Обучение школьников старших классов основам робототехники

№71-1,

педагогические науки

В статье рассматривается необходимость введения дополнительных образовательных программ для старшеклассников по основам робототехники. Обосновывается актуальность полученных в ходе обучения по программе робототехники знаний при поступлении в дальнейшем в высшие технические учебные заведения.

Похожие материалы

В современном мире роботизированные устройства занимают значительную нишу в нашей жизни. Роботы стали одной из составляющих современного промышленного развития, которое характеризуется широким внедрением адаптивных технологий и роботизацией производства. Сегодня сложно встретить промышленное предприятие, где большая часть процессов все еще не автоматизирована. Ручной труд человека все шире замещается роботами-автоматами. Промышленные роботы выпускаются десятками тысяч. Поэтому и в системе высшего технического образования вводятся специальные курсы, факультативы или учебные дисциплины, связанные с изучением робототехники. Сама робототехника является прикладной наукой, которая занимается разработкой технических автоматизированных систем и является важной составляющей интенсификации производства. В своем развитии робототехника опирается на такие дисциплины, как механика, электроника, информатика.

На наш взгляд к изучению этой науки нужно приступать как можно раньше, со школьной скамьи. Сегодня по все стране действует большое число различных учебных центров, ориентированных на развитие технического творчества молодежи, в том числе и центров, в которых школьники осваивают различные программы по робототехнике. Уровень подготовки в разных образовательных центрах различен, как и сроки подготовки. Чаще всего учебные курсы рассчитаны на срок от трех и более лет. А как же быть старшеклассникам, которым через год поступать в высшие технические учебные заведения, в которых дисциплина робототехника преподается?

Для этого предлагается программа дополнительного образования старшеклассников, рассчитанная на обучение в течение одного года. При реализации такой программы учащиеся смогут приобрести знания основ конструирования, программирования, трехмерного моделирования и т.д., необходимые для лучшей адаптации в дальнейшем в выбранных высших технических образовательных учреждениях.

Образовательная программа дополнительного образования старшеклассников по робототехнике является программой научно-технической направленности. Учащиеся вовлечены в учебный процесс создания роботов, проектирования и программирования робототехнических устройств.

Образовательная программа дополнительного образования старшеклассников по робототехнике должна быть направлена на поддержку среды для научно-технического творчества и обеспечение возможности самореализации учащихся. Содержание программы также должно быть направлено на создание условий для развития личности, развитие мотивации личности к познанию и творчеству, а также ранней профессиональной ориентации по профилю образовательной организации.

Обучение по программе направлено на приобретение учащимися знаний и привлечение их к современным технологиям конструирования, программирования и использования роботизированных устройств.

Использование робототехнических конструкторов в дополнительном образовании повышает мотивацию учащихся к обучению, т.к. при этом требуются знания практически из многих ранее изученных предметов. Занятия опираются на естественный интерес к разработке и постройке различных механизмов.

Освоение программы должно содействовать:

  • развитию способностей учащихся, проявляющих интерес к робототехнике,
  • реализации их творческих идей через конструирование, программирование с использованием современных компьютерных технологий,
  • получению знаний в области существующих разработок по робототехнике,
  • получению знаний основ программирования в компьютерной среде моделирования робототехнических устройств.
  • развитию навыков инженерного мышления, умения работать по предложенным инструкциям, конструирования.

Освоение программы дополнительного образования также позволит развивать мелкую моторику, внимательность, аккуратность и изобретательность, креативное мышление и пространственное воображение, умение излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений.

Предлагается образовательную программу по робототехнике разделить на семь основных тем: введение в робототехнику, изучение основ конструирования роботизированных устройств, трехмерное моделирование роботизированных устройств, изучение механизмов роботизированных устройств и их сборка, изучение основ программирования роботизированных устройств, управление роботизированными устройствами, разработка роботизированных устройств для решениях различных задач.

В ходе поэтапного освоения тематики образовательной программы учащиеся приобретают знания о развитии науки робототехники, области применения роботизированных устройств, о простейших механизмах роботов, об основных механических передачах, применяемых в роботах, о понижающих и повышающих передачах, о редукторах и т.д. Одним из обязательных элементов программы должно стать изучение основ трехмерного моделирования, в ходе которого учащиеся познакомятся с существующими САПР, изучат основы трехмерного моделирования в системах САПР, научатся создавать трехмерные модели устройств. Другим важным этапом обучения робототехники должен стать блок программы, посвященный приобретению знаний основ программирования роботизированных устройств. Здесь учащиеся ознакомятся с контроллерами EV3 и Arduino, научатся программировать роботов для выполнения каких-либо задач.

Все приобретенные школьниками знания по основам робототехники несомненно будут востребованы в дальнейшем после поступления в технические вузы, где уже будучи студентами будут изучаться такие дисциплины, как механика, электроника, робототехника, инженерная графика и многие другие.

Список литературы

  1. Киселев В.В. Использование интерактивных форм обучения для формирования профессионально-значимых качеств обучающихся // NovaInfo.Ru (Электронный журнал.) – 2016 г. – № 54; URL: http://novainfo.ru/article/8655
  2. Киселев В.В. Сравнительный анализ кинематических пар кривошипно-шатунных механизмов двигателей пожарной техники // NovaInfo.Ru (Электронный журнал.) – 2016 г. – № 54; URL: http://novainfo.ru/article/8438
  3. Киселев В.В. Актуальность разработки электронных учебников по дисциплине механика // NovaInfo.Ru (Электронный журнал.) – 2016 г. – № 53; URL: http://novainfo.ru/article/8091
  4. Киселев В.В. Разработка электронных учебных изданий по дисциплине механика для реализации дистанционных образовательных технологий // NovaInfo.Ru (Электронный журнал.) – 2016 г. – № 53; URL: http://novainfo.ru/article/8090