Изучение робототехники в учреждениях дополнительного образования

Современную жизнь уже невозможно представить без цифровых технологий и искусственного интеллекта. Цифровая эпоха предполагает наличие у людей, даже весьма малого возраста, новых компетенций, в частности таких, как способность получать, обрабатывать и использовать на практике большой объём данных, взаимодействовать во всех сферах жизни с широким спектром интерактивных информационно-коммуникационных устройств с элементами искусственного интеллекта.

Часть этих компетенций формируется в школе, а часть – в рамках дополнительного образования, ориентированного в большей степени на индивидуальные устремления юной личности. Основной целью дополнительного образования детей является выполнение социального заказа общества – сформировать члена общества, готового к применению знаний, умений и внешних ресурсов для эффективной деятельности в конкретных жизненных обстоятельствах.

От года к году всё чаще и шире мы встречаемся на работе и вне её с роботами и роботизированными комплексами. Не случайно во внеурочную деятельность образовательных учреждений введён такой предмет, как робототехника. Что же такое робототехника? Робототехника – это одно из передовых современных направлений науки и техники, прикладная наука, предметом которой является разработка автоматизированных технических систем и являющаяся одной из важнейших технических основ развития производства и всех сторон жизни общества. Робототехника базируется на таких дисциплинах, как электроника, механика, кибернетика, телемеханика, мехатроника, информатика, радиотехника и электротехника. А робототехника в образовании – это новое направление обучения подрастающего поколения физике, технологии, математике, информатике, вовлекающее его в процесс технического творчества. В современном мире ускоряющимися темпами идёт активное внедрение роботов в повседневную жизнь людей, во многих профессиях людей заменяют роботы. Специалисты в области робототехники достаточно востребованы экономикой и степень этой востребованности будет только возрастать.

В своём ежегодном послании Федеральному Собранию в декабре 2012 года президент Российской Федерации Владимир Владимирович Путин поставил задачу, что «нужно развивать систему технического и художественного творчества, открывать кружки, секции для детей» [1]. На решение этих задач была направлена программы по созданию центров научно-технической направленности, которая стартовала в России и реализуется по настоящее время.

В учреждениях дополнительного образования реализация программы нашла своё воплощение в активном развитии кружков технической направленности, в частности, кружков робототехники.

Особенность робототехники состоит в том, что она включает в себя как конструирование, так и программирование. Это позволяет объединить вместе преподавание черчения, физики, информатики, математики, других естественных наук и развивать инженерно-техническое мышление.

Для успешного овладения робототехникой необходимо знать современные конструкционные материалы, уметь их обрабатывать различными инструментами, владеть основами программирования.

Курс робототехники в системе дополнительного образования может стать одним из способов изучения не только техники, производственных технологий, компьютерных технологий и программирования, но и всего окружающего мира с точки зрения сферы применения роботов. В последнее время любительская робототехника переживает настоящий бум. Поэтому рынок насыщен всякого рода готовыми конструкторами. Они включают в себя множество датчиков, приборов и устройств, необходимых для создания робота. Но главный минус данных наборов в том, что они дорогие и не каждому доступны.

При преподавании данного курса педагоги дополнительного образования сталкиваются с двумя основными проблемами: недостатком методических материалов и высокой ценой одной единицы робототехнического конструктора и дополнительных комплектующих к нему.

В настоящее время в образовании, как основном, так и дополнительном, чаще всего применяют различные готовые робототехнические комплексы, например, LEGO Mindstorms – робототехнический конструктор нового поколения, представленный компанией Lego. «Мозгом» модели является ЛЕГО-микрокомпьютер (ранее RCX, сейчас его сменил NXT). К портам этого микрокомпьютера подсоединяются датчики и исполнительные механизмы. Робот собирается из пластмассовых деталей и может выглядеть как человек, машина, животное и выполнять различные функции. Поведение робота задаётся программой, которую можно создавать как при помощи кнопок самого микрокомпьютера, так и при помощи специального программного обеспечения на персональном компьютере. Программное обеспечение LEGO MINDSTORMS Education NXT является адаптированной версией NI LabVIEW [2].

Базовый набор Lego Mindstorms (Майндстормс) EV3 45544 – это образовательный комплект для учеников школ в возрасте от 10 лет, который ознакомит с роботостроением, а также даёт понимание таких наук, как физика, математика, информатика и основы конструирования. Основой набора является микрокомпьютер 3-го поколения, который оснащён графическим дисплеем и разъёмами для портов с целью подключения датчиков (рис. 1).

Оригинал публикации (Читать работу полностью): Изучение робототехники в учреждениях дополнительного образования