I ryska utbildningsprogram förvärvar robotik allt större värde. Elever i ryska skolor är involverade i design och programmering av robotenheter, med hjälp av LEGO-robotar, industrirobotar, specialrobotar för det ryska nödministeriet

Ladda ner:

Förhandsvisning:

Robotik i utbildning

Merzlikina N.V.

Det moderna livet är mycket svårt att föreställa sig utan användning av informationsteknologi. Den intensiva övergången till informatisering av samhället orsakar en allt djupare introduktion av informationsteknik inom olika områden av mänsklig verksamhet. I november 2015 hölls ett möte med kommissionen för utveckling av informationssamhället i förbundsrådet. Ett av ämnena som diskuterades på mötet var utvecklingen av pedagogisk robotik.

Robotik blir allt viktigare i ryska utbildningsprogram. Elever i ryska skolor är involverade i design och programmering av robotenheter, med hjälp av LEGO-robotar, industrirobotar, specialrobotar för det ryska nödministeriet.

Robotik är en tillämpad vetenskap som sysslar med utveckling av automatiserade tekniska system. Den är baserad på sådana discipliner som elektronik, mekanik, programmering. Robotik är ett av de viktigaste områdena vetenskapliga och tekniska framsteg, där problemen med mekanik och ny teknik kommer i kontakt med problemen med artificiell intelligens.

Pedagogisk robotikär ett verktyg som lägger en solid grund för systemtänkande, integration av datavetenskap, matematik, fysik, teckning, teknik, naturvetenskap med utveckling av ingenjörsskapande kreativitet.

Teknikimplementeringpedagogisk robotiki utbildningsprocessen bidrar till bildandet av personliga, reglerande, kommunikativa och kognitiva universella utbildningsaktiviteter, som är en viktig komponent i Federal State Educational Standard.

Idag finns det olika synpunkter på frågan om pedagogisk robotik. Här är hur denna fråga avslöjas av Arkady Semenovich Jusjtjenko - doktor i tekniska vetenskaper, professor, chef för avdelningen för Moskvas statliga tekniska universitet uppkallad efter N.E. Bauman: ”En robotiker är någon som kan kombinera mekaniska, kraft-, datordelar (och dessa specialisters arbete) tillsammans. Men när jag stöter på robotik i skolan är det för mig bara en sorts pedagogisk utrustning som används för att hjälpa eleven att lära sig kunskap bättre. Läroplanen och skaffa nödvändiga ytterligare färdigheter.

Vladislav Nikolayevich Khalamov, chef för Educational and Methodological Center for Educational Robotics: “Robotik är ett universellt verktyg för allmän utbildning. Robotik passar perfekt i ytterligare utbildning, och i fritidsaktiviteter, och i undervisningen av ämnen i skolans läroplan, och i strikt enlighet med kraven i Federal State Educational Standard. Den är lämplig för alla åldrar från förskolebarn till elever. Och användningen av robotutrustning i klassrummet är både lärande och teknisk kreativitet på samma gång, vilket bidrar till utbildningen av aktiva, entusiastiska människor som har ingenjörs- och designtänkande.”

Fram till 60-talet av förra seklet behandlades robotteknik uteslutande som en uppfinning av science fiction-författare, vilket utan tvekan bidrog till att själva termen "robot" myntades av Karel Capek och hans bror Josef (termen användes först i pjäs av K. Capek Rossums Universal Robots, 1921).

Den tekniska och tekniska orienteringen av användningen av pedagogisk robotik är en lysande möjlighet för ett barn att visa sina kunskaper inom teknikområdet och tekniskt tänkande genom det snabba (mobila) skapandet av konstruktörer som använder enkla och komplexa tekniska mekanismer och tekniska lösningar. För närvarande används olika robotsystem inom utbildning, till exempel LEGO Education, FischerTechnik, Mechatronics Control Kit, Festo Didactic och andra.

En av de viktiga aspekterna av att stimulera barn till självständig utveckling av kreativ mental aktivitet och upprätthålla intresset för teknisk utbildning är deras deltagande i tävlingar, olympiader, konferenser och festivaler av teknisk karaktär. Det finns ett helt system av tävlingar inom robotik olika nivåer: regional, interregional, allryska, internationell.

Pedagogisk robotik i senare tid utvecklas med ljusets hastighet, introduceras i livets alla sfärer, som datorer på 80-talet av förra seklet. I dag gör pedagogisk robotik det möjligt att på ett tidigt stadium identifiera elevers tekniska böjelser och utveckla dem i denna riktning. Denna förståelse av robotik gör att vi kan bygga en modell för kontinuerligt lärande för alla åldrar - från elever dagis till studenter. En av de viktiga funktionerna i att arbeta med pedagogisk robotik borde varaskapandet av ett kontinuerligt system- Robotik ska arbeta för utvecklingen av teknisk kreativitet, utbildningen av en framtida ingenjör, från dagis till ögonblicket för att få ett yrke och till och med gå in i produktionen.

Tyumen regionala statliga institut

utveckling av regional utbildning

PEDAGOGISK

ROBOTIK
Riktlinjer

Sammanställd av:

Boyarkina Yu.A., Ph.D., docent vid institutionen för naturlig och matematisk utbildning, TOGIRRO

Pedagogisk robotik.

Verktygslåda. / Sammanställt av Boyarkina Yu.A.-

Tyumen: TOGIRRO, 2013

Den här handboken är ett metodologiskt stöd till specialister och lärare vid utbildningsinstitutioner, som utför praktiska aktiviteter i genomförandet av utbildningsprogram inom området pedagogisk robotik.

Manualen diskuterar en rad frågor relaterade till användningen av pedagogisk robotik i klassrummet. grundskola, grund- och gymnasieskola i samband med införandet av Federal State Educational Standard. Manualen innehåller beprövat material som sammanfattar erfarenheterna av att implementera pedagogisk robotik läroinstitut Tyumen regionen.

Metodhandboken rekommenderas för lärare som implementerar allmänna utbildningsprogram i samband med införandet av Federal State Education Standard i en utbildningsinstitution, metodologer som ansvarar för implementeringen av robotikriktningen, studenter på avancerade utbildningskurser, chefer för utbildningsinstitutioner.

KAPITELjag

TEORETISK GRUND OCH METODOLOGISKA FUNKTIONER FÖR IMPLEMENTERING AV ROBOTIK I SKOLANS UTBILDNINGSPROCESS

En bra ingenjör bör bestå av fyra delar: 25% - vara teoretiker; 25 % som konstnär, 25 % som experimenterare och 25 % som uppfinnare

P. L. Kapitsa

I skolan ska barn ges möjlighet
upptäck dina förmågor, förbered dig för livet
i en högteknologisk konkurrensutsatt värld

D. A. Medvedev

1. 
   INTRODUKTION

Robotik- Tillämpad vetenskap som sysslar med utveckling av automatiserade tekniska system. Robotik bygger på discipliner som elektronik, mekanik och programmering.

Robotik är ett av de viktigaste områdena för vetenskapliga och tekniska framsteg, där problemen med mekanik och ny teknik kommer i kontakt med problemen med artificiell intelligens. På nuvarande skede i samband med införandet av Federal State Education Standard finns det ett behov av att organisera klassrums- och fritidsaktiviteter som syftar till att möta barnets behov, samhällets krav inom de områden som bidrar till genomförandet av huvuduppgifterna vetenskapliga och tekniska framsteg. Sådana moderna områden i skolan inkluderar robotik och robotdesign. För närvarande i många läroinstitut Ryssland och Tyumen-regionen görs ett försök att integrera robotteknik i legos utbildningsprocess. Robottävlingar hålls, studenter deltar i olika tävlingar, som bygger på användning av nya vetenskapliga och tekniska idéer, utbyte av teknisk information och ingenjörskunskap.

PÅ moderna samhället robotar introduceras i vardagen, många processer ersätts av robotar. Användningsområdena för robotar är olika: medicin, konstruktion, geodesi, meteorologi, etc. En person kan inte längre föreställa sig många processer i livet utan robotenheter (mobila robotar): en robot för alla typer av barn- och vuxenleksaker, en robot - en sjuksköterska, en robot - en barnskötare, en robot - en hushållerska, etc.

Specialister med kunskap inom området teknisk robotik är för närvarande ganska eftertraktade. På grund av detta är frågan om att introducera robotik i utbildningsprocessen, från grundskolan och vidare på varje utbildningsnivå, inklusive universitet, ganska relevant. Om barnet är intresserad av detta område från början yngre ålder, han kan upptäcka många intressanta saker och, viktigare, utveckla de färdigheter som han kommer att behöva för att få ett yrke i framtiden. Därför blir introduktionen av robotik i utbildningsprocessen och fritidstiden allt viktigare och mer relevant.

Syftet med att använda Lego-konstruktion i systemet för tilläggsutbildning är att behärska färdigheterna för initial teknisk design, utveckling finmotorik, studiet av begreppen konstruktion och grundläggande egenskaper (styvhet, styrka, stabilitet), förmågan att interagera i en grupp. Barnen har till sitt förfogande konstruktörer utrustade med en mikroprocessor och uppsättningar sensorer. Med deras hjälp kan en elev programmera en robot – en smart maskin för att utföra vissa funktioner.

De nya undervisningsstandarderna har ett utmärkande drag - de är fokuserade på utbildningens resultat, som betraktas utifrån en systemaktivitetsstrategi. Lego utbildningsmiljö hjälper till att implementera en sådan inlärningsstrategi.

Konstruktörer lego det finns olika sorter syftar till att utbilda barn, med hänsyn till tillfredsställelsen av barnets åldersegenskaper och behov.

Överväga konstruktörsklassificering används i utbildningsinstitutioner.

1. 
   Vi gör- en konstruktör designad för barn från 7 till 11 år. Låter dig bygga modeller av maskiner och djur, programmera deras handlingar och beteende.
2. 
   E- laboratorium "Energi, arbete, kraft"- för barn från 8 år. Introducerar eleverna för olika energikällor, sätt att konvertera och spara den.
3. 
   E- laboratorium "Förnybara energikällor"- för barn från 8 år. Introducerar eleverna till de tre huvudsakliga förnybara energikällorna.
4. 
   "Teknik och fysik"- för barn från 8 år. Låter dig studera mekanikens grundläggande lagar och teorin om magnetism.
5. 
   "Pneumatik"- för barn från 10 år. Låter dig designa system som använder luftflöde.
6. 
   LEGO Mindstorms Underhållningsindustri. Pervobot" (RCX) - det här är en designer (en uppsättning parningsdelar och elektroniska komponenter) för barn från 8 år. Designad för att skapa programmerbara robotenheter.
7. 
   LEGO Mindstorms "Automatiska enheter. Pervobot" (RCX) - för barn från 8 år. Låter dig skapa programmerbara robotenheter.
8. 
   LEGO Mindstorms "Pervorobot" (NXT) - för barn från 8 år. Låter dig skapa både enkla och ganska komplexa programmerbara robotenheter.

PervoRobot NXT-byggsatser låter lärare förbättra sig själva, ta till sig nya idéer, engagera och hålla elevernas uppmärksamhet, organisera lärandeaktiviteter med hjälp av olika objekt och leverera integrerade lektioner. Ytterligare element i varje uppsättning designers låter eleverna skapa modeller av sin egen uppfinning, designrobotar som används i livet.

Dessa konstruktörer visar eleverna relationen mellan olika kunskapsområden, löser problem inom fysik, matematik etc. i datavetenskapslektioner. Modeller av PervoRobot NXT-konstruktören ger en uppfattning om hur mekaniska strukturer fungerar, kraft, rörelse och hastighet, och hjälper till att utföra matematiska beräkningar. Dessa uppsättningar hjälper till att studera delar av datavetenskap: modellering och programmering.

1. 
   METODOLOGISKA REKOMMENDATIONER FÖR ANVÄNDNING AV ROBOTIK I UTBILDNINGSPROCESSEN

Som en del av skollektionen och tilläggsutbildningen kan Lego robotkomplex användas inom följande områden:

• 
  Demonstration;
• 
  Frontal laboratoriearbeten och erfarenheter;
• 
  Forskningsprojektverksamhet.

• 
  Förklarande - illustrativt - presentation av information på olika sätt (förklaring, berättelse, samtal, briefing, demonstration, arbete med tekniska kartor och så vidare);
• 
  Heuristisk - en metod för kreativ aktivitet (skapande av kreativa modeller, etc.);
• 
  Problematisk - formuleringen av problemet och det oberoende sökandet efter dess lösning av studenter;
• 
  Programmerad - en uppsättning operationer som måste utföras under praktiskt arbete (form: datorverkstad, projektaktivitet);
• 
  Reproduktiv - reproduktion av kunskap och verksamhetsmetoder (form: samla in modeller och mönster enligt en modell, samtal, analogiövningar);
• 
  Delvis - sök - lösa problematiska problem med hjälp av en lärare;
• 
  Sök - oberoende lösning problem;
• 
  Metoden för problempresentation är formuleringen av problemet av läraren, lösningen av läraren själv, elevernas delaktighet i lösningen.

Projektbaserat lärande är en systematisk inlärningsmetod som involverar studenter i processen att tillägna sig kunskaper och färdigheter genom bred forskningsverksamhet baserad på komplexa, verkliga frågor och noggrant utformade uppgifter.

De viktigaste stegen i utvecklingen av Lego-projektet:

1. 
   Beteckning av projektets tema.
2. 
   Syfte och mål med det presenterade projektet. Hypotes.
3. 
   Utveckling av en mekanism baserad på Lego-modellen NXT (RCX).
4. 
   Utarbeta ett program för driften av mekanismen i Lego Mindstorms-miljön (RoboLab).
5. 
   Modelltestning, eliminering av defekter och funktionsfel.

När man utvecklar och felsöker projekt delar eleverna sina erfarenheter med varandra, vilket mycket effektivt påverkar utvecklingen av kognitiva, kreativa färdigheter, såväl som skolbarnens oberoende. Sålunda kan man vara övertygad om att Lego, som är ett extra verktyg i studien av datavetenskap, låter eleverna fatta sina egna beslut, tillämpliga på denna situation, med hänsyn till de omgivande funktionerna och tillgången på hjälpmaterial. Och, viktigare, förmågan att samordna sina handlingar med andra, d.v.s. arbeta i ett team.

En ytterligare fördel med att studera robotik är skapandet av ett team och, i framtiden, deltagande i stads-, regionala, allryska och internationella robotolympiader, vilket avsevärt ökar elevernas motivation att skaffa kunskap. Huvudmålet med att använda robotik är samhällets sociala ordning: att forma en person som självständigt kan sätta inlärningsmål, utforma sätt att uppnå dem, kontrollera och utvärdera deras prestationer, arbeta med olika informationskällor, utvärdera dem och, på denna grund, formulera personlig åsikt, omdöme, utvärdering. Det vill säga bildandet av nyckelkompetenser hos elever.

Det kompetensbaserade synsättet i allmän och gymnasieutbildning motsvarar objektivt sett både sociala förväntningar på utbildningsområdet och intressen hos deltagarna i utbildningsprocessen. Det kompetensbaserade förhållningssättet är ett förhållningssätt som fokuserar på utbildningens resultat, och resultatet av utbildningen är inte mängden lärd information, utan förmågan att agera i olika problemsituationer.

Det allmänna utbildningsväsendets huvuduppgift är att lägga grunden för den enskildes informationskompetens, d.v.s. hjälpa studenten att bemästra metoderna för att samla in och ackumulera information, såväl som tekniken för dess förståelse, bearbetning och praktiska tillämpning.

Mer detaljerat presenteras i tabell 1 möjligheterna att inkludera robotik i studiet av allmänna ämnen.

bord 1

Möjlighet att använda robotik i utbildningsprocessen

Stadens pedagogiska läsningar

"Ytterligare utbildning: en innovativ vektor för utveckling",

tillägnad 95-årsdagen av det statliga systemet för kompletterande

(utanför skolan) utbildning av barn.

Pedagogisk robotik

Podlesnykh Elena Viktorovna

IT-lärare

MBOU gymnasieskola №17

Novy Urengoy

2013

jag. Introduktion.

Det moderna livet är mycket svårt att föreställa sig utan användning av informationsteknologi. Den intensiva övergången till informatisering av samhället orsakar en allt djupare introduktion av informationsteknik inom olika områden av mänsklig verksamhet.

Införande av nya statliga standarder för allmän utbildning

innebär utveckling av innovativa pedagogiska tekniker. Det viktigaste utmärkande kännetecknet för den nya generationens standarder är deras fokus på utbildningens resultat, och de betraktas utifrån en systemaktivitetsstrategi. Aktivitet fungerar som en yttre förutsättning för barnets utveckling kognitiva processer. Detta innebär att för att barnet ska utvecklas är det nödvändigt att organisera sina aktiviteter. Det innebär att den pedagogiska uppgiften är att organisera de förhållanden som framkallar barns agerande.

En sådan inlärningsstrategi är lätt att implementera i LEGO:s utbildningsmiljö, som kombinerar specialdesignade LEGO-set för gruppaktiviteter, ett noggrant utformat uppgiftssystem för barn och ett tydligt formulerat utbildningskoncept.

Robotik blir allt viktigare i ryska utbildningsprogram. Elever i ryska skolor är involverade i design och programmering av robotenheter, med hjälp av LEGO-robotar, industrirobotar, specialrobotar för det ryska nödministeriet.

II. Relevans. Mänskligheten är i stort behov av robotar som kan släcka bränder utan hjälp av en operatör, röra sig självständigt över okänd, verklig ojämn terräng, utföra räddningsoperationer under naturkatastrofer, kärnkraftsolyckor och i kampen mot terrorism. Det fanns ett behov av mobila robotar utformade för att möta människors vardagliga behov. Och redan nu, inom modern produktion och industri, efterfrågas specialister med kunskap inom detta område. Därför blir pedagogisk robotik allt viktigare och relevantare för närvarande.

III. Problem.

Jag har ett problem framför mig: hur man säkerställer effektiva studier av robotikkursen och praktisk tillämpning i utbildningsprocessen?

IV. Mål:

Att locka begåvade barns uppmärksamhet till sfären av högteknologi och innovativa aktiviteter;

Popularisering av vetenskaplig och teknisk kreativitet och robotik;

Kompetensbildning inom området teknisk produktion använda robotsystem;

V. Uppgifter:

Skapande av en cirkel om robotik och vetenskaplig och teknisk kreativitet.

Utveckling av en metodik för att lära ut grunderna i robotik och vetenskaplig och teknisk kreativitet.

Utveckling av en pedagogisk och konkurrenskraftig plattform.

Implementering av robotik i lektioner på utbildningsprogrammet.

Självklart lyfter jag i mina arbetsprogram alltid fram den pedagogiska aspekten i att undervisa i kursen. När jag förbereder mig för varje lektion försöker jag tänka över pedagogiska uppgifter.

VI. Nyhet.

Det nya med konceptet är attKonstruktören och programvaran för den ger ett utmärkt tillfälle för ett barn att lära sig av sin egen erfarenhet. Sådan kunskap får barn att vilja gå på upptäckts- och forskningsvägen, och varje erkänd och uppskattad framgång ger självförtroende. Lärande är framgångsrikt när barnet är involverat i processen att skapa en meningsfull och meningsfull produkt som är av intresse för honom. Det är viktigt att i det här fallet bygger barnet själv sin kunskap, och läraren ger bara råd till honom.

VII. Teoretiska aspekter.

Robotikär en tillämpad vetenskap som sysslar med utveckling av automatiserade tekniska system. Den är baserad på sådana discipliner som elektronik, mekanik, programmering.

Robotik är ett av de viktigaste områdena för vetenskapliga och tekniska framsteg, där problemen med mekanik och ny teknik kommer i kontakt med problemen med artificiell intelligens.

LEGO Mindstorms byggset låter dig organisera inlärningsaktiviteter i olika ämnen och genomföra integrerade och metaämnesklasser. Med dessa set kan du organisera mycket motiverade lärandeaktiviteter inom rumslig design, modellering och automatisk kontroll. Och lärarenkan skapa sådana förutsättningar att eleven vill sätta upp ett eget experiment.

Legorobotar ger stora möjligheter fördatavetenskap lektionerom ämnen relaterade till programmering. Lego-programmeringsmiljön låter dig visuellt designa program för robotar, d.v.s. låt barnet bokstavligen "röra händerna" de abstrakta begreppen inom datavetenskap. Utformningen av robotar förblir utanför omfattningen av informatiklektionen: barn programmerar bara de olika beteendena hos redan monterade robotar utrustade med de nödvändiga sensorerna och enheterna. Detta gör att eleverna kan fokusera på problemen med informationsbehandling av programmerbara exekutorer, som löses i informatikkursen.

VIII. Lär ut metoder:

I mitt arbete använder jag förklarande och illustrativa, heuristiska, problematiska, programmerade, reproduktiva, delvis sökande, sökundervisningsmetoder, samt metoden för problempresentation.

Och ändå är det viktigaste i studiet av robotik metoden för projekt.

Underprojektmetodförstå tekniken för att organisera utbildningssituationer där eleverna sätter och löser sina egna problem, och tekniken för att stödja elevens självständiga aktivitet.

De viktigaste stegen i utvecklingen av Lego-projektet:

Beteckning av projektets tema.

Syfte och mål med det presenterade projektet.

Utveckling av en mekanism baserad på Lego-modellen NXT.

Utarbeta ett program för driften av mekanismen i Lego Mindstorms miljö.

Modelltestning, eliminering av defekter och funktionsfel.

När man utvecklar och felsöker projekt delar eleverna sina erfarenheter med varandra, vilket mycket effektivt påverkar utvecklingen av kognitiva, kreativa färdigheter, såväl som elevernas självständighet. Således kan det ses att Lego låter eleverna fatta sina egna beslut, med hänsyn till de omgivande funktionerna och tillgången på stödmaterial. Och, viktigare, förmågan att samordna sina handlingar med andra, d.v.s. - arbeta i ett team.

IX. Resultat av införandet av robotikkursen i utbildningsprocessen .

Lego låter eleverna:

• studera tillsammans inom samma team;

  fördela ansvar i ditt team;

  visa ökad uppmärksamhet på kommunikationens kultur och etik;

  visa ett kreativt förhållningssätt för att lösa problemet;

  skapa modeller av verkliga objekt och processer;

  se de verkliga resultaten av ditt arbete.

Arbetsprogrammet för cirkeln "Lego design och grunderna för robotik" har skapatsMindstormsNXT» för studieåret. Metodstöd för klasser utvecklas: klassanteckningar och presentationer för dem.

Ämnena för kursen "Informatik och IKT" är bestämda, där det är möjligt att inkludera robotik i utbildningsprocessen. Tematisk planering av ämnen har justerats. håller på att utvecklas läromedel för sin undervisning.

Som ett resultat av utbildningen kunde eleverna visa sina prestationer på stads-, regional- och allrysk nivå. Pugach Nikita blev vinnare av stadskonferensen "Step into the Future", och Repka Artem blev dess vinnare. Team Alpha-X(Chernikova Yaroslava och Pishnenko Nikolay) tog 1:a plats i stadsrobottävlingen i Kegelring-nomineringen. Ett lagNXT. ex(Roman Volovatov och Vladislav Ryazanov) tog 1:a plats i Line Following-nomineringen och 2:a plats i Kegelring-nomineringen. Repka Artem och Pugach Nikita blev deltagare i distriktstävlingen för unga innovatörer och uppfinnare "Från befruktning till implementering." Under läsåret 2012-2013 har lagetNXT. ex(Vladislav Ryazanov, Yury Tatarchuk, Artem Repka, Andrey Morgunov) deltog i arbetet i distriktsförsamlingen för unga uppfinnare i Nadym. Som ett resultat av arbetet, teametNXT. exfick en tredje examen. Det finns också utmärkelser på allryska nivån: Repka Artem tog 2:a plats i helrysk tävling vetenskaplig och teknisk kreativitet" Unga tekniker– framtiden för det innovativa Ryssland”. De uppnådda resultaten visar att killarna gillar att ägna sig åt design, programmering och de är redo att fortsätta bemästra en så ny, modern och efterfrågad riktning som robotik.

Genom att summera resultaten av introduktionen av kursen i skolans utbildningsrum kan vi säga vad som innebar:

Förbättra kvaliteten på utbildningen och elevernas intresse för ämnet;

Utformning av nya modeller för utbildningsverksamhet med hjälp av IKT;

Bildande av informationskompetens;

Nya arbetsformer med begåvade barn;

Innovativ specialiserad utbildning;

Användning av spelteknik i utbildning;

Modern IKT-teknik i tilläggsutbildning;

En effektiv arbetsform med problembarn;

Utveckling av elevers kreativa potential;

Befordran av yrket ingenjör (konstruktör).

Skapande av förutsättningar som gör det möjligt att förverkliga elevernas förmågor och intressen;

Slutsats.

Att involvera skolbarn i forskning inom området robotik, utbyte av teknisk information och inledande ingenjörskunskap, utveckling av nya vetenskapliga och tekniska idéer kommer att skapa de nödvändiga förutsättningarna för utbildning av hög kvalitet, genom användning av nya pedagogiska tillvägagångssätt i utbildningsprocessen och användningen av ny informations- och kommunikationsteknik.

Sammanfattningsvis kan vi säga att riktningen för "Educational Robotics" har stora utvecklingsmöjligheter.

En robotiker är ingenjör, programmerare och cybernetiker på samma gång, han måste ha kunskaper inom området mekanik, designteori och styrning av automatiska system. Därför, för att bli en kvalificerad specialist inom detta område, måste du ha enorma kunskaper och praktiska färdigheter inom olika områden.

Framtidens mest efterfrågade specialiteter relaterade till robotik

Robotingenjörer är engagerade i skapandet av robotar. Baserat på projektets mål tänker de över den elektroniska fyllningen, rörelsemekaniken, programmerar bilen för vissa åtgärder. Dessutom utförs arbetet med att skapa en robot vanligtvis av ett helt team av utvecklare.

Det räcker dock inte att skapa innovativ automatiserad utrustning, det är nödvändigt att hantera sitt arbete, utföra regelbunden inspektion och reparation. Detta görs vanligtvis av underhållspersonal.

Dessutom utvecklas robottekniken hela tiden. Cybernetik börjar blomstra, vilket innebär en kombination av bio- och nanoteknik. Kvalificerade specialister inom detta område är regelbundet engagerade i forskning och gör revolutionerande upptäckter.

Inom robotteknik finns det 7 populära specialiteter:

1. Elektronikingenjör - Konstruerar robotik, reparerar utrustning och säkerställer tillförlitligheten hos elektroniska kontroller.

2. Serviceingenjör - är engagerad i underhåll och reparation av robotik, utför diagnostik av utrustning och genomför även utbildning och konsultationer för operatörer som ska styra robotar.

3. En elingenjör är en universell specialist på elektroniska apparater, som ansvarar för korrekt generering, omvandling och bildande av elektriska signaler, och ser också till att många andra processer utförs. Du ska ha omfattande kunskaper i fysik, matematik och kemi.

4. Robotics programmerare - utvecklar mjukvara för robotar, enligt deras syfte. Deltar även i serviceunderhåll, lanserar och felsöker innovativa mekanismer.

5. 3D-modelleringsspecialist - kombinerar kompetensen hos en visualiserare och en modellerare. En specialists ansvar inkluderar utvecklingen av tredimensionella modeller av robotik.

6. Applikationsutvecklare - är engagerad i skapandet av funktionella applikationer för fjärrstyrning av robotik.

7. En lärare i specialiteten "Robotics" - kan träna skolbarn, studenter från specialiserade universitet, undervisa på avancerade eller förberedande kurser, genomföra avancerade utbildningar, delta i seminarier och föreläsningar.

Var lärs det ut robotik i Ryssland?

Universitet som utbildar specialister inom robotik:

1. Moskvas tekniska universitet (MIREA, MGUPI, MITHT) – www.mirea.ru

2. Moscow State Technological University "Stankin" - www.stankin.ru

3. Moskvas statliga tekniska universitet. N. E. Bauman - www.bmstu.ru

4. National Research University "MPEI" - mpei.ru

5. Skolkovo Institute of Science and Technology - sk.ru

5. Moskva State University kommunikationsmedel för kejsar Nicholas II – www.miit.ru

6. Moscow State University of Food Production - www.mgupp.ru

7. Moscow State Forest University – www.mgul.ac.ru

Distanskurser:

Det första ryska universitetet att lansera onlinekurser i robotik. På det här ögonblicket elever och gymnasieelever kan skriva in sig i två strömmar: "Praktisk robotik" och "Robotikens grunder".

2. Utbildningsprojekt "Lectorium" - www.lektorium.tv

Genomför onlinekurser om grunderna i robotik för gymnasieelever, studenter och yrkesverksamma.

3. Intels utbildningsprogram - www.intel.ru

Klubbar och cirklar för tonåringar:

Innopolis University lanserade ett skolutbildningsprogram i tre regioner i Ryssland.

2. Klubb "ROBOTREK" i Saratov - robotics-saratov.rf

3. "League of Robots" i Moskva - obraz.pro

4. Edu Craft Training Center i Moskva – www.edu-craft.ru

5. Mina robotklubbar i St. Petersburg - hunarobo.ru

6. Academy of Robotics i Krasnodar - www.roboticsacademy.ru

7. Robotics Laboratory of the Moscow Polytechnic Museum – www.roboticsacademy.ru

En komplett lista över kretsar och klubbar i alla städer i Ryssland finns på webbplatsen: edurobots.ru.

Således har människor i alla åldrar och specialiteter möjlighet att Så snart som möjligt behärska färdigheterna att skapa automatiserade system. Nästan alla utbildningar utfärdar ett certifikat som bekräftar det faktum att studenten har förvärvat teoretiska och praktiska kunskaper i utvecklingen av robotik.

Robotik- ett universellt verktyg för utbildning. Det passar in i ytterligare utbildning, och i fritidsaktiviteter och i undervisningen i ämnen i skolans läroplan, och i strikt överensstämmelse med kraven i Federal State Educational Standard. Passar alla åldrar - från förskolebarn till yrkesutbildningar. Att lära barn med hjälp av robotutrustning är dessutom både lärande genom att leka och teknisk kreativitet på samma gång, vilket bidrar till utbildning av aktiva, passionerade för sitt arbete, självförsörjande människor av en ny typ. Det är viktigt att användningen av robotik som en innovativ teknik i klassrummet i vanliga skolor och förskolor, institutioner för ytterligare utbildning ger lika tillgång för barn i alla sociala skikt till modern pedagogisk teknik.

Pedagogisk robotik gör det möjligt att på ett tidigt stadium identifiera elevers tekniska böjelser och utveckla dem i denna riktning.

Robotik kan användas i primär, grundläggande allmän och sekundär (fullständig) allmän utbildning, inom området för grundskoleutbildning, såväl som specialundervisning (kriminalvård).

En av de viktiga funktionerna i att arbeta med pedagogisk robotik borde vara skapandet av ett kontinuerligt system- Robotik ska arbeta för utvecklingen av teknisk kreativitet, utbildningen av en framtida ingenjör, från dagis till ögonblicket för att få ett yrke och till och med gå in i produktionen.

Förskoleutbildning

För första gången kommer en produkt att komma ur händerna på ett barn som faktiskt kan utföra de avsedda åtgärderna, lösa de uppsatta uppgifterna. Genom att skapa sina första modeller kommer barn att lära sig de grundläggande principerna för design och programmering för första gången.

Konstruktörer "Första konstruktioner", "Första mekanismer"

Grundskola

Ämne "Världen runt"

Den sociala ordningen i samhället dikterar att ett modernt skolbarn ska bekanta sig med omvärlden inte bara på en teoretisk nivå, utan också förstå dess hemligheter direkt i praktiken. Det är möjligt att kombinera teori och praktik om vi använder pedagogisk robotik i lektionerna i världen omkring oss (mer än 25 ämnen) i primärklasser, vilket kommer att ge en betydande inverkan på utvecklingen av elevernas tal och kognitiva processer (sensorisk utveckling , utveckling av tänkande, uppmärksamhet, minne, fantasi), samt känslomässig sfär och kreativitet. Till exempel i programmet Pleshakov A.A. " Växthus» pedagogisk robotik kommer att göra det möjligt att skapa dynamiska scheman i klassrummet som speglar vissa fenomen, gör demonstrationen av experiment ljusa, färgglada och mer visuella.

Grundskola och gymnasieskola

Under lektionerna ägnar sig killarna inte bara och inte så mycket till robotik, utan använder det som ett slags interaktivt element, med hjälp av vilken en del teoretisk kunskap konsolideras i praktiken. Teoretiska kunskaper kan finnas både inom de exakta vetenskaperna: matematik och fysik, och inom naturvetenskaperna: kemi, astronomi, biologi, ekologi.

Kommersiella företag som aktivt stöder pedagogisk robotik insåg behovet av att förbereda utbildningsmaterial för sådana program, och därmed föddes utbildningspaketen "Green City" och "Space Challenge".

Ämnet "Fysik"

På fysiklektionerna kan robotik användas för laborationer, praktiskt arbete och experiment, samt för forskningsprojektaktiviteter när man studerar avsnitten: ”Fysik och fysiska metoder studie av naturen”, ”Mekaniska fenomen”, ”Termiska fenomen”, ”Elektriska och magnetiska fenomen”, ”Elektromagnetiska svängningar och vågor”.

Ämnet "Informatik"

Utbildningskonstruktörer gör att du kan forma mer intensivt kärnkompetenser studenter i datavetenskapslektioner när de studerar avsnitten: "Informationsbaser för förvaltningsprocesser", "Representation av objekten i omvärlden", "Representation av systemet av objekt", "Huvudstadier av modellering", "Algorithms. Algoritmutförare”, “Programmeringsmiljö”, “PC-arkitektur. Interaktion mellan datorenheter.

Ämne "Teknik"

Den mest harmoniska pedagogiska robotiken är inbyggd i sådana avsnitt av ämnet "Teknologier" som "Maskiner och mekanismer", "Grafisk representation och modellering", "Elektriska verk".

Ämnet "Matematik"

En av de ljusaste och enkla exempel konsolidering av kunskap från skolans matematikkurs är beräkningen av robotens bana. Beroende på kunskapsnivå kan både den vanliga försök-och-fel-metoden och det vetenskapliga tillvägagångssättet användas här: här kan de behöva både egenskaperna proportion (betyg 6-7), och kunskap om cirkellängdsformeln (8-9:e) ) och även trigonometri (10 -Grad 11).

Fritidsaktiviteter

Projektorienterat arbete med designern låter dig organisera valfritt, hem- och distansundervisning.

I skolan kan barn studera i cirklar, på valbara, delta i klasser på grundval av institutioner för ytterligare utbildning. Arbetsformerna kan varieras: allmänna utvecklingscirklar för barn på låg- och gymnasienivå; design- och forskningscirklar för gymnasieelever, inkludering av forskning på grundval av pedagogiska designers i vetenskapssamfundets elevers verksamhet och mycket mer.

Organiseringen av cirklar om robotik gör det möjligt att lösa en hel rad uppgifter, inklusive att locka barn i riskzonen, skapa förutsättningar för en tonårings självuttryck, skapa en framgångssituation för alla barn, eftersom robotteknik också är ett sätt att organisera fritid för barn och ungdomar som använder modern informationsteknik.

Dessutom kan vi, tack vare användningen av utbildningssatser, identifiera begåvade barn, stimulera deras intresse och utveckla färdigheter i praktiska lösningar på akuta utbildningsproblem.

Professionell utbildning

När man närmar sig övergångsögonblicket till yrkesutbildningsstadiet har studenten, tack vare pedagogisk robotik, som regel redan gjort sitt professionella val. Att bädda in robotik i utbildningsprocessen i yrkesutbildningsinstitutioner, oavsett om det är en icke-statlig organisation, yrkesskola, universitet, hjälper en tonåring inte bara att utveckla tekniska böjelser i sig själv, utan det finns en förståelse för essensen av det valda yrket. Robotics låter dig realisera redan professionell kunskap genom modellering, design och programmering. Huvudmålet i skedet av inbäddning av robotik på yrkesutbildningsnivå är att säkerställa samspelet mellan utbildning, vetenskap och produktion.

Konstruktörer för att skapa robotar

Den tekniska och tekniska orienteringen av användningen av pedagogisk robotik är en lysande möjlighet för ett barn att visa sina kunskaper inom teknikområdet och tekniskt tänkande genom det snabba (mobila) skapandet av konstruktörer som använder enkla och komplexa tekniska mekanismer och tekniska lösningar.

För närvarande används olika robotsystem inom utbildning, till exempel LEGO Education, FischerTechnik, Mechatronics Control Kit, Festo Didactic och andra.

Lego Education Series

Lego Education-serien innehåller Lego WeDo och Lego Mindstorms.

Lego We Do

Konstruktören är designad för förskolebarn och grundskoleelever. Även om elementbasen för denna konstruktör är mycket förenklad, har den samma idéer, nästan samma elektronik och mjukvara som i Lego Mindstorms. Om så önskas kan gamla Lego-delar och kompatibla sådana användas med detta set. Med Lego WeDo kan även förskolebarn arbeta nästan på egen hand eller med minimal hjälp från vuxen.

Det finns 158 delar i detta Lego WeDo set.Det finns 4 instruktioner i setet, vardera med 3 modeller. Som ett resultat får du 12 lektioner - 12 modeller för 4 ämnen.

Programvara: Första roboten LEGO® WeDo™

Lego Mindstorms

Detta är den mest kända och utvecklade programmerbara konstruktören på marknaden för spelrobotik och elektroniska kit, vilket gör det möjligt för alla elever att montera en riktig robot. All elektronik är inbyggd i legobitar, vilket gör monteringen enkel. Ett fantasimonster, en industrimaskin eller en fridfull android – vilken fantasi som helst kommer till liv med Lego Mindstorms. Designerns oändliga möjligheter och mjukvarans flexibilitet kommer att fängsla även vuxna i timmar.

Programmeringsmiljö(NXT G är en förenklad version av LabVIEW-programmet) så enkelt som möjligt: ​​robotens handlingar indikeras av ikoner som måste samlas in i önskad sekvens.

De grundläggande principerna för att designa och programmera robotar studeras olika typer: mobil, gång, balansering, manipulatorer, etc.

Komplett med en uppsättning LEGO standarddelar (stavar, axlar, hjul, växlar) och en uppsättning bestående av sensorer, motorer och ett programmerbart block. Uppsättningar är indelade i grundläggande och resurs.

NXT basset kommer i tre versioner:

• 8527 LEGO MINDSTORMS NXT - den första versionen av den kommersiella uppsättningen, 577 delar;
• 9797 LEGO MINDSTORMS Education NXT Basset 431 delar
• 8547 LEGO MINDSTORMS NXT 2.0 är den andra versionen av det kommersiella setet, 619 delar.

EV3 Robokit Innehåll

Alla tre kit innehåller samma version av NXT smart box, bara firmwareversionerna skiljer sig åt, men detta är inte viktigt, eftersom firmware enkelt kan uppdateras. Så i detta avseende är alla tre uppsättningarna helt likvärdiga.

EV3 3.0 Core Set kommer i en version 31313. LEGO EV3 byggsats har ändrats. Det finns fler växlar, genombrutna element. Tog bort några onödiga små stift. Men viktigast av allt har datorns "hjärna" äntligen genomgått betydande förändringar och lovar att bli en nyfiken leksak inte bara för barn utan också för vuxna robotister.

EV3 3.0 Paketets innehåll

• central styrenhet
• 3 servon (två stora och ett litet)
• trycksensor (Touch Sensor, helt enkelt - en knapp)
• färgsensor
• avståndsgivare

Det finns också resursuppsättningar: 9648 och 9695 LEGO MINDSTORMS Education Resurs Set - medium resursset, 817 delar. Resursuppsättningen innehåller fler arter och antalet delar. Båda kiten kan användas för att delta i robottävlingar (till exempel i World Robot Olympiad).

Robotar som kan byggas med EV3

• EV3 Firmware (EV3 Firmware V1.03H.bin)
• EV3-programvara (LMS-EV3-WIN32-SV-01-01-full-setup.exe)
• Onlinebutik av SMARTBRICKS företaget - den enda ryskt företag tillverkar delar till LEGO robotiksatser

Konstruktör FischerTechnik

FischerTechnik byggsatser tillverkas av det tyska företaget fischertechnik GmbH.

Det bör noteras att även om varumärket FischerTechnik i Ryssland inte är lika känt som Lego, är det i Europa inte bara ett utbrett varumärke av byggset i plast för barn, utan också en ledande leverantör av pedagogiska byggsatser och modeller för skolor och tekniska skolor . Nyligen har linjen av FischerTechnik-konstruktörer utökats till flera dussin modeller av olika nivåer, för barn från 5 år.

Huvudelementet i konstruktören är ett block med spår och ett laxstjärtsutsprång. Denna form gör det möjligt att koppla ihop element i nästan vilken kombination som helst. I kiten ingår även programmerbara styrenheter, motorer, olika sensorer och strömförsörjning, som gör att du kan sätta mekaniska strukturer i rörelse, skapa robotar och programmera dem med hjälp av en dator.

ROBO TX Educational laboratory - en uppsättning för att designa mobila robotar och automatiska enheter. Består av över 310 komponenter som kan användas för att montera 11 olika robotmodeller, såsom en fotbollsspelaresrobot, tvättmaskin, lastarrobot och andra.

Precis som Lego kan FischerTechnik vara praktiskt om du redan har en och kommer att använda gamla delar för att bygga modeller.

Programmeringsmiljö: ROBO Pro.

Arduino-konstruktör

Arduino-projektet låter dig komma in i robotvärlden till minimal kostnad. Det enda "men" är att program för mikroprocessorer som används i Arduino är skrivna i assembler eller med hjälp av speciella översättare från andra språk. Det är nivån på gymnasieelever och universitetsstudenter. Arduino IDE kräver kunskaper i C- eller Java-språk. Och som regel levereras Arduino-brädor som ett kit för självmontering, vilket innebär behovet av att utföra lödningsarbete, följt av felsökning och omlödning av de monterade komponenterna.

Bioloida android robotar

Bioloid Comprehensive Kit - ett kit som låter dig montera upp till 26 robotdesignalternativ. Från en enkel barriär med 1 frihetsgrad, till en spindel eller humanoid med 18 frihetsgrader. Dessutom ger detta kit dig möjligheten att skapa din egen unika robot genom att designa, montera och programmera den själv.

Bioloid Premium Kit liknar LEGO Mindstorms men mer professionellt och avancerat. Setet används i US Naval Academy som undervisningsutrustning i maskiningenjörskursen. Bioloid-kitet används också ofta av deltagare i internationella RoboCup-tävlingar.

BEAM-robotar

BEAM - Biologi (Biologi), Elektronik (Elektronik), Estetik (Estetik), Mekanik (Mekanik). Robotar skapas av grundläggande element med hjälp av lödning.

BEAM-robotar, till skillnad från konventionella robotar baserade på digital teknik och mikroprocessorer, skapas enligt analoga kretsar. Istället för ett diskret program bestäms robotarnas beteende av analoga neurala kretsar som flexibelt kan välja vägen runt hinder och svara på omvärlden.

Robottävlingar

En av de viktiga aspekterna av att stimulera barn till självständig utveckling av kreativ mental aktivitet och upprätthålla intresset för teknisk utbildning är deras deltagande i tävlingar, olympiader, konferenser och festivaler av teknisk karaktär.

Det finns ett helt system av tävlingar inom robotik på olika nivåer: regionala, interregionala, allryska, internationella.

I Samara-regionen hålls en årlig regional festival inom robotik baserad på världsolympiadens regler. Denna tävling är det första steget att delta i sådana tävlingar som "Robofest", "Eurobot", "Roboworld", "Robojam", "World Robot Olympia".

Robottävlingar skiljer sig från andra tävlingsevenemang på flera sätt:

• underhållning: barnet ser det positiva arbetet från sina kamrater, avancerade ingenjörskonst och tekniska prestationer, nya lösningar inom robotteknik.
• konkurrenskraft: låter dig identifiera det mest förberedda laget som snabbt kan lösa det problem som tränaren (arrangören) ställt upp.
• spelande: barns önskan om ledarskap, före sina kamrater, en snabb och kompromisslös lösning på problemet manifesteras bäst under robottävlingar.

• Robotik: Design och programmering, Titelsida
• Metoder för att lära ut robotik baserade på Lego Mindstorms NXT

• Arbetsprogrammet "Educational Robotics" med hänsyn till Federal State Educational Standard
• Robotics Education Program på Lego WeDo Elementary School ( fritidsaktiviteter, 1-3 klass)
• Arbetsprogrammet för kursen "teknik" för årskurs 5-7 med pedagogisk robotik

Avancerade utbildningar i pedagogisk robotik