В современном обществе идет внедрение роботов в нашу жизнь, очень многие процессы заменяются роботами. Сферы применения роботов различны: медицина, строительство, геодезия, метеорология и т.д. Очень многие процессы в жизни, человек уже и не мыслит без робототехнических устройств (мобильных роботов): робот для всевозможных детских и взрослых игрушек, робот – сиделка, робот – нянечка, робота – домработница и т.д. Специалисты, обладающие знаниями в этой области сильно востребованы. И вопрос внедрения робототехники в учебный процесс актуален. Если ребенок интересуется данной сферой со школьного возраста, он может открыть для себя столько интересного. Поэтому, внедрение робототехники в учебный процесс и внеурочное время приобретают все большую значимость и актуальность.

Образование в области естественнонаучных, технических, инженерных и математических дисциплин играет самую важную роль в подготовке учащихся к изучению научно-технических дисциплин. Уроки робототехники оказываются надёжным способом привить ученикам способности в области естественных наук, техники, инженерии и математики, нужные для поиска работы в будущем. С помощью робототехники учащиеся непринуждённо и увлечённо овладевают нужными для XXI века знаниями и навыками, в том числе, умением составлять программные коды, конструировать механизмы и вести научные исследования.

Робототехника – это область техники, связанная с разработкой и применением роботов, а также компьютерных систем для управления ими, сенсорной обратной связи и обработки информации.

Введение элементов робототехники в школьные предметы позволит заинтересовать учащихся, разнообразить учебную деятельность, использовать групповые активные методы обучения, решать задачи практической направленности. Программирование реального робота поможет увидеть законы математики не на страницах тетради или учебника, а в окружающем мире. Программирование роботов позволяет без усилий организовать межпредметные связи информатики с математикой и физикой, при специальной подготовке учителя и наличии методических материалов – с кибернетикой, физиологией и психологией [1].

Уже первые уроки робототехники дадут ученику, и учителю, понимание разницы между виртуальным и реальным миром. Например, если Черепахе на экране монитора компьютера дать команду «вперед 10», то Черепаха нарисует прямую линию, и пройдет ровно 10 шагов. Роботу можно дать точно такую же команду. Однако, то, что он проедет по прямой линии и на указанное расстояние уже менее вероятно. Почему? Это уже постановка задачи первого исследования. Возможно, неудачна конструкция робота или влияют внешние условия. Можно ли исправить это отклонение программным методом?[2].

Учебные занятия по робототехнике способствуют развитию конструкторских, инженерных и общенаучных навыков, помогают по-другому посмотреть на вопросы, связанные с изучением естественных наук, информационных технологий и математики, обеспечивают вовлечение учащихся в научно-техническое творчество. В процессе работы учащиеся имеют возможность проявить инициативу, лидерские качества и творческие способности.

Сейчас появилось много конструкторов-наборов для создания программируемого робота:

  • LEGO Mindstorms — это конструктор (набор сопрягаемых деталей и электронных блоков) для создания программируемого робота. Впервые представлен компанией LEGO в 1998 году. Все школьные наборы на основе LEGO® конструктора ПервоРобот NXT предназначены чтобы ученики в основном работали группами. Поэтому, учащиеся одновременно приобретают навыки сотрудничества, и умение справляться с индивидуальными заданиями, составляющими часть общей задачи.[3]
  • Конструктор на основе микрокомпьютера Знаток “Первые шаги в электронике” B состоит из 15 схем, позволяющих узнать строение и функции светодиодного фонарика, транзистора, а также собственноручно собрать звуковую схему. Набор подходит для детей возрастом от 5 лет для ознакомления с основами физики и ее законов. Процесс соединения деталей является абсолютно безопасным, так как не подразумевает применение паяльника, а использует монтажные провода и платы, прищелкивающиеся друг к другу. Детали закрепляются посредством платяных кнопок. Конструктор дает возможность собрать базовые электроэлементы: проводники, транзисторы, звуковые динамики, проблесковые светодиоды, выключатели и др.
  • Конструктор на основе микрокомпьютера Матрешка X изготовлен в виде микрокомпьютера. Модель разновидности класса Hi-Tech функционирует на базе платформы Arduino Uno и предназначена для юных хакеров. В набор входит более ста деталей, универсально соединяющихся друг с другом. С помощью различных радиодеталей, проводов и макетных плат можно создавать авторские электронные устройства. Данная модель служит хорошим стартом и может быть дополнена конструкторами идентичной фирменной линейки. Конструктор Матрешка Х позволит воплотить на практике фундаментальные знания о законах электричества, полученных в средней школе. Также юные пользователи получат навыки в составлении около двадцати микросхем.
  • Электронный конструктор Микроник разработан для детей от семи лет. Это интерактивная игрушка, которая сможет надолго заинтересовать будущих лауреатов Нобелевской премии. При помощи конструктора Микроник можно создать мини-бочонок с электричеством, светофор, маяк, светильничек, диммер, стробоскоп и даже кодовый мини-замок. Ребенок сможет провести небольшой железнодорожный эксперимент или смастерить клаксон, поставить на любимые игрушки крошечную сигнализацию или собрать настоящий таймер.
  • Конструктор на основе микрокомпьютера Малина Z серии «Амперка» позволяет создать механизм устройства, которое не шумит, почти не потребляет электричество и миниатюрно по размерам. Теория воплощается в практику благодаря настоящему конструктору, базирующемуся на одноплатной системе Raspberry Pi. С ее помощью за короткое время создается полноценное программное обеспечение Linux. В набор входит 41 деталь. Конструктор Малина Z поможет не только освоить систему Linux, но и познакомиться с функционалом Bash, получить навыки программирования с Python, создать игру на Scratch. Набор позволяет усовершенствовать домашний веб-сервер. В состав комплекта входят электронные компоненты, провода и плата для микросхем. С помощью различных деталей (реле, сенсоров, моторов) можно подключаться к внешним электронным устройствам и регулировать их работу. Модель оснащена более полной комплектацией в отличие от базового варианта. Рекомендуемый возраст для участия – 14 лет и старше.
  • Конструктор на основе микрокомпьютера Амперка рассчитан на 17 уроков по 45 мин, является готовым учебным курсом. Обеспечивает знакомство детей с настоящим прикладным программированием и микроконтроллерами. Позволяет собственноручно создать электронное устройство. На практике демонстрирует законы электричества и теоретическую информатику. Начало прохождения курса требует минимальных базовых знаний предмета. Образовательный набор Амперка содержит 264 детали и состоит из трех глобальных элементов. Электронные детали, необходимые для создания моделей, размещены в пластиковом органайзере. Учебное пособие из 17 параграфов соответствует заявленному количеству уроков и предполагает практику в каждом из них. Онлайн-поддержка разделена на два сектора, в которых делятся опытом и задают вопросы ученики и педагоги. Применяется как в школе, так и во внешкольных секциях. В процессе создания модели не используется опасный паяльник – применяются макетные провода и доски, которые защелкиваются между собой.[4]

Робототехника – профессия будущего, профессия мечты. Робототехника в общеобразовательной школе – это огромный шаг к технологиям будущего, к развитию и совершенству самодостаточной личности.

 

Литература:

  1. «Особенности изучения робототехники в школе.», Петракова О.В., АлтГПА, Ракитин Р.Ю., доцент АлтГПА, http://robot.uni-altai.ru/metodichka/publikacii/osobennosti-izucheniya-robototehniki-v-shkole
  2. «Робототехника в средней школе – практика и перспективы», Ушаков А. А., г.Барнаул, http://robot.uni-altai.ru/metodichka/publikacii/robototehnika-v-sredney-shkole-praktika-i-perspektivy
  3. «Робототехника в школе», http://semenov.21204s01.edusite.ru/p46aa1.html
  4. «Электронные конструкторы», http://www.dns-shop.ru/