Kurso „Mokomoji robotika“ atviros pamokos santrauka. Galvok rankomis. Kokie yra robotikos praktikos pranašumai? Organizacinis etapas. Pamokos tikslo ir uždavinių nustatymas

Siūlyčiau vaikų edukacinės veiklos santrauka 10-12 metų (vidurinės grupės mokiniai) tema „Robotikos džiunglėse“. Šis darbas bus naudingas tiek mokyklos mokytojams, tiek papildomo ugdymo darbuotojams (klubų vadovams). Jūsų dėmesiui, kuriuo siekiama ugdyti moksleivių smalsumą, ugdyti domėjimąsi technikos sritimis, inžinierių ir programuotojų darbu. Daugiau informacijos čia: https://repetitor.ru/repetitors/informatika, rasite daug įdomių dalykų

Tikslas: ugdyti vaikų idėjas apie tai, kas tai yra robotika, kokia jo istorija, paskirtis ir vieta šiuolaikiniame pasaulyje.

Demonstracinė medžiaga:

• Pristatymas tema „Robotikos ir Lego konstruktorių istorija“,
• video "Džiunglės".

Dalomoji medžiaga: „Lego Education 9580“ konstravimo rinkiniai

Metodinės technikos: pokalbis-dialogas, žaidimo situacija, pristatymo peržiūra, pokalbis, teminis kūno kultūros užsiėmimas, eksperimentas, produktyvi moksleivių veikla, analizė, apibendrinimas.

Pamokos santrauka „Robotikos džiunglėse“

Mokytojas: „Sveiki, vaikinai!

Visuose praėjusiuose užsiėmimuose susipažinome su „Lego“ konstruktoriumi ir „Lego Education“ programa. Išmokote surinkti robotus pagal paruoštas instrukcijas ir patys programuoti jų veiksmus. Šiandien skiltyje „Juokingi gyvūnai“ apibendrinsime visas savo žinias, būtent sukonstruosime keturis modelius. 1 skyrius:

• "Riaumojo liūtas"
• "Alkanas aligatorius"
• „Būgnininkė beždžionė“
• "Šokantys paukščiai"

Norėdami tai padaryti, šiandien keliausime į džiungles, bet ne įprastą, o į robotikos džiungles. Keliautojai bus suskirstyti į 4 grupes. Kiekvienas skyrius turi per trumpą laiką surinkti robotą, sukurti programą Lego Education aplinkoje ir „atgaivinti modelį“. Kuri grupė yra energingiausia, draugiškiausia ir greičiausia moksliniuose eksperimentuose išsiaiškiname stebėdami surinkimo greitį ir teisingumą bei roboto elgesį.

Mokiniai pradeda burtis.

Mokytojas: „Kol konstruktoriai užsiėmę darbe, kviečiame Lego robotų srities ekspertus pasikalbėti apie šiuolaikinių konstruktorių ir robotų istoriją.

Studentai: „Robotika (iš robotų ir technologijų; angl. robotics) yra taikomasis mokslas, nagrinėjantis automatizuotų techninių sistemų kūrimą ir yra svarbiausias gamybos intensyvinimo techninis pagrindas.

Svarbiausios bendrosios paskirties robotų klasės yra manipuliaciniai ir mobilieji robotai.

Manipuliavimo robotas- automatinė mašina (stacionari arba mobili), susidedanti iš kelių mobilumo laipsnių manipuliatoriaus formos pavaros ir programos valdymo įtaiso, kuris gamybos procese atlieka variklio ir valdymo funkcijas. Tokie robotai gaminami ant grindų montuojami, pakabinami ir portaliniai. Jie labiausiai paplitę mašinų gamybos ir instrumentų gamybos pramonėje.

Mobilus robotas- automatinė mašina, turinti judančią važiuoklę su automatiškai valdomomis pavaromis. Tokie robotai gali būti ratuojami, vaikščiojami ir sekami (taip pat yra ropojančių, plaukiančių ir skraidančių mobilių robotų sistemų.

Robotinės sistemos populiarios ir švietimo srityje kaip modernios aukštųjų technologijų tyrimų priemonės automatinio valdymo teorijos ir mechatronikos srityse. Jų naudojimas įvairiose vidurinio ir aukštojo profesinio mokymo įstaigose leidžia įgyvendinti „projektinio mokymosi“ koncepciją, kuri yra tokios didelės bendros JAV ir Europos Sąjungos švietimo programos kaip ILERT pagrindas.

Robotinių sistemų galimybių panaudojimas inžineriniame ugdyme leidžia vienu metu ugdyti profesinius įgūdžius keliose susijusiose disciplinose: mechanikos, valdymo teorijos, grandinių projektavimo, programavimo, informacijos teorijos. Sudėtingų žinių paklausa prisideda prie ryšių tarp tyrėjų grupių kūrimo. Be to, jau specializuoto mokymo procese studentai susiduria su būtinybe spręsti realias praktines problemas.

Esamos robotų sistemos švietimo laboratorijoms:

• Mechatronikos valdymo rinkinys
• Festo didaktika
• LEGO Mindstorms
• fischertechnik.

Robotika remiasi tokiomis disciplinomis kaip elektronika, mechanika, kompiuterių mokslas, taip pat radijo ir elektros inžinerija. Yra statybinė, pramoninė, buitinė, aviacija ir ekstremali (karinė, kosminė, povandeninė) robotika. „Lego“ serija tapo svarbiu konstravimo rinkiniu mokantis apie robotus mokykloje.

LEGO(išvertus iš danų kalbos kaip „žaisk gerai“) - žaislų serija, kuri yra dalių rinkiniai, skirti surinkti ir modeliuoti įvairius objektus. LEGO rinkinius gamina LEGO grupė, kurios būstinė yra Danijoje. Štai Danijoje, Jutlandijos pusiasalyje, mažame Bilundo miestelyje, yra didžiausias pasaulyje Legolandas – miestas, pastatytas vien iš LEGO konstruktorių.

Pagrindinis LEGO kompanijos gaminys yra spalvingos plastikinės kaladėlės, mažos figūrėlės ir kt. LEGO gali būti naudojamas statant tokius objektus kaip transporto priemonės, pastatai ir judantys robotai. Tada viską, kas pastatyta, galima išardyti, o dalis panaudoti kitiems objektams kurti. LEGO kompanija pradėjo gaminti plastikines kaladėles 1949 m. Nuo tada LEGO išplėtė savo aprėptį, įtraukdama filmus, žaidimus, konkursus ir septynis pramogų parkus. Tačiau yra daug dizainerio klonų ir padirbinių.

Vyksta pristatymas „Robotų ir lego istorija“.

Mokytojas: „O dabar jaunieji tyrinėtojai dalinsis žiniomis apie džiungles. Jie jums papasakos apie džiungles“.

Mokiniai: „Jungliai – tai medžiai ir krūmai, derinami su aukšta žole. Indijoje gyvenę anglai šį žodį pasiskolino iš hindi kalbos.

Didžiausios džiunglės yra Amazonės baseine, daugumoje Centrinės Amerikos (kur jos vadinamos „selvas“), Pusiaujo Afrikoje, daugelyje Pietryčių Azijos sričių ir Australijoje. Džiunglių medžiai turi keletą bendrų savybių, kurių nebūna augalams, esantiems mažiau drėgno klimato sąlygomis: Daugelio rūšių kamieno pagrindas yra plačios, sumedėjusios iškyšos.

Medžių viršūnes dažnai labai gerai jungia vynmedžiai. Kitos džiunglių ypatybės – neįprastai plona (1-2 mm) medžių žievė. Džiunglėse gyvena plačiažnyplės beždžionės, daugybė graužikų, šikšnosparnių, lamų, sterblinių gyvūnų šeimų, keletas paukščių kategorijų, taip pat kai kurie ropliai, varliagyviai, žuvys ir bestuburiai.

Daugelis gyvūnų, kurių uodegos yra įtemptos, gyvena medžiuose. Yra daug vabzdžių, ypač drugelių, ir daug žuvų. Du trečdaliai visų planetos gyvūnų ir augalų rūšių gyvena džiunglėse. Manoma, kad milijonai gyvūnų ir augalų rūšių lieka neaprašyti.

Leidžiamas „Jungle“ vaizdo įrašas.

Mokiniai naudoja Lego WeDo kurdami riaumojančio liūto, būgninės beždžionės, alkano aligatoriaus ir šokančių paukščių modelius. Mokiniai montuoja robotus, programuoja ir demonstruoja modelius. Atsakingieji skelbia atviroje pamokoje išsikeltų tikslų ir uždavinių analizės lentelės pildymo rezultatus.

Robotų modeliai

Grupė Nr.1.

Mokinys Nr.1.1: „Surinkome „beždžionės-būgnininko“ modelį ir jį užprogramavome. Energija iš nešiojamojo kompiuterio perduodama varikliui, o iš variklio pirmiausia sukasi mažoji pavara, tada žiedinė. Tai savo ruožtu sukasi ašį. Kumščiai pakelia ir nuleidžia mūsų būgnininko letenas. Mums teko užduotis sukurti beždžionę, kuri išmuštų skirtingus ritmus, ir mums pavyko. Keisdami kumštelių padėtį bandėme sukurti skirtingus beždžionės judesius. Pakeitus padėtį, pasikeičia beždžionės letenos smūgių garsas ir laikas.

Studentas Nr. 1.2: „Nepaisant siaubingos išvaizdos, ši didelė, daugiau nei dviejų metrų ūgio beždžionė yra labai draugiška; to paties pulko patinai dažniausiai tarpusavyje nekonkuruoja, o tam, kad lyderis būtų paklustas, užtenka išplėsti akis ir ištarti atitinkamą šauksmą, smogiant sau į krūtinę pirštais. Toks elgesys yra tik veiksmas ir po jo niekada nepuola.

Prieš tikrą puolimą jis ilgai ir tyliai žiūri priešui į akis. Žiūrėti tiesiai į akis yra iššūkis ne tik goriloms, bet ir beveik visiems žinduoliams, įskaitant šunis, kates ir net žmones. Gorilų jaunikliai su mama gyvena beveik ketverius metus. Kai gimsta kitas, mama pradeda atstumti vyresnįjį, bet niekada to nedaro grubiai; ji tarsi kviečia jį pačiam išbandyti savo jėgas suaugus.

Pabudusios gorilos eina ieškoti maisto. Likusį laiką jie skiria poilsiui ir žaidimams. Po vakarienės ant žemės pasikloja savotišką patalynę, ant kurios užmiega“.

Grupė Nr.2.

Studentas Nr. 2.1: Surinkome „riaumojančio liūto“ modelį. Energija perduodama varikliui, kuris energiją gauna iš kompiuterio. Taip varoma pavara, kuri suka karūninį ratą. Karūninis ratas yra sujungtas su ta pačia ašimi, ant kurios pritvirtintos priekinės liūto letenos, kai ašis sukasi, liūtas atsisėda arba atsigula. Parodykime, kaip veikia modelis.

Studentas #2.2:. „Liūtas yra plėšriųjų žinduolių rūšis, vienas iš keturių panterų genties atstovų. Tai antra pagal dydį gyva katė po tigro – kai kurių patinų svoris gali siekti 250 kg. Būdingas liūto bruožas – patinų stori karčiai, kurių nėra pas kitus kačių šeimos atstovus.

Mėgsta atviras erdves, kur randa vėsą retų medžių pavėsyje. Medžioklei geriau turėti platų vaizdą, kad iš tolo pastebėtumėte besiganančių žolėdžių bandas ir susidarytumėte strategiją, kaip geriausia prie jų nepastebėti prieiti. Išoriškai tai tingus žvėris, kuris snūduriuoja ir ilgai sėdi.

Tik tada, kai liūtas yra alkanas ir priverstas persekioti žolėdžių bandas arba kai jis turi apginti savo teritoriją, jis išeina iš savo stulbinimo. Liūtai buvo populiarūs senovėje ir viduramžiais kultūroje, jie atsispindėjo skulptūroje, tapyboje, tautinėse vėliavose, herbuose, mituose, literatūroje, filmuose.

Grupė Nr.3.

Studentas Nr. 3.1: Surinkome „alkano aligatoriaus“ modelį. Energija iš kompiuterio perduodama varikliui, kuris suka žiedinę pavarą. Ši pavara yra sumontuota vienoje ašyje su skriemuliu. Ant mažo skriemulio uždedamas diržas, kuris judesį perduoda dideliam skriemuliui. Jis atidaro ir uždaro aligatoriaus burną. Pademonstruokime, kaip veikia modelis: įkišti žuvį – burna užsidaro, išimti žuvį – burna atsidaro.

Studentas Nr. 3.2: „Aligatorius yra gentis, kuriai priklauso tik dvi šiuolaikinės rūšys: Amerikos (arba Misisipės) aligatorius ir Kinijos aligatorius. Dideli aligatoriai turi raudonas akis, o mažesni - žalias. Pagal šį ženklą aligatorius gali būti aptiktas naktį. Didžiausias kada nors istorijoje užfiksuotas aligatorius buvo aptiktas saloje JAV Luizianos valstijoje – jo ilgis buvo . Buvo pasverti keli milžiniški egzemplioriai, iš kurių didžiausias svėrė daugiau nei toną.

Pasaulyje yra tik dvi šalys, kuriose gyvena šios genties atstovai – Jungtinės Amerikos Valstijos ir Kinija. Kinijos aligatoriui gresia pavojus. Amerikiečių aligatorius gyvena rytinėje JAV pakrantėje. Vien Floridoje jų skaičius viršija 1 milijoną individų. Vienintelė vieta Žemėje, kur sugyvena aligatoriai ir krokodilai, yra Florida.

Dideli patinai gyvena vienišą gyvenimo būdą, laikosi savo teritorijos. Mažesni patinai gali būti matomi didelėmis grupėmis arti vienas kito. Stambūs individai (tiek patinai, tiek patelės) gina savo teritoriją maži aligatoriai tolerantiškesni tokio pat dydžio individams.

Skirtumas tarp krokodilo ir aligatoriaus: didžiausias skirtumas yra jų dantys. Kai krokodilo žandikauliai uždaromi, matosi didelis ketvirtas apatinio žandikaulio dantis. Aligatoriuje šiuos dantis dengia viršutinis žandikaulis. Juos galima atskirti ir pagal snukučio formą: tikro krokodilo snukis aštrus V formos, o aligatoriaus – bukas U formos snukis.

Aligatorius

Grupė Nr.4.

Studentas Nr. 4.1: „Sukonstravome „šokančių paukščių“ modelį. Energija perduodama varikliui, o pavara sukasi iš kompiuterio. Jis sumontuotas ant tos pačios ašies su skriemuliu, kuris taip pat sukasi. Prie skriemulio viršaus pritvirtinamas paukštis, ant skriemulio uždedamas diržas. Kai skriemulys sukasi, diržas juda ir sukasi kitą skriemulį. Mūsų tikslas buvo sukurti struktūrą, kurioje paukščiai suktųsi iš pradžių viena kryptimi, o paskui – skirtingomis kryptimis. Pademonstruokime, kaip veikia modelis: perjungdami pavaras galite sukti paukščius įvairiomis kryptimis.

Pamažu aukštosios technologijos tampa kasdienybės dalimi: „protingi namai“, interaktyvios meno parodos, pokalbių robotai. Nenuostabu, kad programavimo ir robotikos pagrindų jie pradeda mokyti dar prieš mokyklą. Robotikos centrai ir inžinierių klubai atsidaro vis dažniau. Įvairių šaltinių duomenimis, Rusijoje yra apie 400 su robotika ir IT susijusių klubų, kol kas nėra oficialios statistikos. Ir šis skaičius tik augs.

Nuo jaunųjų inžinierių ir radijo mėgėjų rato iki Robotikos skyriaus

Robotika į ugdymo procesą integravosi organiškai ir beveik tyliai. 2016 metais robotai mirksi šviesos diodais visų lygių ugdymo įstaigose: nuo darželių iki universitetų, bet labiausiai – mokyklose. Robotika yra laikoma priemone, skirta nuodugniai tyrinėti tokias disciplinas kaip informatika, fizika ir technologijos. Todėl moksleiviai robotikos užuomazgų gali pažinti ne tik būreliuose, bet ir mokyklose bei universitetuose, kur robotai vis dažniau įvedami į ugdymo procesą.

Papildomo ugdymo būrelio sistema ypač gerai žinoma vyresnės kartos žmonėms iš buvusių SSRS sąjunginių respublikų šalių. Nemokamas sovietinis švietimas buvo dosniai papildytas užklasine veikla rūmuose ir pionierių namuose (Vikipedijos duomenimis, 1971 m. veikė 4400 „rūmų“).

Erdvinį mąstymą būsimuosiuose inžinieriuose ugdė techninio modeliavimo ir projektavimo klubai bei radijo dirbtuvės. Mokiniai nuo nulio kūrė automobilių ir lėktuvų modelius, išmoko dirbti su įranga (tekinimo staklėmis, deginimo staklėmis, dėlionėmis ir dildėmis), susipažino su elektros principais.

Sovietinė inžinerinių techninių specialybių, kurios dalis buvo ir „rateliai“, švietimo sistema buvo laikoma viena geriausių pasaulyje. Šiandien įprasta daugiau kalbėti apie švietimo trūkumus Rusijoje, o Amerikos ir Azijos švietimo įstaigos užima lyderio pozicijas technologijų srityje.

Kartu su SSRS žlugimu smuko ir papildomo ugdymo bei būrelių kultūra. Veikla tapo mokama, o temos prarado įvairovę: išpopuliarėjo sporto sekcijos, šokių ir meno mokyklos. Jau dabar galima spręsti apie tokio ugdymo meniu pakeitimo įtaką visos kartos vaikų. Universiteto absolventai, turintys humanitarinių mokslų diplomus, neranda darbo, o įmonės dienomis desperatiškai ieško inžinierių.

2000-aisiais susidomėjimas robotika švietime tapo vis labiau pastebimas. Nuo 2002 m. Rusijoje vyksta vietinės ir tarptautinės robotų varžybos. Tuo pat metu susikūrė Rusijos mokomosios robotikos asociacija (RAER). Nuo 2008 m. visos Rusijos edukacinis ir metodinis mokomosios robotikos centras (VUMTSOR) veikia RAOR pagrindu - organizacija tiekia vadovus ir teikia visiems teisinę informaciją bei rekomendacijas dėl robotikos klubo atidarymo.

Be to, nuo 2008 m. Olego Deripaskos Volnoye Delo fondas pradėjo Robotikos programą, kuri remia edukacinius ir konkurencinius projektus.

2014 metais valstybiniu lygiu pradėta kalbėti apie robotus. ASI (Strateginių iniciatyvų agentūra, steigėjas – Rusijos Federacijos Vyriausybė) paskelbė Nacionalinę techninę iniciatyvą. Pasaulinė NTI idėja – iki 2035 m. Rusiją pakelti į konkurencingą aukštųjų technologijų rinkos lygį. Viena iš programos krypčių buvo techninio išsilavinimo palaikymas ir populiarinimas.

Kartu su robotikos populiarėjimu edukacinėje aplinkoje atsirado STEM (arba STEAM) koncepcija. Šiai krypčiai globaliame ugdymo procese būdingas tarpdisciplininis požiūris į mokymąsi. Pagrindinės disciplinos yra užkoduotos santrumpos: mokslas, technologija, inžinerija, menas (ne visada), matematika. Sistema skirta būsimiems inžinieriams ir robotikams kurti.

Su valstybės parama atidaromi ne tik klubai, bet ir ištisi technologijų parkai – vaikų centrai, vienijantys įvairių techninių sričių klubus. Technologijų parkų dar nėra daug. Gegužę Maskvoje atidarytas pirmasis vaikų centras „Mosgormaš“, o rugsėjo pabaigoje – technologijų parkas „Quantorium“. Regionuose taip pat planuojama atidaryti technologijų parkus. Jie turėtų pasirodyti 17 regionų: Mordovijoje, Tatarstane, Čiuvašijoje, Altajaus krašte ir kt.

Nuo dizainerio iki mikroschemos

Nepaisant to, kad robotai įtraukiami į klases vaikams nuo ikimokyklinio amžiaus, pagrindinį vaidmenį jauniausių būsimųjų inžinierių raidoje vaidina ne elektronika, o kūryba. STEM ugdymo sistemoje laisvė mąstyti ir kurti yra svarbiausia ikimokyklinio ugdymo klasėse. Todėl būreliuose, skirtuose vaikams iki 6 metų, aktyviai naudojami paprasti konstravimo rinkiniai ir kubeliai.

Didžioji dalis robotikos būrelių yra skirti pradinio ir vidurinio mokyklinio amžiaus vaikams.

„Dažniausiai tokių vaikų kursų programoje yra supažindinimas su grandinių projektavimu, programavimo ir robotikos pagrindais. Skirtumas tarp būrelių yra jų užduotis: vaikas arba linksminasi, arba mokosi. Pagal tai parenkami mokymo metodai ir technologijos. Pasaulinis ROBBO klubo tikslas – užauginti jaunų novatorių kartą, kuri būtų konkurencinga ne tik Rusijos rinkoje, bet ir pasaulyje. Todėl mūsų kursas skirtas darbui su įvairaus amžiaus vaikais: su ikimokyklinukais kuriame animacines programas ir klasikinius kompiuterinius žaidimus (Pac-man, Arkanoid), programuojame robotus įvairioms užduotims atlikti, su moksleiviais užsiimame programavimu „suaugusiųjų“ kalbomis. , 3D modeliavimas, 3D dizainas ir 3D spausdinimas. Taigi vaikas pas mus ateina tik turėdamas skaitymo įgūdžių, o išeina su 3D spausdintuvu atspausdintu, savarankiškai surinktu ir užprogramuotu robotu“, – aiškina vaikų robotikos projekto edukacijai „ROBBO“ prodiuseris Pavelas Frolovas.

Robotika papildo technologijų, fizikos ir matematikos pamokų medžiagą. Sankt Peterburgo robotikos klubo vaikams Robx direktorius Dmitrijus Spivakas mano, kad būtent būrelio užsiėmimuose vaikas gali pritaikyti mechanikos ir elektrodinamikos žinias, gilintis į tekstinio programavimo kalbas (pavyzdžiui, C). „Vidurinėje mokykloje mūsų mokiniai pradeda susipažinti su Arduino, sudėtingesnėmis 3D modeliavimo programomis - OpenSCAD, parametriniu modeliavimu, kai vaikai aprašo formas naudodami kodą“, - sako Dmitrijus.

Mokomoji robotika paprastai prasideda nuo „Lego“. Rinkiniai palaiko pusiausvyrą tarp dizaino ir programavimo. Įvaldęs pagrindus vaikas gali įsigilinti į vieną iš sričių ir giliau mokytis programavimo bei dizaino. Pamokose, kuriose akcentuojamas programavimas, mokiniai dirba su įvairiomis kalbomis ir programavimo programomis, užsiima 3D modeliavimu. Dizaino būreliai ruošia būsimus inžinierius: čia vaikai savarankiškai kuria roboto formą ir „užpildymą“.

Lego ir Co.

STEM ir robotų konstravimo rinkinių rinka yra gana įvairi. Dauguma gamintojų apima visas amžiaus kategorijas – nuo ​​ikimokyklinio ugdymo rinkinių iki keturių branduolių modulių vidurinių ir aukštųjų mokyklų studentams.

Pasaulio ir Rusijos lyderis edukacinės robotikos srityje yra „LEGO Group“ kontroliuojančiosios bendrovės „LEGO Education“ dukterinė įmonė. Danijos prekės ženklui priklauso ne tik rinkiniai ir metodiniai patobulinimai, bet ir specializuotų vaikų centrų tinklas, taip pat LEGO akademija, kurioje mokytojai gali mokytis. Šiuo metu 16 papildomų ugdymo centrų yra oficialūs „Lego Education Afterschool Programs“ partneriai Rusijoje.

„Lego Education“ veikia nuo 1980 m. Prekės ženklo linijoje yra konstravimo rinkiniai be elektroninio komponento (Lego Simple Mechanisms, First Designs), rinkiniai su mikroprocesoriumi ir jutikliais, skirti robotikos mokymuisi pradinėje mokykloje (Lego WeDo) ir rinkiniai, skirti demonstruoti mokslinius principus vidurinėje mokykloje (Lego technologijos ir fizika). ir nustato legendinę MINDSTORMS seriją.

Panašią į Lego, bet daug mažiau žinomą, amerikiečių kompaniją Pitsco 1971 metais įkūrė trys mokytojai. Elementary STEM rinkiniai mažesniems vaikams pristatomi su kūrybiškesniais bendrojo ugdymo žaislais – skraidančiomis aitvaromis, raketomis. Robotai yra įtraukti į Tetrix kryptį - robotų metalo konstrukcijų komplektus, plačiai žinomus Rusijoje. Metalinės dalys daro šiuos rinkinius universalius, Tetrix suderinamas su Lego MINDSTORMS valdikliu. „Tetrix“ pagrindu sukurti robotai dažnai dalyvauja varžybose, įskaitant studentų kategorijas.

Atvira platforma Arduino, skirtingai nei kitos, yra unikali plokštė su programinės įrangos apvalkalu. Dėl to „Arduino“ yra universalus robotų dizaino pagrindas bet kuriame vaikų ugdymo lygyje. „Arduino“ pagrindu buvo sukurti keli robotų konstravimo rinkinių prekės ženklai. Platformą galima įsigyti atskirai. Platformos trūkumas yra tas, kad dizainas yra gana sudėtingas ir reikalauja, kad vaikas dirbtų su lituokliu.

Buitinius rinkinius rinkoje atstovauja du žinomi prekių ženklai - TECHNOLAB ir Amperka. Vadovai buvo sukurti TECHNOLAB, padedant N.E. Baumano Maskvos valstybinio technikos universiteto Robotikos ir kompleksinės automatikos fakulteto specialistams. TECHNOLAB produktai yra teminiai ir konkretaus amžiaus moduliai. Kiekviename modulyje yra keli robotų rinkiniai. Šis „didmeninis“ metodas reiškia didelę statybinių rinkinių kainą: nuo 93 tūkstančių rublių už modulį 5–8 metų vaikams ir iki 400 tūkstančių rublių už oro robotų modulį.

„Amperka“ yra 2010 m. startuolis, pagrįstas „Arduino“ platforma. „Amperka“ gaminiai yra komplektuojami su žaidimų pavadinimais: „Matryoshka“, „Raspberry“, „Elektronika manekenams“ ir kt. Taip pat Amperka svetainėje galite įsigyti atskirų komponentų – Arduino plokštes, jutiklius, jungiklius.

Korėjos prekės ženklas Robotis siūlo robotikos rinkinius kiekvienam lygiui. Tai plastikiniai robotai pradinei mokyklai (Robotis Play, Robotis Dream) ir humanoidiniai robotai, kurių pagrindą sudaro Robotis Bioloid servomotorai.

Korėjos gamintojai „HunaRobo“ ir „RoboRobo“ daugiausia dėmesio skiria statybiniams žaislams mažiems ir vidutinio amžiaus vaikams. Korėjos prekių ženklų rinkinius sudaro pagrindiniai elementai: pagrindinė plokštė, variklis ir pavarų dėžė, RC imtuvas ir valdymo skydelis.

„VEX Robotics“ yra privati ​​įmonė, daugiausia dėmesio skirianti mobiliajai robotikai, įsikūrusi JAV. Prekės ženklas priklauso „Innovation First, Inc.“, kuri kuria elektroniką autonominiams antžeminiams robotams. Prekės ženklas yra padalintas į dvi kryptis - VEX IQ seriją pradinio lygio ir VEX EDR - platformą pažengusiems studentams. VEX mobilūs programuojami robotai ant nuotolinio valdymo pulto yra orientuoti į varžybų ir programavimo įgūdžius.

Vietoj išvados

Daugybė robotizuotų mokymosi platformų, vyriausybės parama ir robotų mada tik integruoja robotiką į švietimą. Inžinerijos ir robotikos klubai ir užsiėmimai yra gana išimtis, ypač regionuose. Tačiau šiandien šimtai tūkstančių vaikų turi galimybę papildomai mokytis inžinerijos ir IT srityse. Ir šis skaičius artimiausiu metu tik augs – žiniasklaida skelbia apie naujus technologijų parkus ir būrelius, o valdžia praneša apie pasirengimą remti tokias iniciatyvas.

Norėtųsi tikėti, kad didesnė papildomo techninio išsilavinimo integracija galiausiai suteiks postūmį formuotis aukštesnio lygio technikos specialistams ateityje. Judėjimas ratu siekia plataus aprėpties – robotikos veiklos programos sukurtos taip, kad sudomintų bet kurį vaiką. Pagrindiniai techniniai dėsniai ir sąvokos tampa vis labiau prieinamos. Robotikos užsiėmimai bent praplečia akiratį, o maksimaliai – ateityje aprūpins inžineriniu ir techniniu personalu. Mes tikime maksimumu!

Vokalas, užsienio kalbos, siuvinėjimas kryželiu ar robotai? Siekdami padėti abejojantiems tėvams, Smartbabr ekspertai pateikia argumentų robotikos naudai.

Robotikos užsiėmimai padeda lavinti loginį ir sisteminį mąstymą bei kūrybinius gebėjimus. Net jei jūsų vaikas netampa inžinieriumi ir jam nereikia gebėjimo valdyti roboto, supratimas apie tai, kaip veikia automatinis prietaisas ir projektavimo patirtis tikrai pravers kitose veiklose, nesvarbu, kokią profesiją vaikas pasirinks. ateitis.

Šiais laikais mokyklinis ugdymas dažniausiai yra formalus. Tai neleidžia žmogui sėkmingai kurti savo gyvenimo sudėtingame techniniame pasaulyje. Robotikos dėka vaikas praktiškai susipažįsta su piešimu, 3D modeliavimu, konstravimu, suvokia trimatį erdvės suvokimą ir dar daugiau. Žodžiu, jis mokosi mąstyti ne tik „galva“, bet ir „rankomis“. Ir taip pat tuo pačiu metu: ir galva, ir rankomis.

Robotikos būreliuose gimnazistai mato, kaip veikia fiziniai dėsniai. 5-7 klasių mokiniai sprendžia įdomius geometrinius ir matematinius uždavinius. Darželinukai ir pradinukai, užsiimantys robotika, lavina motoriką, dėmesį, gebėjimą dirbti grupėje.

Jei robotika bus įtraukta į pagrindinę mokymo programą, net kaip technologijų dalykas, jos prasmė pradės prarasti. Šiandien mokyklos laiką ir išteklius leidžia pasirinktinai. Pavyzdžiui, daugelis ugdymo įstaigų neremia gabių vaikų, nors yra atitinkamos valstybinės programos, o jų įgyvendinimas yra mokyklos atsakomybė. O technologijų pamokos dėstomos ne visur. Yra tikimybė, kad kažkas panašaus nutiks ir su robotikos užsiėmimais: formaliai jie egzistuos, bet ar bus naudingi – ginčytinas klausimas. Žinoma, galimos išimtys ir puikūs bei geri dalykai kažkur sužibės.

Tačiau bet kuriuo atveju puodeliai labiau tinka gabiems vaikams, besidomintiems robotikos studijomis, nes padeda gilintis. Todėl net ir įvedus robotiką į pagrindinę mokyklos programą, judėjimo ratu negalima atsisakyti.

Manau, kad užsiimant robotika labai lavinama logika, didinamas sisteminis mąstymas, o visa tai taip pat turi įtakos priimamų sprendimų sąmoningumo laipsniui. Vien robotų surinkimas gali padėti lavinti smulkiąją motoriką. Vaikai taip pat įgyja žinių ne tik apie tai, kaip veikia robotai, bet ir kaip veikia esamos sistemos. Šis įgūdis jiems padės ateityje kuriant savo sistemas bet kurioje pramonės šakoje, nes bet kokio tipo veikloje yra taisyklių ir apribojimų rinkinys.

Esu tikras, kad jau nuo 5-6 metų galite pradėti mokytis robotikos, bent jau kai kuriais paprastais ir iliustruojančiais pavyzdžiais. Tokio amžiaus vaikas jau gana gerai suvokia savo veiksmus, taip pat turi mąstymą, kuris dar nėra „apaugęs“ šablonais. Tokio amžiaus vaikai yra labai atviri, tiesiog trykšta idėjomis ir kūrybiškumu. Tiesiog pažvelkite į jų piešinius. Visa tai ateityje gali prisidėti prie kokybiškai naujų sistemų kūrimo, šie vaikai bus unikalūs savo rūšimi.

Ar ši disciplina turėtų būti įtraukta į mokyklos programą? Nesu tikras. Juk yra valstybinis standartas, ir be tinkamo valstybės dalyvavimo kažkuo naujovišku prie jo prisitaikyti gana sunku. Bet pasirenkant, taip. Tačiau dabar labai trūksta tokių specialistų, kurie sutiktų šiuos dalykus dėstyti mokyklose. Manau, kad tai priklauso techninėms aukštojo mokslo institucijoms, kurios prisiims šią naštą kaip savo profesinio orientavimo darbo dalį.

Robotikos užsiėmimai padeda lavinti loginį ir sisteminį mąstymą bei kūrybinius gebėjimus. Tai labai naudingos savybės, kurios tikrai pravers vaikui ateityje, net jei jo karjera nesusijusi su technikos mokslais. Įsigilinus į robotikos praktikavimo procesą, galima suprasti, kad sėkmė šioje srityje neįmanoma be fizikos, matematikos, informatikos žinių ir gebėjimo jas pritaikyti sprendžiant nestandartines problemas. Tai reiškia, kad robotika yra meta-dalykas, o tie mokytojai, kurie jau organizuoja būrelius savo vaikams lavinti robotikos įgūdžius, ateityje tikrai gaus dividendų ugdydami ir ugdydami savo mokiniuose eruditą ir suinteresuotą asmenybę, kuri mokėti analizuoti ir logiškai samprotauti pasitelkiant įvairių sričių žinias bei dirbti mokslų sankirtoje, kurios ateityje tikrai bus paklausios.

Be to, robotika gali užsiimti ne tik suaugę moksleiviai, bet ir ikimokyklinio amžiaus vaikai. Ikimokyklinukams skirtas roboto valdymo elementas yra linksmas. Pradinių klasių mokiniams robotikos užsiėmimai lavina loginį mąstymą, o šiame etape jiems taip pat atsiranda poreikis kurti naujus dalykus. Gimnazistai domisi robotų modelių kūrimu realioms problemoms ir problemoms spręsti. Paprastai šiame etape studentai jau supranta, kodėl jie užsiima robotika, todėl jiems atsiranda poreikis studijuoti technines disciplinas, vykdyti projektinę veiklą, studijuoti susijusius mokslus, kuriais siekiama išspręsti konkrečią problemą.

Žinoma, turėtų būti galimybė užsiimti robotika, bent jau kaip grupės veiklos dalis. Didesniu mastu robotika kaip mokyklinis dalykas gali būti nukreiptas į klasėje įgytų teorinių žinių aiškinimą ir pritaikymą kaip tarpdalykinę taikomąją projektinę veiklą. Jei kalbėtume apie „technologijų“ discipliną, tai dažniausiai siekiama įgyti praktinių įgūdžių ką nors sukurti, todėl robotika taip pat gali būti jos elementas.

Robotiką skirstyčiau į du didelius komponentus: programavimą ir elektroniką.

Šių komponentų turėjimas atskirai jau paverčia jaunus žmones geidžiamais specialistais, o vienu metu turint ir pirmąjį, ir antrąjį, vienas specialistas prilygsta dviem.

Manau, kad robotika bus naudinga įvairaus amžiaus vaikams, nes ugdo bendrą supratimą apie tai, kaip veikia bet kokia technologija.

Kokią naudą vaikams duoda robotų struktūros ir valdymo mokymasis? Labai pagrįstas klausimas. Jos aktualumas ypač išryškės po 50 metų, kai kompiuterių skaičiavimo galia viršys žmogaus smegenų galimybes. Mus jau supa technologijos. Žmogaus ir mašinos sąsajos supratimas reiškia valdyti mašinas. Mūsų vaikai turi padėti žmogaus, kompiuterio ir roboto sąveikos pagrindus dabar, kad išvengtų filmo „Terminatorius“ scenarijų.

Jei kalbėtume apie mokyklinį ugdymą, manau, kad būtina įtraukti robotikos pamokas kaip pasirenkamąjį dalyką į klases, kuriose gilinamasi į matematikos ir fizikos studijas, kad būtų galima susieti fundamentinius mokslus su praktika. Pradėti reikia nuo 5 klasės ir tik tiems, kurie domisi.

Užduotis, su kuria dabar susiduria Rusijos švietimo sistema, yra kūrybingų inžinierių, kurie galėtų išrasti ir įdiegti naujas, analogų pasaulyje neturinčias technologijas, paruošimas. Dabar galime teigti, kad per ateinančius penkerius metus paklausiausios profesijos bus inžinerijos. Atitinkamai tie vaikai, kurie dabar domėsis robotika ir dizainu, yra būsimi inovatyvūs inžinieriai, kurie bus paklausūs ne tik Rusijos, bet ir tarptautinėje rinkoje.

Visų pirma, robotikos ir programavimo pagrindai moko vaiką logiškai mąstyti, kurti teisingus priežasties-pasekmės ryšius, atlikti analitinius veiksmus ir teisingai daryti išvadas. Antra, šiuolaikiniai vaikai, kurie yra susipažinę su įvairiais mobiliaisiais įrenginiais (pavyzdžiui, išmanieji telefonai ir planšetiniai kompiuteriai su jutikline sąsaja), nemoka rašyti ir piešti ranka už kūrybiškumą atsakingos jų smegenų dalys. Tokie vaikai negeba kurti, gali tik ką nors perkombinuoti ar tiesiog vartoti.

Aistra robotikai, programavimui ir dizainui skatina bet kokio amžiaus vaikus kūrybiškai mąstyti ir gaminti unikalų produktą. Tai yra raktas į sėkmingą ne tik atskiro vaiko, bet ir visos šalies ateitį.

Vaikai turi pradėti mokyti robotikos kuo anksčiau, nes susidomėjimas inžinerinėmis profesijomis pasireiškia tiesiogine prasme nuo 5 metų amžiaus. Šį susidomėjimą reikia ugdyti ir propaguoti visur – ne tik mokyklose, bet ir darželiuose, privačiuose būreliuose, būreliuose.

Nuotrauka: russianrobotics.ru, iš asmeninio ekspertų archyvo

Viena perspektyviausių sričių IT technologijų srityje – robotika. Kodėl? Taip, nes per ateinančius penkiolika metų pasaulyje atsiras keliolika naujų profesijų, kurios bus paremtos žiniomis iš robotikos srities.

Mes kalbame apie tokias specialybes kaip:
pramoninės robotikos dizaineris;
ergonomikas dizaineris;
kompozito inžinierius;
daugiafunkcinių robotų sistemų operatorius;
vaikų robotikos dizaineris;
medicininių robotų dizaineris;
namų robotų dizaineris;
roboto valdymo neuroninių sąsajų kūrėjas.

Savikontrolės prietaisai pradėti naudoti praėjusio amžiaus antroje pusėje. Iš pradžių robotai dirbo gamybos ir tyrimų srityse, bet vėliau sėkmingai persikėlė į paslaugų sektorių. Žinoma, šiuo metu robotai nėra masinis reiškinys, tačiau pasirinktas vektorius ir jo pakeisti beveik neįmanoma. Todėl galime teigti, kad artimiausiu metu žmogaus, kaip darbuotojo, vaidmuo iš esmės pasikeis. Bet kaip priartėti prie robotikos? Kur pradėti savo įdomią kelionę? Pabandykime atsakyti į šiuos klausimus.

Robotika vaikams

Mokytis robotikos pagrindų geriausia pradėti nuo ankstyvo amžiaus, tačiau tai nereiškia, kad suaugusiam žmogui kelias uždarytas. Faktas yra tas, kad vaikas greičiau išmoksta naujų įgūdžių, jis neturi rūpesčių, kurie galėtų trukdyti jo mėgstamam pomėgiui. Be to, robotika vaikams skirta studijuoti konkretų dalyką, o profesionali robotika – sudėtingų problemų sprendimas. Pavyzdžiui, vaikai ir mėgėjai gali išardyti paprastus mechanizmus, kad suprastų, kaip jie veikia, tačiau brandesni specialistai kuria sudėtingus pramoninius manipuliatorius.

Norint suprasti, ar vaikas turi polinkį į robotizaciją, užtenka nusipirkti konstravimo komplektą (laimei, vaikiškų robotų šiandien netrūksta) ir pažiūrėti, ar jis nerodo susidomėjimo jo surinkimo procesu. Jei taip, tuomet galite rasti robotikos būrelį, kuriame vaikas gali lavinti vaizduotę, logiką, smulkiąją motoriką, erdvinį suvokimą, kantrybę ir susikaupimą.

Verta paminėti, kad robotikoje yra įvairių sričių: programavimas, elektronika, dizainas. Jei jūsų vaikui patinka statybiniai konstrukciniai rinkiniai, greičiausiai statyba jam tinka. Tie, kurie nori sužinoti, kaip veikia tas ar kitas dalykas, turėtų studijuoti elektroniką. Programavimas sudomins bet kurį jauną matematiką.

Nuo kokio amžiaus pradedi mokytis?

Idealus amžius pradėti robotiką yra 8-12 metų. Anksčiau vaikui gali būti sunku suprasti tam tikrų mechanizmų veikimo principus, o apie norą matematikos išmokti (o tai nepaprastai reikalinga kuriant algoritmus, kuriant grandines ir mechanizmus) geriau jau nekalbėti. Na, kas iš mūsų norėjo studijuoti formules ir teoremas, kai lauke buvo puikus oras ir po televizoriumi stovėjo „Sony PlayStation“? Klausimas retorinis.

Tačiau 8–9 metų vaikai be jokių problemų gali suprasti ir prisiminti, kas yra kondensatorius, šviesos diodas ir rezistorius. Šiame amžiuje jie jau gali įsisavinti mokyklinės fizikos sąvokas, gerokai pralenkdami mūsų švietimo įstaigų mokymo programas.

Jei iki 14-15 metų vaikas nepraranda susidomėjimo savo pomėgiu, jis turėtų toliau mokytis matematikos ir pradėti mokytis programavimo. Už būrelių jo laukia daug įdomių dalykų: matematinė bazė, mechanizmų ir mašinų teorija, automatinių navigacijos algoritmų diegimas, elektromechaninės įrangos projektavimas robotiniam įrenginiui, mašinų mokymasis ir kompiuterinio matymo algoritmai (kažkas mane nešė). toli).

Šiek tiek apie dizainerių pasirinkimą

Kiekviena amžiaus grupė turi savo edukacines platformas ir konstruktorius, kurie skiriasi sudėtingumo laipsniu. Šiandien rinkoje pristatomi tiek užsienio, tiek vietiniai rinkiniai, kurių kaina svyruoja nuo 400 iki 15 000 grivinų.
8-11 metų vaikui konstravimo rinkiniai iš BitKit, Fischertechnik arba (žinoma, šių gamintojų asortimente yra ir rinkinių suaugusiems vaikams). Pavyzdžiui, BitKit gaminiai skirti studijuoti elektroniką (asmeniškai išbandžiau jų Omka konstruktorių ir apie tai rašiau 2016 m. žiemą -); Fischertechnik - priartina prie realaus robotų kūrimo, jų komplektai turi kištukus, laidus, vizualią programavimo aplinką; Lego siūlo labai žinomus konstravimo rinkinius su įdomiomis ir spalvingomis detalėmis, išsamiomis instrukcijomis ir didelėmis galimybėmis.

Mokomosios robotikos standartas yra „Arduino“ moduliai ir vienkartinis kompiuteris. Norėdami dirbti su jais, jums reikės pagrindinių programavimo įgūdžių, tačiau galiausiai galite išmokti savo rankomis sukurti įvairius „išmaniuosius“ įrenginius - nuo automatinės laistymo sistemos iki signalizacijos.


Kur praktikuoti robotiką?

Robotikos kursus vaikams Ukrainoje siūlo šios organizacijos:
„Stem Fll“ kursas iš First Lego League;
„Robo-3D Junior“ kursas iš RoboUa;
„Robo-3D“ kursas iš „Lego Mindstorms“;
kursai pagal Arduino, Lego ir Fischertechnik iš Robotų mokyklos;
kursai vaikams nuo 4 metų iš studijos MAN;
mokymo programa iš Boteon;
Studijos „Singularity“ kursas „Pasiruošimas skrydžiui“;
kursai iš Smart IT mokyklos.

Savarankiškas mokymasis: ar tai įmanoma?

Savarankiškam mokymuisi internete yra daug nemokamų internetinių kursų. Tačiau šis formatas vargu ar tiks vaikui, todėl nuotolinis mokymas gali būti patrauklus tik suaugusiam.

Kalbant apie vaiką, be įdomių ir naudingų rinkinių, jam bus naudingos knygos apie robotiką, būtent:

Braga Newton, „Robotų kūrimas namuose“;
Douglas Williams, „Programuojamas robotas, valdomas iš PDA“;
Owen Bishop, „Roboto kūrėjo vadovas“;
Vadimas Mitskevičius, „Pramoginė robotų anatomija“;
Vladimiras Gololobovas „Kur prasideda robotai“.

Panašių darbų yra labai daug. Deja, robotika sparčiai vystosi, o knygose esančios informacijos aktualumas tampa pasenęs. Todėl visada turėtumėte po ranka turėti teminius forumus ir specializuotas svetaines.

Koks rezultatas?

Dėl to gauname labai perspektyvią kryptį, kurios nevalia ignoruoti jokiomis aplinkybėmis. Jei turite vaikų, pagalvokite apie jų ateitį ir galbūt mano straipsnis apie Keddre taps katalizatoriumi ieškant tinkamų klubų.

Jei radote klaidą, pažymėkite teksto dalį ir spustelėkite Ctrl + Enter.