Робототехника – школа будущих инженеров

 

«…Историю человеческой цивилизации можно

условно разделить на два важнейших этапа

– до появления профессии инженер и после…»

 

«Робототехника – школа будущих инженеров»

 

В настоящее время на рынке труда одними из самых востребованных являются инженерные кадры высокого профессионального уровня, поэтому необходимость популяризации профессии инженера очевидна. Очевидно и то, что закладывать основы инженерного образования нужно в школе. Научно-технический прогресс неумолимо движется вперед, и на фоне этого изменяются задачи образования. Еще тридцать лет назад компьютерный класс с современным коммуникационным оборудованием в школе был инновацией, чем-то принципиально новым и неизведанным. Сейчас же трудно представить современную школу без современного компьютерного класса, оборудованного не только компьютерами, но и другими средствами информационных технологий (интерактивные доски, проекторы, графические планшеты и т.д.). Также в этом перечне все чаще начинают встречаться такие инновационные технологии, как «3D-принтеры» и «Наборы образовательной робототехники». И если 3D-принтеры пока еще остаются довольно дорогим удовольствием, то наборы образовательной робототехники уже есть во многих школах. Например, в нашем районе все школы в прошлом году приобрели робототехнические конструкторы.

Согласно мировым рейтингам и оценкам, робототехника входит в тройку наиболее перспективных направлений техники и технологии. Можно сделать вывод: робототехника — профессия XXI века.

Что же такое робототехника? Это прикладная наука на пересечении механики, электроники и компьютерных технологий, с помощью которой создаются автоматизированные технические системы. Звучит для непосвященных сложно… А чем же тогда она так интересна? Ответ прост: тысячи мальчишек и девчонок со всего мира увлечены созданием и программированием настоящих роботов. Кроме того, робототехника, на сегодняшний момент, является одним из направлений, которое способно объединить в себе, фактически, все школьные предметы (естественно-математический цикл – математика, физика, информатика, биология, химия – напрямую, и остальные косвенно); реализовать и укрепить межпредметные связи в соответствии с ФГОС; сформировать у обучающихся интерес к инженерно-техническим специальностям и развить познавательную активность.

В нашей школе робототехника преподается три года. Робототехника изучается на факультативных занятиях и в рамках курсов по выбору. Курс робототехники в школе поддерживается разнообразными конструкторами: для начальной школы – наборы Lego Wedo, набор KNEX, для средней ступени — наборы Lego Mindstorms NXT и EV3, наборы Fishertechnik, наборы PowerOn, для старшей ступени – комплекты на базе Arduino. Так как я веду робототехнику в 5-9 классах, поэтому раскрою некоторые моменты освоения конструкторов Lego Mindstorms.

Изучение робототехники разделяю на три направления: образовательная, соревновательная и творческая.

Основной уклон на наших занятиях делается на соревновательное и творческое направления. Но образовательный компонент обязателен для изучения, он  дает основные понятия и терминологию. На первых занятиях происходит знакомство с наборами конструкторов, далее изучаются передачи (зубчатая, ременная, червячная), изменение плоскости вращения, измерение пройденного расстояния в зависимости от диаметра колеса, технология движения по линии, распознавание объектов и так далее. Цель курса  робототехники – конструирование и программирование роботов. Поэтому еще один немаловажный компонент занятий — развитие навыков алгоритмизации и программирования на стадии написания, тестов и отладки программы для действующего робота. Учитель здесь выступает в роли консультанта и источника базовых знаний, необходимых для проектирования, программирования и сборки робота. Свои умения школьники продемонстрировали через образовательные проекты по робототехнике, такие как школьная выставка «Мир роботов», прошедшая в ноябре 2015 года и проектная задача «Раз, два, три, поехали!» в декабре 2015 года. На школьной выставке «Мир роботов»  были представлены такие роботы как: робот-кодировщик, роботы-футболисты, роботы-сумоисты, робот, сбивающий кегли и робот-легомашина, на которые можно было не просто посмотреть, но и прикоснуться, на практике опробовать работу и узнать об их техническом устройстве. А состязания роботов-сумоистов разожгли интерес и азарт у всех присутствующих, и взрослых и детей. Проектная задача «Раз, два, три, поехали» была представлена как инженерно-конструкторская задача, для решения которой учащиеся использовали ресурсы сети Интернет и робототехнический конструктор. Проектная задача была связана с географией и историей древних египетских пирамид. В результате были построены шесть разных робототизированных устройств для переноса блоков пирамиды.

Результаты эффективности прохождения факультативного курса и проектной деятельности подкрепляется участием в соответствующих конкурсах и соревнованиях. Творческие проекты по робототехнике моих учащихся получили высшую оценку на районном и краевом уровнях:  «Луноход на базе  Lego Mindstorms NXT» (Терентьев Александр, 8 класс) —   2 место в секции «Аэрокосмическое моделирование и макетирование» районной НПК «Гагаринские чтения — 2014»; «Робофутбол на базе  Lego Mindstorms NXT» (Мункуев Нордоб, 9 класс)  — 2 место в номинации «Лучший проект по робототехнике» III краевой выставки научно-технического творчества молодежи «НТТМ», 3 место в секции «Умные машины, интеллектуальные конструкции, робототехника» регионального этапа НПК «Шаг в будущее – 2016»; «Модель сейфа на базе Lego Mindstorms NXT» (Тогонов Зоригто, 7 класс) —  1 место на муниципальном этапе, сертификат участника и спецприз регионального этапа НПК «Шаг в науку — 2016. Юниор»; «Модель автомата — конфетницы на базе Lego Mindstorms NXT» (Селезнев Владислав, 7 класс) — 2 место на муниципальном этапе НПК «Шаг в науку — 2016. Юниор»; «Манипулятор – автомат по сбору радиоактивного мусора» (Самбуев Аюша, Дондоков Анжил, 5 класс) —  сертификат участника в творческой категории III краевого фестиваля по образовательной робототехнике «ЗабайкалРобофест-2016».

Дух соревнования всегда дает новый стимул к новым открытиям. На сегодняшний день в нашем регионе проведены три краевых фестиваля по образовательной робототехнике «ЗабайкалРобоФест», Первые краевые открытые соревнования, Первые окружные соревнования, Первые районные соревнования, Первая окружная олимпиада по робототехнике. Во всех мероприятиях мы принимаем активное участие. На счету у моих учащихся: две серебряные медали Первого краевого фестиваля по образовательной робототехнике «ЗабайкалРобоФест-2014», «серебро». Первых районных соревнований по робототехнике на базе Ага-Хангильской СОШ, апрель 2015 г., две бронзовые медали III краевого фестиваля по образовательной робототехнике «ЗабайкалРобофест-2016».

Занятие робототехникой является хорошей площадкой для профориентационной работы в направлении технических и естественнонаучных специальностей и первой ступенью подготовки будущих инженеров. Ведь занимаясь робототехникой, учащиеся осваивают основы теории управления, схемотехники, информатики, программирования, физики, микропроцессорных систем, получают навыки работы в команде, развивают креативное и абстрактное мышление, учатся самостоятельности и принятию решений, раскрывают творческий потенциал. У учащихся развиваются навыки и умения 21 века. В результате учащийся должен перейти на другую качественно новую ступень освоения как предметов школьного курса (технология, физика, математика и др.), так и нешкольного (математическое моделирование, конструирование). А самое главное, что, попробовав свои силы в создании робота, учащиеся получают компетенции, которые помогут им поступить в колледж, техникум, вуз с техническим уклоном. В дальнейшем им будет легче, интереснее учиться и самореализоваться в научной деятельности.

Робототехника это увлекательно. И кто знает, может именно эти, мои ученики, создадут нового робота XXI века.

Учитель информатики  МОУ  «МСОШ №2 имени Ю.Б.Шагдарова»

 Бато Баторович Дамдинжапов