Новий шкільний предмет – робототехніка!

Новини

Про те, що робототехніка має бути в школі у якості шкільного предмету ні в кого вже не викликає сумнівів. Ба більше, чимало шкіл знаходять можливості впроваджувати робототехніку в якості регулярних уроків.

Але все таки, якою ж має бути шкільна робототехніка?

Спробую викласти свої думки у цій статті.

Я виділяю 5 основних напрямків робототехніки. Поділ досить умовний. Назви напрямків виключно авторські.

Починаємо.

First robotics/Початкова робототехніка (3-6 років)

Отже, починати робототехніку варто ще з дитячого садка і освітні рішення для цього є в достатній кількості. Концепт First Bot (перший робот) повністю розкриває особливості робототехніки для цього віку. Цей рівень покликаний вперше познайомити дітей з роботами. Знайомство з цими роботами можна робити починаючи вже з 3 років. Також, слід відмітити, що на даному етапі конструювання роботів або відсутнє або зведене до мінімуму, проте йде активний розвиток логічного, алгоритмічного та структурного мислення. Заняття допоможуть малятам отримати початкові уявлення про такі речі, як послідовності, цикли та алоритми, освоїти ази програмування. Цікавою рисою робототехнічних рішень для дошкільнят є відсутність роботи з ПК, ноутбуками і ґаджетами.

У молодшій школі зазвичай робототехніка розділяється на два напрямки: Класична робототехніка і Базово-модельна робототехніка.

Classic robotics/Класична робототехніка.

Для пояснення цього напрямку варто пригадати одне з визначень робототехніки. Робототехніка – це комплексна наука, яка вивчає весь процес створення робота: від ідеї до реалізації, яка обов`язково має включати в себе: постановку задачі, яку має виконати робот, генерування ідеї, моделювання, конструювання, програмування, тестування та вдосконалення робота.

Виходячи з цього у класичній робототехніці кожне заняття обов`язково повинно включати в себе:

1) Ідею та мотивацію створення конкретного робота, технічне завдання;

2) Моделювання робота (на перших кроках відбувається детальний огляд майбутньої моделі, а з часом діти самостійно робитимуть ескізи і створюватимуть моделі в 3D-дизайнерах);

3) Конструювання робота (з готових конструкторів, збирання з підручних матеріалів, 3D-принтинг), знайомство з основами побудови різноманітних конструкцій, збирання простих і складних механізмів та механічних передач;

4) Знайомство з мікроелектронікою (вивчення принципів роботи електронних компонентів робота: мотори, сенсори, плати тощо);

5) Складання алгоритму роботи та програмування робота згідно ідеї технічного завдання;

6) Тестування робота (вдосконалення конструкції і програми, якщо в цьому є необхідність).

Можливо саме за такої структури відбудеться повноцінне навчання дітей робототехніці. Це дуже важливо на початку формування робототехнічних знань і для того, щоб діти усвідомлювали, що робот – це складна електромеханічна система.

В основі такого напрямку лежать застосування робототехнічних наборів з яких можна зібрати велику кількість моделей.

Base-model robotics/Базово-модельна робототехніка

Передбачає використання однієї або декількох базових моделей робота протягом всього курсу навчання. На таких курсах дитина отримує навички з основ програмування і початкової мікроелектроніки, інколи додається 3D моделювання і вдосконалення роботів різноманітними підручними матеріалами. Напрям дозволяє вдосконалити навички графічного програмування, адже робот виступає потужним інструментом для простого і зрозумілого пояснення складних речей у програмуванні, що так необхідно на початку формування робототехнічних умінь.

Важливо! Оскільки використовується одна модель протягом курсу необхідно побудувати курс так, щоб зберегти мотивацію дітей.

Робототехніку середньої та старшої школи окрім попередніх напрямків доповнюють Open Source робототехніка та Проектна робототехніка.

Open Source robotics/Open Source робототехніка

Даний напрям має на меті познайомити учнів з електронними компонентами та основами створення каркасів і механічних вузлів. В процесі навчання учні знайомляться з різноманітними платами, вчаться програмувати та працювати з інтегрованими та периферійними пристроями (мотори, сенсори). Важливо включити в напрямок основи мікроелектроніки та паяння. Цей напрямок є одним з базових тому що охоплює такі теми: основи електрики та мікроелектроніки (робота з мультиметром і прокладання електропроводки), аналогові і цифрові сигнали та робота з ними, протоколи, основи програмування (деякі з плат можна прогрмувати на 3-4 мовах) тощо. Сюди варто додати 3D-моделювання і 3D-друк, робота з металами, деревом, акрилом, оргсклом, пластиком, картоном тощо. При роботі з каркасними матеріалами необхідно познайомити учнів з основами свердління та монтажно-фіксаційними елементами (болти, гайки, шайби, саморізи, стяжки, клеї і термоклеї тощо). Ці знання є підгрунтям для мейкерства, DIY (Do It Yourself — «зроби це сам»), IOT (Internet of Things – Інтернет речей), Smart House (Розумний будинок) тощо.

Project Robotics/Проектна робототехніка

В основі цього напрямку лежить постійна робота з однією моделлю (або проектом), яка розроблена для підготовки до різноманітних змагань, олімпіад, фестивалів, наукових виставок тощо.

До цього напрямку часто відносяться розробки стартапів, створення дронів, побутових і промислових роботів. Варто відзначити, що до цього концепту належить створення роботів де у якості каркасу використовуються не лише технічні деталі наборів, а різні матеріали – фанера, метали, пластик, картон, оргскло і акрил тощо, а також розроблені та надруковані на 3D-принтері власні деталі.

Напрям передбачає постійну роботу лише з однією моделлю, постійно тестуючи і вдосконалюючи її. Часто напрямок базується на Open Source робототехніці. Орієнтований на старші класи.

Найголовніше після цієї статті – зрозуміти ідеї напрямків і створити курси робототехніки у школі в залежності від віку дітей, рівня сприйняття, вподобань вчителя, матеріального забезпечення та обраних робототехнічних рішень.

Далі буде:)

Все, що я пропоную, думки, рішення і тд так чи інакше було протестовано особисто мною починаючи з 2006 року.

Якщо ви маєте іншу думку, що підказує ваш тривалий досвід роботи в освітній робототехніки – пишіть коментарі.

Автор: Анатолій Василюк.

Копіювання та використання матеріалів без особистої згоди автора – заборонено!

#RoboHouston

#робозалежні

3 Comments

  1. Наталія Шостак Травень 15, 2019 6:34 am

    більшість людей лякає Робототехніка. Не зрозумілий предмет Технології вже є. Можливо інша назва Цікаве конструювання з 3-6 років, 7-10 років Мбот,11-14років Інженерія ,15-17років Технології з тими елементами Робототехніки :3-дпринтинг мікроелектроніка,Ардуіно,С++ та інші.

    • roboteacherua Травень 15, 2019 7:33 am

      Я притримуюсь абсолютно іншої думки. Почав спостерігати ще з 2005, як робототехніка кочує з інформатики в технологію, з технології в інформатику, в гуртки і факультативи і тд. Робототехніка абсолютно самодостатня дисципліна і лякає лише тих, хто з нею не знайомий або не хоче знайомитись. Це ми вже проходили. Для 3-6 років цікаве конструювання – це не робототехніка, а я наголошую саме на робототехніці! Прив’язуватись до mBot-Arduino теж не варто адже час йде і рішення змінюються. Інженерія виступає всього лише частиною робототехніки. Я працюю з освітньою робототехнікою з 2006 року. Це той період, коли рішень було обмаль і про робототехніку знали і розуміли її одиниці. Тому, повірте, більш ніж за 13 років апробовано багато форматів і я прийшов саме до такого, який описав. І ще, в Західних країнах є така лисципліна у школі. А чому б і ні?

  2. roboteacherua Травень 15, 2019 7:56 am

    Олександре Анатолійовичу, ми з вами і команда #робозалежні це усвідомлюємо і «по тіхому» продовжуємо творити свою робототехніку:)

Залишити відповідь до Наталія Шостак Скасувати відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *

*