируемый интеллектуальный блок, к которому и подключаются все моторы и датчики. Дети с большим увлечением рассматривают устройство движущейся модели, а благодаря приложению, установленному в телефоне, самостоятельно управляют роботами Lego Mindstorms. На протяжении всего процесса ученики получают знания по естествознанию, технологии, конструированию и математике, т. е. наборы Lego Mindstorms обладают широчайшим учебным потенциалом и могут быть использованы на большинстве технических предметах для повышения эффективности учебного процесса и уровня мотивации обучающихся.

Узнав о возможности создания различных 3D-моделей на основе виртуальных объектов в программе Lego Digital Disigner, дети совместно со студентами строят различные модели с помощью этой программы или выполняют незаконченную конструкцию по условиям: например, достраивают «космический корабль» или «дом для фермера». Интерфейс Lego Digital Disigner прост и удобен для использования детьми школьного возраста: для начинающих пользователей программы есть режим изменений параметров, который позволяет работать с уже созданными моделями (перемещать, увеличивать, уменьшать и предварительно просматривать). Использование огромного разнообразия существующих Lego-элементов позволяет ребятам фантазировать, думать и строить. В ходе работы можно наблюдать заинтересованность учащихся миром конструирования.

В современном мире занятия робототехникой становятся очень популярными. Подрастающему поколению такие занятия помогают сформировать и развить логическое и системное мышление, интеллектуальные способности, а также учиться творчески подходить к процессу решения задач различного уровня сложности [6, с. 327].

Введение элементов робототехники в школьные предметы позволило заинтересовать учащихся, разнообразить учебную деятельность, использовать групповые активные методы обучения, решать задачи практической направленности. Программирование реального робота помогает увидеть законы математики не на страницах тетради или учебника, а в окружающем мире. Дети с большим удовольствием посещают занятия, участвуют в различных конкурсах. Робототехника в школе дает возможность обучающимся развивать коммуникативные способности, навыки взаимодействия, самостоятельность при принятии решений, раскрывает их творческий потенциал. Ученики лучше понимают, когда они что-либо самостоятельно создают или изобретают [5. с. 167].

Если обучающийся интересуется данной сферой с начальной школы, он может открыть для себя много интересного и, что немаловажно, развить те умения, которые ему понадобятся для получения профессии в его будущем. Конечно же, занятия робототехникой не означают, что все дети захотят стать программистами и роботостроителями, инженерами, исследователями. В первую очередь занятия рассчитаны на общенаучную подготовку школьников, развитие их мышления, логики, математических способностей, исследовательских навыков. Доминирующей целью использования образовательной робототехники в системе образования является овладение навыками технического конструирования и моделирования, изучение понятий конструкции и основных свойств (жесткости, прочности, устойчивости), навыков взаимодействия в группах, парах (элементы сотрудничества) [2, с. 57].

Итак, в российских образовательных программах робототехника приобретает все большее значение. Учащиеся российских школ вовлечены в проектирование и программирование робототехнических устройств, с применением Lego-роботов. Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод о том, что заинтересованность школьника изучением робототехники путем создания простейших автоматов-игрушек своими руками в дальнейшем приведет к заинтересованности в углубленном изучении системных дисциплин, таких как радиоэлектроника, программирование и механика, и это может стать решающим фактором в выборе дальнейшей профессии, связанной с использованием новейших технологий.

Литература:

1. Гайсина И. Р. Развитие робототехники в школе // Педагогическое мастерство: материалы II Междунар. науч. конф. (г. Москва, декабрь 2012 г.). — М.: Буки-Веди, 2012. — с. 105–107.

2. Григорьева Л. Ю. Применение метода проектов во внеклассной работе с использованием Lego / Л. Ю. Григорьева, С. Н. Фортыгина // Инновационные технологии научного развития: сб. науч. тр. — Уфа: Аэтерна. — 2017. — с.56–58

3. Информационный портал. Электронный ресурс. Викпедия. https://ru.wikipedia.org/

4. Копосов Д. Г. Начала микроэлектроники на уроках информатики // Всероссийский съезд учителей информатики. Москва, МГУ имени М. В. Ломоносова. 24–26 марта 2011: Тезисы докладов. — М: Издательство Московского университета: 2011. — с. 600–602.

5. Филиппов, С. А. Робототехника для детей и родителей / С. А. Филиппов. — Л.: Наука, 2013. — c. 162–169

6. Юревич, Е. И. Основы робототехники — 2-е изд., перераб. и доп. — СПб.: БХВ-Петербург, 2005. — с. 325–328