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 i grundskolan, grundskolan och gymnasiet i samband med införandet av Federal State Educational Standard. Manualen innehåller beprövat material som sammanfattar erfarenheterna av att implementera pedagogisk robotik läroanstalter 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 vetenskapliga och tekniska framsteg, där problemen med mekanik och ny teknik kommer i kontakt med problemen med artificiell intelligens. På nuvarande stadium I samband med införandet av Federal State Education Standard finns det ett behov av att organisera klassrums- och fritidsaktiviteter som syftar till att tillgodose barnets behov, samhällets krav inom de områden som bidrar till genomförandet av de vetenskapliga huvuduppgifterna. och tekniska framsteg. Sådana moderna områden i skolan inkluderar robotik och robotdesign. För närvarande i många läroanstalter 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 leksaker för barn och vuxna, 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. Tack vare detta, frågan om att introducera robotik i utbildningsprocessen, med början från grundskola och vidare på varje utbildningsnivå, inklusive universitet, är ganska relevant. Om barnet är intresserad av detta område från början yngre ålder, han kan upptäcka många intressanta saker själv 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 gör det möjligt för lärare att förbättra sig själva, ta till sig nya idéer, attrahera och hålla elevernas uppmärksamhet, organisera lärandeaktiviteter med hjälp av olika föremål och genomföra integrerade lektioner. Ytterligare element i varje uppsättning konstruktörer låter eleverna skapa modeller av sin egen uppfinning, konstruera robotar 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 beslut 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 skolbarns självständighet. 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 sig 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 egen 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

Detta material skrevs av Vladislav Nikolaevich Khalamov, på hans begäran publicerar jag det här inlägget.

Kära kollegor!
Chefen för utbildnings- och metodcentrum för pedagogisk robotik kontaktar dig. Vårt centrum samlar lärare i förskola, allmän, tilläggs-, yrkesutbildning, chefer för resurscentra för robotik, som bedriver vetenskaplig och metodisk utveckling inom tillämpningsområdet för pedagogisk robotik i ämnesmiljön.
Som specialist på ursprunget till pedagogisk robotik blev jag i november 2015 inbjuden till ett möte med kommissionen för utvecklingen av informationssamhället i förbundsrådet. Ett av ämnena som diskuterades på mötet var utvecklingen av pedagogisk robotik. Trots populariteten för denna riktning fanns det många frågor som ännu inte har lösts. I min artikel gjorde jag ett försök att överväga dem ur lärarkårens professionella synvinkel.

Vi vill veta åsikten från pedagoger, forskare och alla som är intresserade av pedagogisk robotik om de frågor som diskuterades vid mötet i förbundsrådets kommitté, och vi inbjuder dem till dialog och erfarenhetsutbyte.

Med vänlig hälsning, Vladislav Nikolaevich Khalamov
Tel: +79823419526

Vad är pedagogisk robotik? Yttrande från experter från federationsrådets kommission

Federationsrådet var värd för ett möte i kommissionen för utveckling av informationssamhället.
Representanter för regioner, universitet, Ryska federationens utbildnings- och vetenskapsministerium, Volnoe Delo Foundations robotprogram och andra intresserade strukturer bjöds in till kommissionens möte.
Tre punkter stod på dagordningen:

Så vad är egentligen "pedagogisk robotik"?
Hur skiljer det sig från konventionell robotteknik?

Denna fråga avslöjades helt av Arkady Semenovich Jusjtjenko - doktor i tekniska vetenskaper, professor, chef för avdelningen för Moskvas statliga tekniska universitet uppkallad efter N.E. Bauman. Han sa att han har varit involverad i robotteknik i många år.

För mig består roboten av flera delar, som var och en betjänas av lämpliga specialister, som vi alltid har utbildat. Till exempel den mekaniska delen - mekanik, kraftdelen - elektriker, datordelen - elektronikingenjörer och programmerare. Och en robotiker är någon som kan sätta ihop alla dessa delar (och dessa specialisters arbete). 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.

Som en specialist som står vid ursprunget till pedagogisk robotik, som känner till denna fråga från insidan, kan jag inte annat än hålla med om denna synpunkt.
För min egen räkning vill jag notera att robotik inte är något abstrakt objekt från kategorin "högsta" teknologier, tillgängligt för att förstå och bemästra endast av eliten, eftersom de ofta försöker presentera det för oss. Tvärtom är det ett universellt verktyg för allmänbildning. Robotik passar perfekt både inom vidareutbildning och inom fritidsaktiviteter, och i undervisningen av ämnen i skolans läroplan, och i strikt överensstämmelse 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 med ingenjörs- och designtänkande.

Pedagogisk robotik gör 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.

Sådan kontinuitet blir avgörande inom ramen för att lösa problemen med utbildning av ingenjörspersonal. När allt kommer omkring, enligt pedagoger och sociologer, kommer ett barn som inte har bekantat sig med grunderna i designverksamhet före 7-8 års ålder i de flesta fall inte koppla ihop sitt framtida yrke med teknik.

Men implementeringen av teknikutbildningsmodellen kräver lämpliga metoder. Och var och en av dem måste vara åldersanpassad.

Min långa erfarenhet av praktiskt arbete med team av yrkesverksamma inom förskola, allmän, yrkesutbildning och tilläggsutbildning har gjort det möjligt för mig att bygga en sammanhållen utbildningssystem baserad på principerna om kontinuitet och utvecklande lärande.

För förskolebarn är detta propedeutik, förberedelse för skolan, med hänsyn till kraven i Federal State Education Standard. Detta är en slags förberedande kurs för teknisk kreativitet inom skolålder. Grunden för all kreativitet är barns spontanitet. Vuxna vet hur man inte gör det, hur man gör det rätt. Med sådana attityder finns ingen kreativitet. Det är viktigt för oss att börja lektioner i en ålder då barnet ännu inte har hunnit förklara varför detta inte är möjligt. Barn känner behovet av att skapa mycket mer akut än vuxna, och det är viktigt att uppmuntra detta behov med all kraft. Psykologer och pedagoger har länge vetat att den tekniska kreativiteten hos barn förbättrar rumsligt tänkande och hjälper mycket i framtiden för att bemästra geometri och ingenjörskonst. För att inte nämna det faktum att mot bakgrund av sådana intressanta aktiviteter förlorar videospel och smartphones sin dragningskraft i barns ögon.

Arbetet i skolan syftar till att forma elevens intresse för studien fysikaliska egenskaper objekt, olika fenomen i omvärlden, för att få teknisk utbildning.

Det är möjligt att kombinera teori och praktik om pedagogisk robotik används i studier av olika ämnen.
I grundkurser kan pedagogisk robotik framgångsrikt tillämpas på lektionerna i världen omkring oss, matematik, teknik, 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 kreativa förmågor.

I mellan- och gymnasieskolan är eleverna inte bara och inte så mycket involverade i robotik utan de använder den som ett slags interaktivt element, med vars hjälp teoretisk kunskap lätt befästs i praktiken. Pedagogisk robotik kan användas både i lektionerna i matematik, datavetenskap, fysik och teknik, såväl som kemi, astronomi, biologi och ekologi.

RAOR Educational and Methodological Center har utvecklat laboratorieverkstäder i fysik, datavetenskap och teknik för elever i årskurs 6-9, som kommer att hjälpa till att konsolidera materialet som täcks av naturliga discipliner och få ytterligare kunskap om vissa ämnen.
Laboratorieverkstaden innehåller en samling praktiska uppgifter och riktlinjer för pedagoger.

När han går vidare till yrkesutbildningsstadiet har en student, tack vare pedagogisk robotik, som regel redan gjort sitt professionella val. Att bädda in robotik i utbildningsprocessen för yrkesutbildningsinstitutioner hjälper en tonåring inte bara att utveckla tekniska böjelser i sig själv, utan i detta skede finns det en förståelse för kärnan i det valda yrket. Robotik låter dig implementera redan professionell kunskap genom modellering, design och programmering, exempel på sådana metoder presenteras på portalen för pedagogisk robotik www.fgos-game.rf.

För ett antal specialiteter har RAOR Educational and Methodological Center utvecklat standardmoduler: "Digital Technologies", "Robotics", "Radioelectronics".

Huvudmålet på yrkesutbildningsstadiet är att säkerställa samspelet mellan utbildning, vetenskap och produktion.
När det gäller organiseringen av utanför skolan eller så kallad icke-formell utbildning så intar även här pedagogisk robotik en värdig plats. Skolbarn kan vara engagerade i kreativa föreningar, på valbara, delta i klasser på grundval av institutioner för ytterligare utbildning. Arbetsformer kan varieras: allmänna utvecklingsklasser för barn på grund- och gymnasienivå; design- och forskningsverksamhet i vetenskapliga sällskap för gymnasieelever, och mycket mer.

Organisationen av robotföreningar gör det möjligt att lösa en hel rad uppgifter, inklusive att locka barn i riskzonen, skapa förutsättningar för ungdomars självuttryck, skapa en framgångssituation för alla barn, eftersom robotteknik också är ett sätt att organisera fritid för barn och ungdomar med hjälp av 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.

En av de viktiga aspekterna för att stimulera barn till självständig utveckling av kreativ mental aktivitet och upprätthålla intresset för teknisk kreativitet 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.
För att vägleda barn till den verkliga sektorn av ekonomin, för att utbilda framtida arbetare, har en unik linje av tävlingar IKAR (Engineering Personnel of Russia) för barn och ungdomar skapats. De minsta deltagarna i tävlingen är 4-5 år.
Sådana tävlingar 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. Och inte prestationer i allmänhet, utan de som är relaterade till specifik produktion.
Konkurrenskraft: låter dig identifiera det mest förberedda laget som snabbt kan lösa det problem som tränaren (arrangören) ställt upp.
Spelande: barns önskan om ledarskap, den snabba lösningen av uppgiften manifesteras bäst under tävlingar i robotik.

Och viktigast av allt, de är inte bundna till en specifik designer eller tillverkare. På våra tävlingar kan du använda robotar monterade från valfri byggsats eller från enskilda delar.
Utskottets möte i förbundsrådet bekräftade att det var dags att sätta nya uppgifter som skulle göra det möjligt att utveckla robotik inte punktvis, utan systematiskt. Detta är det enda sättet att utbilda utbildad ingenjörspersonal, från bekantskap med legoklossar på dagis till att få ett yrke och nödvändiga kompetenser.

Utbildnings- och metodcentrum för pedagogisk robotik RAOR har lång erfarenhet av utveckling av pedagogisk robotik. Centret har redan utarbetat unika metodologiska manualer utformade för barn olika åldrar. De tar hänsyn till förhållandet mellan dagis och grundskola, allmän utbildning och tilläggsutbildning, program för gymnasieskola, gymnasieskola och gymnasie- och högre yrkesutbildning.

För att hjälpa lärare har en uppsättning pedagogisk och metodologisk litteratur tagits fram, som inkluderar: program, klassanteckningar, åhörarkopior. Lärare delar gärna med sig av sin samlade erfarenhet av implementeringen av "pedagogisk robotik".
Kära kollegor och medarbetare! Jag inbjuder alla som är intresserade av pedagogisk robotik och de frågor som diskuterades vid mötet i förbundsrådets kommitté att diskutera och utbyta erfarenheter. Mitt personliga mail.

En robotiker är samtidigt ingenjör, programmerare och cybernetiker, han ska 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.

Kort om mig själv:

Jag är ingen specialist inom området pedagogik och utbildning, jag behandlar barn enbart som individer i början av deras livsväg, och inte som "livets blommor", och mitt mål är att intressera dem och dela min erfarenhet med dem. Jag har arbetat inom robotik i flera år och har ett genuint intresse för detta område.

Det finns fler och fler robotcirklar i Ryssland, men få föräldrar förstår exakt vad denna riktning är. De flesta av dem är skeptiska till det, och tror att allt är knutet till det vanliga LEGO, som du kan spela hemma, eller så tror de att detta är ett föremål som inte har kontakt med livet, som du kan skicka barnet till för underhållning och avslappning. Å andra sidan anser vissa att denna aktivitet är genier eller nördar. Tja, eller att det kan göra ett geni av deras barn.

I själva verket är pedagogisk robotik varken ett abstrut ämne, inte ett framtidsyrke eller ett lättsamt tidsfördriv. Och det är grunden för en seriös studie av tillämpade tekniska färdigheter som är nödvändiga för framtidens tekniker nu.

Naturligtvis är denna aktivitet inte för alla - många barn är inte ivriga att studera "tråkig" teori istället för att villkorligt leka i sportdelen. Men för dem som gillar att skapa något med sina egna händer hela tiden, är intresserade av datorteknik eller helt enkelt visar intresse för vilken teknik som helst, kan pedagogisk robotik lära ut många färdigheter, till exempel:

• Oberoende design av strukturer
• Förstå principerna för olika mekanismers funktion
• Grunderna för datorkunskap
• Programmeringsprinciper
• Processoptimering och leta efter alternativa lösningar
• Tillämpning av engelska (standard inom teknisk industri)
• Förstå vad matematik är för något
• Mjukvarudelens samspel med designen
• Lagarbete och allmän socialisering

Det viktigaste är att du inte ska sikta på specifika resultat, som att vinna priser i olika robottävlingar. De behövs främst för socialisering, skapa intresse för branschen och konkurrensanda. Detta är fallet när deltagande i alla avseenden är viktigare än seger. Här ligger robotiken närmare en konstskola med sina utställningar, där huvudsaken är att titta på andra och visa upp sig.

Som ett lärandemål kan man överväga en gradvis ökning av komplexiteten i de projekt som skapas (både i cirkeln och hemma), men allt är individuellt här.

Låt oss gå vidare till de vanligaste frågorna:

Vad gör vi inom robotik?

För allt detta måste vi ofta använda matematik och banal intuition. MEN logiskt tänkande- i allmänhet, vårt allt.

Varför LEGO?

Det finns två skäl till skepsisen mot LEGO:

1. Ytlig bekantskap med detta set. Många lärare från robotkretsar (även universitetskretsar!) syndar genom att inte veta väl vad de jobbar med. Eftersom de inte är så bekanta med grunderna för att designa mekanismer och programmering, kan de inte uppskatta alla funktioner i verktyget, än mindre använda dem för utbildningsändamål.

2. Högt uppåtvänd näsa på anhängarna av den "gamla skolan". Det här handlar om de som säger att de som jobbar på LEGO inte känner till transistor-motstånd och generellt gör vi allt från färdiga block och programmerar dem med block. Allt de säger är korrekt. Vi vet inte. Bara robotik handlar inte om elektronik och lödning, utan om att lösa praktiska problem och automatisering. Det finns också en variant med "coola programmerare" som omedelbart är engagerade i att programmera mikrokontroller och blinkande lysdioder, och helt glömmer bort den mekaniska delen.

I verkligheten har LEGO Mindstorms bara två betydande nackdelar:

• Låg styvhet av stora strukturer
• Stor storlek och vikt på huvudmodulen och motorerna (miniatyrservon ingår inte i satsen)

Vilken ålder är robotteknik lämplig för?

Ungefär från 6-7 till 67 år :)

Från 7 års ålder mognar ett barn vanligtvis tillräckligt för att medvetet fördjupa sig i komplexa saker utan att tappa intresset. I den här åldern studerar vi redan på "Eve", behärskar sådana begrepp som "vinkelgrad, procentandel, decimalfraktion" (tja, hur annars, här arbetar vi redan nära med sensorer). Oftast är det ingen som har några speciella problem med detta om det finns ett kunskapsintresse. Problem uppstår först när vi redan behöver dela-multiplicera något, och det har inte gjorts i skolan än.

10-14 år är den mest effektiva åldern för inlärning, eftersom ämnet vanligtvis tas på större allvar, intresset är mer professionellt och det finns ingen rädsla för matematik på sjättenivå. Dessutom kan du berätta varför dessa ökända sinus-cosinus behövs, vars tillämpade betydelse förblir outforskad i skolan.

Efter ett års studier kan du också byta från LEGO till en gratis elementbas (enkelkortsdatorer och sensorer från Kina + aluminiumprofiler från en järnaffär).

Men vad händer om du köper detta LEGO hem och gör det själv?

Du har åtminstone minimal kunskap om mekanismer och programmering och kan studera uppsättningen till fullo på egen hand. Du har extra ~40 tr. för köp av ett set och några extra moduler. Men även i det här fallet är det bättre att studera parallellt i en cirkel och utveckla de idéer som kom att tänka på hemma efter att ha studerat ett nytt ämne.

Varför använder vi inte instruktioner?

Instruktioner - från den onde :)

Om cirkeln ständigt samlas in enligt instruktionerna är detta ett bevis på lärarens professionella inkompetens. Detta ses ofta i franchiseklubbar och skolor.

Hur går programmeringsprocessen?

1. Inbäddad programmeringsmiljö direkt i huvudmodulen. Därifrån kan du programmera enkla linjära algoritmer som "kör först fram till väggen, sväng sedan exakt vänster." Det är här vi börjar. Detta gör att vi kan lägga åt sidan att lära oss datorprogrammering och fokusera på grunderna.
2. Specialprogramvara för datorer och surfplattor baserad på det "vuxna" visuella programmeringssystemet LabView. Programmet är sammansatt av funktionsblock. Detta undviker problem med att lära sig syntax och är inte på något sätt sämre än vuxen textbaserad programmering när det gäller funktionalitet. Visserligen ser det krångligt ut, ja. Men det är klart. Slingor, villkorssatser, variabler, funktioner och allt detta finns här - i lager. Detta är vårt främsta verktyg.
3. Om du vill kan du använda C eller ett annat programmeringsspråk, men om en sådan fråga uppstod så är det bättre att använda Arduino för detta och i allmänhet är detta en helt annan historia.

Jag avslutar med detta, tack för att du läste!

Pedagogisk robotik

Podlesnykh Elena Viktorovna

IT-lärare

MBOU gymnasieskola №17

Staden Novy Urengoy

I. INLEDNING.

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 utvecklingen av kognitiva processer hos ett barn. 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.

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.

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, i modern produktion och industri, efterfrågas specialister med kunskap inom detta område. Därför blir pedagogisk robotik allt viktigare och relevantare för närvarande.

III. Problem.

Ett problem öppnade sig framför mig: hur säkerställer man en effektiv studie av robotikkursen och praktisk tillämpning i utbildningsprocessen?

IV. Mål:

1. Att locka begåvade barns uppmärksamhet till sfären av högteknologi och innovativa aktiviteter;
2. Popularisering av vetenskaplig och teknisk kreativitet och robotik;
3. Kompetensbildning inom området teknisk produktion använda robotsystem;

V. Uppgifter:

1. Skapande av en cirkel om robotik och vetenskaplig och teknisk kreativitet.
2. Utveckling av en metodik för att lära ut grunderna i robotik och vetenskaplig och teknisk kreativitet.
3. Utveckling av en pedagogisk och konkurrenskraftig plattform.
4. 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 ligger i det faktum att konstruktören och dess mjukvara 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. Lärandet 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.

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 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 läraren kan skapa sådana förutsättningar att eleven vill sätta upp ett eget experiment.

Lego-robotar ger stora möjligheter att genomföra datavetenskapslektioner i 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 ramarna för datavetenskapslektionen: 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 söka, sökundervisningsmetoder, samt metoden för problempresentation.

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

Projektmetoden förstås som tekniken för att organisera utbildningssituationer där eleverna sätter och löser sina egna uppgifter, och tekniken att stödja elevens självständiga aktivitet.

De viktigaste stegen i utvecklingen av Lego-projektet:

1. Beteckning av projektets tema.
2. Syfte och mål med det presenterade projektet.
3. Utveckling av en mekanism baserad på Lego-modellen NXT.
4. Utarbeta ett program för driften av mekanismen i Lego Mindstorms miljö.
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 elevernas självständighet. Således kan man se 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.

1. 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.

1. Arbetsprogrammet för cirkeln "Lego design and the basics of Mindstorms NXT robotics" för studieåret har skapats. Metodstöd för klasser utvecklas: klassanteckningar och presentationer för dem.
2. 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.
3. 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. Alpha-X-teamet (Yaroslava Chernikova och Nikolay Pishnenko) tog 1:a plats i stadsrobottävlingen i Kegelring-nomineringen. Och NXT.exe-teamet (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 deltog NXT.exe-teamet (Vladislav Ryazanov, Yury Tatarchuk, Artem Repka, Andrey Morgunov) i distriktsförsamlingen för unga uppfinnare i Nadym. Enligt resultatet av arbetet fick NXT.exe-teamet en grandee av tredje graden. 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.
4. När vi summerar 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.