Što je potrebno za robotiku u školi. Što je robotika za školarce? Kako odabrati tečajeve robotike

Visoke tehnologije postupno postaju dio svakodnevnog života: "pametna kuća", interaktivne umjetničke izložbe, botovi za razgovor. Nije iznenađujuće da osnove programiranja i robotike počinju podučavati i prije škole. Sve se češće otvaraju robotički centri i inženjerski klubovi. Prema različitim izvorima, u Rusiji postoji oko 400 klubova vezanih uz robotiku i informatiku, a službene statistike još nema. I ovaj broj će samo rasti.

Od kruga mladih inženjera i radioamatera do Robotičke sekcije

Robotika se organski i gotovo nečujno uklopila u obrazovni proces. U 2016. roboti bljeskaju LED diodama na svim razinama obrazovnih institucija: od vrtića do sveučilišta, ali najviše u školama. Robotika se smatra alatom za dubinsko proučavanje disciplina kao što su informatika, fizika i tehnologija. Stoga školarci početke robotike mogu učiti ne samo u klubovima, već iu školama i na fakultetima, gdje se roboti sve više uvode u obrazovni proces.

Kružni sustav dodatnog obrazovanja posebno je poznat ljudima starije generacije iz zemalja bivših saveznih republika SSSR-a. Besplatno sovjetsko obrazovanje bilo je velikodušno nadopunjeno izvannastavnim aktivnostima u palačama i kućama pionira (prema Wikipediji, 1971. bilo je u funkciji 4400 "palača").

Prostorno razmišljanje razvijali su budući inženjeri kroz sekcije tehničkog modelarstva i dizajna te radijske radionice. Školarci su od nule izrađivali modele automobila i aviona, učili raditi s opremom (tokarilice, strojevi za pečenje, ubodne pile i turpije) te se upoznavali s principima rada elektriciteta.

Sovjetski sustav obrazovanja za inženjerske i tehničke specijalnosti, čiji su "krugovi" bili dio, smatran je jednim od najboljih na svijetu. Danas je uobičajeno više govoriti o nedostacima obrazovanja u Rusiji, a američke i azijske obrazovne institucije zauzimaju vodeća mjesta u području tehnologije.

S raspadom SSSR-a opadala je i kultura doškolovanja i klubova. Aktivnosti su postale plaćene, a teme su izgubile raznolikost: sportske sekcije, plesne i umjetničke škole postale su popularne. Već sada se može prosuditi o utjecaju takve promjene na obrazovni jelovnik cijele generacije djece. Sveučilišni diplomanti s diplomama humanističkih znanosti ne nalaze posao, a poduzeća danju očajnički traže inženjersko osoblje.

U 2000-ima interes za robotiku u obrazovanju postaje sve zamjetniji. Od 2002. u Rusiji se održavaju domaća i međunarodna natjecanja robota. Istovremeno je osnovana Ruska udruga obrazovne robotike (RAER). Od 2008. godine na temelju RAOR-a djeluje Sveruski obrazovni i metodološki centar za obrazovnu robotiku (VUMTSOR) - organizacija opskrbljuje priručnike i svima pruža pravne informacije i preporuke za otvaranje kluba robotike.

Također, od 2008. Zaklada Volnoye Delo Olega Deripaske pokrenula je program Robotics koji podupire obrazovne i natjecateljske projekte.

2014. godine počelo se govoriti o robotima na državnoj razini. ASI (Agencija za strateške inicijative, osnivač – Vlada Ruske Federacije) najavila je Nacionalnu tehničku inicijativu. Globalna ideja NTI-ja je dovesti Rusiju na konkurentnu razinu na tržištu visoke tehnologije do 2035. godine. Jedno od područja programa bila je podrška i popularizacija tehničkog obrazovanja.

Paralelno s popularizacijom robotike u obrazovnom okruženju pojavio se koncept STEM (ili STEAM). Ovaj smjer u globalnom obrazovnom procesu karakterizira interdisciplinarni pristup učenju. Ključne discipline kodirane su kraticama: znanost, tehnologija, inženjerstvo, umjetnost (ne uvijek), matematika. Sustav je dizajniran za razvoj budućih inženjera i robotičara.

Uz potporu države otvaraju se ne samo klubovi, već i čitavi tehnološki parkovi - dječji centri koji ujedinjuju klubove u različitim tehničkim područjima. Tehnoloških parkova još nema puno. U svibnju je u Moskvi otvoren prvi dječji centar u Mosgormashu, a krajem rujna otvoren je tehnološki park Quantorium. U planu je i otvaranje tehnoloških parkova u regijama. Trebali bi se pojaviti u 17 regija: Mordovia, Tatarstan, Chuvashia, Altai Territory i drugi.

Od dizajnera do mikro kruga

Unatoč činjenici da su roboti uključeni u nastavu za djecu od predškolske dobi, glavnu ulogu u razvoju najmlađih budućih inženjera ne igra elektronika, već kreativnost. U STEM sustavu obrazovanja sloboda mišljenja i stvaranja je u prvom planu u predškolskoj nastavi. Stoga se u krugovima za djecu mlađu od 6 godina aktivno koriste jednostavni građevinski setovi i kocke.

Većina robotičkih klubova namijenjena je djeci osnovnoškolske i srednjoškolske dobi.

“Program takvih dječjih tečajeva u pravilu uključuje upoznavanje s projektiranjem sklopova, osnove programiranja i robotiku. Razlika između klubova je njihov zadatak: dijete se ili zabavlja ili uči. Na temelju toga odabiru se nastavne metode i tehnologije. Globalni cilj Kluba ROBBO je odgojiti generaciju mladih inovatora koji bi bili konkurentni ne samo na ruskom tržištu, već iu svijetu. Stoga je naš tečaj osmišljen za rad s djecom različite dobi: s djecom predškolske dobi izrađujemo animacijske programe i klasične računalne igrice (Pac-man, Arkanoid), programiramo robote za obavljanje raznih zadataka, sa školarcima se bavimo programiranjem na jezicima za „odrasle“ , 3D modeliranje, 3D dizajn i 3D ispis. Dakle, dijete nam dolazi samo s vještinom čitanja, a odlazi s robotom isprintanim na 3D printeru, samostalno sastavljenim i programiranim,” objašnjava Pavel Frolov, producent projekta dječje robotike za obrazovanje ROBBO.

Robotika nadopunjuje gradivo koje se obrađuje u nastavi tehnike, fizike i matematike. Dmitrij Spivak, direktor Sanktpeterburškog robotičkog kluba za djecu Robx, vjeruje da upravo na klupskim satovima dijete može primijeniti znanja iz mehanike i elektrodinamike, te zaroniti u tekstualne programske jezike (na primjer, C). “U srednjoj školi naši se učenici počinju upoznavati s Arduinom, složenijim programima za 3D modeliranje - OpenSCAD, parametarsko modeliranje, gdje djeca opisuju oblike kodom,” kaže Dmitry.

Obrazovna robotika obično počinje s Lego kockicama. Kompleti održavaju ravnotežu između dizajna i programiranja. Nakon što dijete savlada osnove, može dublje ući u jedno od područja te dublje proučavati programiranje i dizajn. U nastavi s naglaskom na programiranje studenti rade s različitim jezicima i programskim programima te se bave 3D modeliranjem. Dizajnerski klubovi pripremaju buduće inženjere: ovdje djeca samostalno razvijaju oblik i "punjenje" robota.

Lego and Co.

Tržište za STEM i robotske konstrukcijske komplete prilično je raznoliko. Većina proizvođača pokriva sve dobne kategorije, od predškolskih kompleta do četverojezgrenih modula za učenike srednjih i srednjih škola.

Svjetski i ruski lider u području obrazovne robotike podružnica je holdinga LEGO Group - LEGO Education. Danski brend posjeduje ne samo setove i metodološke razvoje, već i mrežu specijaliziranih dječjih centara, kao i LEGO akademiju, gdje učitelji mogu proći obuku. Trenutačno je 16 centara za dodatno obrazovanje službeni partner Lego Education Afterschool Programs u Rusiji.

Lego Education posluje od 1980. Linija brenda uključuje konstrukcijske setove bez elektroničke komponente (Lego Simple Mechanisms, First Designs), setove s mikroprocesorom i senzorima za učenje robotike u osnovnoj školi (Lego WeDo) te setove za demonstraciju znanstvenih principa u srednjoj školi (Lego Technology and Physics). i postavlja legendarnu seriju MINDSTORMS.

Slično Legu, ali puno manje poznato, američku tvrtku Pitsco 1971. godine osnovala su tri učitelja. Osnovni STEM setovi za mlađu djecu predstavljeni su kreativnijim općeobrazovnim igračkama - leteći zmajevi, rakete. Roboti su uključeni u smjer Tetrix - robotske metalne konstrukcije, nadaleko poznate u Rusiji. Metalni dijelovi čine ove setove univerzalnima, Tetrix je kompatibilan s Lego MINDSTORMS kontrolerom. Roboti temeljeni na Tetrixu često sudjeluju u natjecanjima, uključujući i studentske kategorije.

Otvorena platforma Arduino, za razliku od drugih, jedinstvena je ploča sa softverskom ljuskom. To Arduino čini univerzalnom osnovom za dizajn robota na bilo kojoj razini u obrazovanju djece. Na temelju Arduina stvoreno je nekoliko marki robotskih građevinskih kompleta. Platforma se može kupiti zasebno. Nedostatak platforme je da je dizajn prilično složen i zahtijeva da dijete radi s lemilom.

Domaće garniture predstavljaju dva istaknuta brenda na tržištu - TECHNOLAB i Amperka. Priručnici su razvijeni za TECHNOLAB uz podršku stručnjaka s Fakulteta za robotiku i kompleksnu automatizaciju Moskovskog državnog tehničkog sveučilišta N.E. TECHNOLAB proizvodi su tematski i dobno specifični moduli. Svaki modul sadrži nekoliko robotskih kompleta. Ovaj "veleprodajni" pristup podrazumijeva visoku cijenu građevinskih kompleta: od 93 tisuće rubalja po modulu za djecu od 5-8 godina i do 400 tisuća rubalja za modul zračnih robota.

Amperka je startup iz 2010. godine baziran na platformi Arduino. Amperka proizvodi su setovi pod nazivima igara: “Matrjoška”, “Malina”, “Elektronika za glupane” itd. Na stranicama Amperke možete kupiti i pojedinačne komponente - Arduino ploče, senzore, prekidače.

Korejski brend Robotis nudi komplete robotike za sve razine. Riječ je o plastičnim robotima za osnovnu školu (Robotis Play, Robotis Dream) i humanoidnim robotima baziranim na Robotis Bioloid servomotorima.

Korejski proizvođači HunaRobo i RoboRobo fokusirani su na građevinske setove za djecu male i srednje dobi. Kompleti korejskih marki uključuju osnovne elemente: matičnu ploču, motor i mjenjač, ​​RC prijemnik i upravljačku ploču.

VEX Robotics je privatna tvrtka s fokusom na mobilnu robotiku sa sjedištem u SAD-u. Brand je u vlasništvu Innovation First, Inc., koja razvija elektroniku za autonomne zemaljske robote. Brend je podijeljen u dva smjera - VEX IQ serija za početnike i VEX EDR - platforma za napredne studente. VEX mobilni programabilni roboti na daljinsko upravljanje usmjereni su na natjecanje i vještine programiranja.

Umjesto zaključka

Širok raspon robotskih platformi za učenje, potpora vlade i moda za robote samo integriraju robotiku u obrazovanje. Strojarski i robotički klubovi i tečajevi prilično su iznimka, osobito u regijama. Međutim, danas stotine tisuća djece imaju priliku dodatno se školovati u inženjerskim i informatičkim područjima. A taj će broj u bliskoj budućnosti samo rasti - mediji izvještavaju o novim tehnološkim parkovima i krugovima, a vlasti govore o spremnosti podržati takve inicijative.

Želio bih vjerovati da će povećana integracija dodatnog tehničkog obrazovanja u konačnici dati poticaj formiranju većeg broja tehničkih stručnjaka u budućnosti. Pokret kružoka teži širokoj pokrivenosti - programi aktivnosti robotike osmišljeni su tako da zainteresiraju svako dijete. Osnovni tehnički zakoni i pojmovi postaju dostupniji. Nastava robotike u najmanju ruku proširuje vidike, a u najmanju ruku će osigurati budućnost s inženjerskim i tehničkim kadrom. Vjerujemo u maksimum!

Viktorija Fedoseenko

Vokal, strani jezici, križić ili roboti? Kako bi pomogli roditeljima koji sumnjaju, Smartbabr stručnjaci daju argumente u prilog robotici.

Satovi robotike pomažu u razvoju logičkog i sustavnog razmišljanja, kao i kreativnih sposobnosti. Čak i ako vaše dijete ne postane inženjer i ne treba mu sposobnost upravljanja robotom, tada će razumijevanje kako automatski uređaj radi i iskustvo u dizajnu svakako biti korisno u drugim aktivnostima, bez obzira na zanimanje koje dijete odabere u budućnost.

Danas je školsko obrazovanje uglavnom formalno. Ne dopušta osobi da uspješno izgradi svoj život u složenom tehničkom svijetu. Zahvaljujući robotici dijete u praksi upoznaje crtanje, 3D modeliranje, konstrukciju, shvaća trodimenzionalnu percepciju prostora i još mnogo toga. Jednom riječju, uči razmišljati ne samo svojom "glavom", već i svojim "rukama". I to u isto vrijeme: i glavom i rukama.

U robotičkim klubovima srednjoškolci vide fizikalne zakone na djelu. Učenici 5-7 razreda rješavaju zanimljive geometrijske i matematičke zadatke. Vrtićka i osnovnoškolska djeca robotikom razvijaju motoriku, pažnju i sposobnost grupnog rada.

Ako se robotika doda temeljnom kurikulumu, čak i kao tehnološki predmet, njezino će se značenje početi gubiti. Danas škole selektivno troše vrijeme i sredstva. Na primjer, mnoge obrazovne ustanove ne podržavaju darovitu djecu, iako postoje odgovarajući državni programi i njihova provedba je odgovornost škole. A lekcije o tehnologiji ne uče se svugdje. Postoji mogućnost da se nešto slično dogodi i s predavanjima robotike: formalno će postojati, ali hoće li biti korisni, sporno je pitanje. Naravno, iznimke su moguće i sjajne i dobre stvari će negdje bljesnuti.

Ali u svakom slučaju, šalice su prikladnije za nadarenu djecu zainteresiranu za proučavanje robotike, jer im pomažu da uđu dublje. Stoga, čak i ako se robotika uvede u glavni školski program, kretanje u krugu se ne može napustiti.

Smatram da bavljenje robotikom jako razvija logiku, povećava sustavno razmišljanje, a sve to utječe i na stupanj svjesnosti u odlukama koje se donose. Samo sastavljanje robota može pomoći u razvoju fine motorike. Djeca također stječu znanja ne samo o tome kako roboti rade, već i kako funkcioniraju postojeći sustavi. Ova vještina će im pomoći u budućnosti pri dizajniranju vlastitih sustava u bilo kojoj industriji, jer postoji skup pravila i ograničenja u bilo kojoj vrsti aktivnosti.

Siguran sam da robotiku, barem na nekim jednostavnim i ilustrativnim primjerima, možete početi učiti od 5-6 godina. Dijete je u ovoj dobi već sasvim svjesno svojih postupaka, a ima i razmišljanje koje još nije „obraslo“ šablonima. U ovoj dobi djeca su vrlo otvorena i jednostavno pršte od ideja i kreativnosti. Samo pogledajte njihove crteže. Sve to može u budućnosti doprinijeti razvoju kvalitativno novih sustava, ova će djeca biti jedinstvena u svojoj vrsti.

Treba li ovu disciplinu uvrstiti u školski kurikulum? Nisam siguran. Uostalom, postoji državni standard, a bez odgovarajućeg sudjelovanja države prilično je teško prilagoditi mu se nečim inovativnim. Ali kao izborni predmet, da. Međutim, sada postoji veliki nedostatak takvih stručnjaka koji bi pristali predavati te predmete u školama. Mislim da je to na tehničkim visokim učilištima koja će taj teret preuzeti u sklopu svog profesionalnog usmjeravanja.

Satovi robotike pomažu u razvoju logičnog i sustavnog razmišljanja, kao i kreativnih sposobnosti. To su vrlo korisne osobine koje će sigurno biti korisne djetetu u budućnosti, čak i ako njegova karijera nije povezana s tehničkim znanostima. Ako dublje uđete u proces prakticiranja robotike, možete shvatiti da je uspjeh u ovom području nemoguć bez poznavanja fizike, matematike, informatike i sposobnosti njihove primjene pri rješavanju nestandardnih problema. Naime, robotika je metapredmet, a oni učitelji koji već organiziraju klubove za svoju djecu za razvoj robotskih vještina svakako će u budućnosti dobiti dividende u vidu razvijanja i njegovanja erudite i zainteresirane osobnosti kod svojih učenika, koji će biti u stanju analizirati i logično zaključivati ​​koristeći znanja iz različitih područja, te raditi na raskrižju znanosti, što će svakako biti traženo u budućnosti.

Osim toga, ne samo odrasli školarci, već i djeca predškolske dobi mogu se baviti robotikom. Kontrolni element robota za predškolsku djecu je zabavan. Kod osnovnoškolaca satovi robotike razvijaju logičko razmišljanje, au ovoj fazi imaju i potrebu za stvaranjem novih stvari. Srednjoškolci su zainteresirani za izradu modela robota za rješavanje stvarnih problema i problema. U pravilu, u ovoj fazi učenici već razumiju zašto se bave robotikom, pa se kod njih razvija potreba za proučavanjem tehničkih disciplina, provođenjem projektnih aktivnosti i proučavanjem srodnih znanosti usmjerenih na rješavanje određenog problema.

Naravno, treba postojati mogućnost bavljenja robotikom, barem u sklopu grupne aktivnosti. Robotika kao školski predmet u većoj mjeri može biti usmjerena na objašnjavanje i primjenu teorijskih znanja stečenih u nastavi kao interdisciplinarna primijenjena projektna aktivnost. Ako govorimo o “tehnološkoj” disciplini, ona je obično usmjerena na stjecanje praktične vještine stvaranja nečega, pa robotika također može biti njen element.

Robotiku bih podijelio u dvije velike komponente: programiranje i elektroniku.

Posjedovanje ovih komponenti zasebno već mlade ljude pretvara u tražene stručnjake, a istovremeno posjedovanje i prve i druge čini jednog stručnjaka jednakim dvama.

Vjerujem da će robotika koristiti djeci svih uzrasta jer razvija opće razumijevanje o tome kako svaka tehnologija funkcionira.

Kakve koristi djeci daje učenje strukture i upravljanja robotima? Vrlo valjano pitanje. Njegova će važnost postati posebno akutna za 50 godina, kada će računalna snaga računala premašiti mogućnosti ljudskog mozga. Već smo okruženi tehnologijom. Razumijevanje sučelja čovjek-stroj znači upravljanje strojevima. Naša djeca moraju sada postaviti temelje interakcije čovjeka, računala i robota, kako bi izbjegli scenarije iz filma Terminator.

Ako govorimo o školskom obrazovanju, smatram da je potrebno uvrstiti nastavu robotike kao izborni predmet u razrede s produbljenim proučavanjem matematike i fizike kako bi se temeljne znanosti povezale s praksom. Treba krenuti od 5. razreda i isključivo za zainteresirane.

Zadatak s kojim se sada suočava ruski obrazovni sustav je priprema kreativnih inženjera koji bi mogli izumiti i implementirati nove tehnologije koje nemaju analoga u svijetu. Sada možemo reći da će u sljedećih pet godina najtraženija zanimanja biti inženjerska. Sukladno tome, ona djeca koja će sada biti zainteresirana za robotiku i dizajn budući su inovativni inženjeri koji će biti traženi ne samo na ruskom već i na međunarodnom tržištu.

Prije svega, osnove robotike i programiranja uče dijete logično razmišljati, graditi ispravne uzročno-posljedične veze, provoditi analitičke operacije i pravilno donositi zaključke. Drugo, suvremena djeca koja su upoznata s raznim mobilnim uređajima (kao što su pametni telefoni i tableti s dodirnim sučeljem) ne znaju pisati i crtati rukom, dijelovi njihova mozga odgovorni za kreativnost jednostavno nisu aktivirani. Takva djeca nisu sposobna stvarati, mogu samo nešto presložiti ili jednostavno konzumirati.

Strast prema robotici, programiranju i dizajnu potiče djecu bilo koje dobi na kreativno razmišljanje i izradu jedinstvenog proizvoda. To je ključ uspješne budućnosti ne samo pojedinog djeteta, već i zemlje u cjelini.

Djeca trebaju početi poučavati robotiku što je ranije moguće, jer se interes za inženjerska zanimanja manifestira doslovno od 5. godine. Taj interes treba razvijati i promicati posvuda, ne samo u školama, već iu vrtićima, privatnim klubovima i kružocima.

Fotografija: russianrobotics.ru, iz osobnih arhiva stručnjaka

OPĆINSKI PRORAČUN OBRAZOVNA USTANOVADODATNO OBRAZOVANJE

KUĆA ZA DJEČJI UMJETNIČKI OBRT

OPĆINA

KAVKASKI OKRUG

Pregled lekcije

na ovu temu: "Uvodna lekcija u robotiku."

Sudionici:

učenici udruge “Robot”.

1 godina učenja, 11-18 god

Umjetnost. Kavkaski 2016

Cilj: razvijanje interesa i želje djece za bavljenjem robotikom

Zadaci:

• obrazovni:

Upoznati djecu s glavnim područjima robotike i suvremenom robotskom proizvodnjom;

Formiranje politehničkih znanja o najčešćim i najperspektivnijim tehnologijama u robotici;

Naučite primijeniti svoje znanje i vještine u novim situacijama.

• obrazovni:

Razvijati točnost i strpljenje u radu s konstruktorima;

Njegujte brižan odnos prema materijalnoj i tehničkoj bazi robotičkog laboratorija;

Njegujte kulturu komunikacije.

• razvoj:

Razvijati samostalnost i sposobnost rješavanja kreativnih, inventivnih problema;

- razvijati vještine zapažanja, sposobnost zaključivanja, raspravljanja, analiziranja i obavljanja poslova na temelju dijagrama i tehnoloških karata;

Razvijati dizajnerske i tehnološke sposobnosti, prostorne koncepte.

• štedi zdravlje:

Usklađenost sa sigurnosnim propisima.

Oprema: računalo, multimedijska prezentacija, gotovi roboti.

Materijali: dijagrami sklapanja robota, dizajnerski dijelovi.

Alati: olovka, ravnalo.

Osnovni pojmovi koji se koriste u lekciji:Lego - roboti, konstrukcija, programiranje.

Formiranje UUD-a(univerzalne aktivnosti učenja):

Osobni UUD:

1. Razvijati znatiželju i inteligenciju pri obavljanju raznih problematičnih zadataka.
2. Razvijati pozornost, ustrajnost, odlučnost i sposobnost prevladavanja poteškoća.
3. Njegujte osjećaj za pravdu i odgovornost.

Kognitivni UUD:

1. Upoznajte se s konceptima Lego - roboti ", " oblikovati», « programiranje».
2. Odaberite dijelove zadanog oblika na gotovom robotu.
3. Analizirati raspored dijelova u robotu.
4. Napravite robota od dijelova.
5. Odredite mjesto zadanog dijela u konstrukciji.
6. Usporedite dobiveni (među, konačni) rezultat sa zadanim stanjem.
7. Analizirajte predložene moguće opcije za ispravno rješenje.
8. Modelirajte robota iz dijelova.
9. Provedite opsežne radnje kontrole i samokontrole: usporedite gotovog robota s uzorkom.
10. Poznavati osnovna pravila rada s konstruktorom.
11. Izradite standardne modele robota iz dijelova.

Komunikacijski UUD:

1. Razvijati sposobnost individualnog i grupnog rada.
2. Izrazite svoje mišljenje i saslušajte mišljenja drugih,

Dopunite mišljenje drugova, surađujte s vršnjacima.

1. Znati postavljati pitanja.

Regulatorni UUD:

1. Razvijati sposobnost određivanja svrhe aktivnosti u razredu.
2. Prihvatite i spremite zadatak učenja.
3. Provesti konačnu i postupnu kontrolu rezultata.
4. Adekvatno percipirati ocjenu nastavnika.
5. Razviti sposobnost provođenja kognitivnih i osobnih

odraz.

Korištene pedagoške tehnologije:

Orijentiran na osobnost;

Grupna tehnologija;

Tehnologija kolektivnog kreativnog djelovanja;

Štednja zdravlja;

Individualni trening.

Plan učenja:

1. Organizacijski dio sata. (2 minute)
2. Priopćite ciljeve i ciljeve lekcije (2 minute).
3. Objavljivanje novog materijala. (10 minuta)
4. Planiranje aktivnosti.(3 minute)
5. Praktični rad. (20 minuta)
6. Rezimirajući rad. (3 minute)

Napredak lekcije.

1. Organizacijski dio sata. Priprema radnih mjesta.

2. Priopćavanje ciljeva i zadataka lekcije.

Učitelj: Dečki, danas ćemo se upoznati s glavnim područjima robotike i moderne robotske proizvodnje.

3. Poruka novog materijala:

Učitelj: Robotika je primijenjena znanost koja se bavi razvojem automatiziranih tehničkih sustava.

Robotika je prvi korak u svladavanju tehničkih znanja iz područja automatizacije. Izravno je povezana sa znanostima kao što su elektronika, mehanika, računarstvo, radiotehnika i elektronika.

Vrste robotike: građevinska, industrijska, zrakoplovna, kućanska, ekstremna, vojna, svemirska, podvodna.

Riječ "robot" skovao je 1920. godine češki pisac Karel Capek u svojoj znanstvenofantastičnoj drami. Roboti stvoreni u njemu rade bez odmora, zatim se pobune i unište svoje tvorce

Robot je automatski uređaj stvoren na principu živog organizma. Robot radi prema unaprijed postavljenom programu. Robot prima informacije o vanjskom svijetu od senzora (analoga osjetilnih organa). U tom slučaju robot može komunicirati s operaterom (primati naredbe od njega) i djelovati autonomno.

Razvoj robotike i sustava umjetne inteligencije napreduje velikim koracima. Prije samo 10 godina razvijeni su samo kontrolirani manipulatori. Programi umjetne inteligencije bili su usmjereni na uzak raspon problema koje je trebalo riješiti. S razvojem ICT-a došlo je do kvalitativnog skoka u razvoju robotike.

Razvoj robota u budućnosti moći će značajno promijeniti način na koji ljudi žive. Strojevi obdareni inteligencijom moći će se koristiti za najrazličitije poslove, prvenstveno one koji nisu sigurni za ljude.

Industrijska robotika jedno je od područja koja se najuspješnije razvijaju. Već postoje tvornice u kojima 30 robota sklapa automobile.

Trenutno se brzo razvija takav smjer kao što je stvaranje bioničkih proteza. U operacijskim dvoranama budućnosti roboti će postati produžetak ili zamjena za ruke kirurga. Točniji su i omogućuju izvođenje operacija u načinu daljinskog upravljanja.

Roboti će biti obdareni sposobnošću „samoučenja“, skupljajući vlastito iskustvo i koristeći ga u istim situacijama pri obavljanju drugih poslova. Svaki izum može se koristiti s dobrim namjerama ili sa zlim namjerama, stoga znanstvenici trebaju razmotriti sve moguće scenarije i predvidjeti sve moguće posljedice svojih otkrića.

Android je humanoidni robot.

Klase robota:

manipulativno,koji se pak dijele na stacionarne i pokretne.

Manipulacijski roboti su automatski strojevi koji se sastoje od aktuatora u obliku manipulatora s nekoliko stupnjeva pokretljivosti i programskog upravljačkog uređaja.

Mobilni , koji se pak dijele na kotače, hodanje i gusjenice. I također puzanje, plivanje, letenje.

Mobilni robot je automatski stroj koji ima pokretnu šasiju s automatski kontroliranim pogonima.

Komponente robota: Aktuatori su "mišići" robota. Trenutačno su najpopularniji motori u pogonima električni, ali se također koriste i drugi koji koriste kemikalije ili komprimirani zrak.

4.Planiranje aktivnosti.

Učitelj: Naučili ste o robotima i robotici, a sada predlažem da radite u dizajnerskom uredu i nacrtate vlastite modele robota, osmislite njihovu svrhu, opseg i opremu. Na primjer: model kontrolira red na ulici.

5. Praktičan rad. Učenici rade na izradi skice svog robota. Opišite njegove tehničke karakteristike.

Robotika je jedno od najperspektivnijih područja u području internetskih tehnologija, au današnje vrijeme nema potrebe objašnjavati da je IT sektor budućnost. Robotika je fascinantna stvar: dizajnirati robota gotovo znači stvoriti novo stvorenje, iako elektroničko.

Od 60-ih godina prošlog stoljeća automatizirani i samoupravljivi uređaji koji obavljaju dio posla umjesto čovjeka počeli su se koristiti za istraživanje i proizvodnju, potom i u uslužnom sektoru, a od tada svake godine sve čvršće ustaljuju u svoje mjesto u životima ljudi. Naravno, ne može se reći da se u Rusiji sve odvija u potpunosti neovisnim mehanizmima, ali određeni vektor u tom smjeru je definitivno ocrtan. Sberbank već planira zamijeniti tri tisuće odvjetnika pametnim strojevima.

Zajedno sa stručnjacima pokušat ćemo dokučiti zašto je robotika potrebna i kako joj pristupiti.

Po čemu se robotika za djecu razlikuje od profesionalne robotike?

Ukratko, robotika za djecu je usmjerena na proučavanje predmeta, dok je profesionalna robotika usmjerena na rješavanje specifičnih problema. Ako stručnjaci stvaraju industrijske manipulatore koji obavljaju različite tehnološke zadatke ili specijalizirane platforme na kotačima, onda amateri i djeca, naravno, rade jednostavnije stvari.

Tatyana Volkova, zaposlenica Centra za inteligentnu robotiku: “U pravilu, ovo je mjesto gdje svi počinju: shvaćaju motore i tjeraju robota da jednostavno vozi naprijed, a zatim skreće. Kada robot izvršava naredbe za kretanje, već možete spojiti senzor i natjerati robota da se kreće prema svjetlu ili, obrnuto, "bježi" od njega. A onda dolazi omiljeni zadatak svih početnika: robot koji vozi po liniji. Čak se organiziraju i razne utrke robota.”

Kako možete znati ima li vaše dijete sklonost prema robotici?

Najprije morate kupiti građevinski set i vidjeti hoće li ga vaše dijete voljeti sastavljati. A onda ga možete dati krugu. Nastava će mu pomoći u razvoju fine motorike, mašte, prostorne percepcije, logike, koncentracije i strpljenja.

Što se prije odlučite za smjer robotike - dizajn, elektronika, programiranje - to bolje. Sva tri područja su ogromna i zahtijevaju zasebno proučavanje.

Alexander Kolotov, vodeći stručnjak za STEM programe na Sveučilištu Innopolis: „Ako dijete voli sastavljati građevinske setove, onda će mu konstrukcija odgovarati. Ako ga zanima kako stvari funkcioniraju, tada će uživati ​​u elektronici. Ako dijete ima strast prema matematici, onda će ga zanimati i programiranje.”

Kada početi učiti robotiku?

Najbolje je početi učiti i upisivati ​​se u klubove od djetinjstva, međutim, ne prerano - u dobi od 8-12 godina, kažu stručnjaci. Ranije je djetetu teže shvatiti razumljive apstrakcije, a kasnije, u adolescenciji, može razviti druge interese i postati rastreseno. Dijete treba motivirati i za učenje matematike, kako bi mu u budućnosti bilo zanimljivo i lako konstruirati mehanizme i sklopove, sastavljati algoritme.

Od 8-9 godina Djeca već mogu razumjeti i zapamtiti što je otpornik, LED, kondenzator, a kasnije svladavaju pojmove iz školske fizike prije školskog kurikuluma. Bez obzira hoće li postati specijalisti u ovom području ili ne, znanja i vještine koje steknu sigurno neće biti uzaludni.

Sa 14-15 godina morate nastaviti učiti matematiku, gurnuti satove robotike u drugi plan i početi ozbiljnije proučavati programiranje - kako biste razumjeli ne samo složene algoritme, već i strukture za pohranu podataka. Slijede matematičke osnove i znanja iz algoritmizacije, uranjanje u teoriju mehanizama i strojeva, dizajn elektromehaničke opreme robotskog uređaja, implementacija algoritama automatske navigacije, algoritama računalnog vida i strojnog učenja.

Alexander Kolotov: „Ako u ovom trenutku budućeg stručnjaka upoznate s osnovama linearne algebre, složenog računa, teorije vjerojatnosti i statistike, tada će do ulaska na sveučilište već imati dobru ideju zašto trebali posvetiti dodatnu pozornost ovim predmetima prilikom stjecanja visokog obrazovanja.”

Koje dizajnere odabrati?

Svaki uzrast ima svoje obrazovne programe, konstruktore i platforme, različitog stupnja složenosti. Možete pronaći strane i domaće proizvode. Postoje skupi kompleti za robotiku (oko 30 tisuća rubalja i više), postoje i jeftiniji, vrlo jednostavni (unutar 1-3 tisuće rubalja).

Ako dijete 8-11 godina, možete kupiti Lego ili Fischertechnik konstrukcione setove (iako, naravno, proizvođači imaju ponudu i za mlađe i starije uzraste). Lego robotika ima zanimljive detalje, šarene figure, lako se sastavlja i dolazi s detaljnim uputama. Fischertechnik serija građevinskih setova za robotiku približava vas stvarnom procesu razvoja, ovdje imate žice, utikače i okruženje za vizualno programiranje.

Sa 13-14 godina možete početi raditi s TRIC ili Arduino modulima, koji su, prema riječima Tatyane Volkove, praktički standard u području obrazovne robotike, kao i Raspberry. TRIC je složeniji od Lega, ali lakši od Arduina i Raspberry Ri. Posljednja dva već zahtijevaju osnovne vještine programiranja.

Što ćete još morati učiti?

Programiranje. Moguće ga je izbjeći samo u početnoj fazi, ali tada se bez njega ne može živjeti. Možete početi s Lego Mindstorms, Python, ROS (Robot Operating System).

Osnovna mehanika. Možete početi s obrtima od papira, kartona, boca, što je važno za fine motoričke sposobnosti i opći razvoj. Najjednostavniji robot može se napraviti od pojedinačnih dijelova (motori, žice, fotosenzor i jedan jednostavan mikro krug). "Alat za izradu s ocem Sperchom" pomoći će vam da se upoznate s osnovnom mehanikom.

Osnove elektronike. Najprije naučite sastavljati jednostavne sklopove. Za djecu mlađu od osam godina stručnjaci preporučuju konstrukcijski set "Poznavalac", a zatim možete prijeći na set "Osnove elektronike". Početak".

Gdje djeca mogu vježbati robotiku?

Ako vidite interes djeteta, možete ga poslati u klubove i tečajeve, iako možete učiti sami. Tijekom tečajeva dijete će biti pod vodstvom stručnjaka, moći će pronaći istomišljenike i redovito će se baviti robotikom.

Također je preporučljivo odmah shvatiti što želite od nastave: sudjelovati u natjecanjima i natjecati se za nagrade, sudjelovati u projektnim aktivnostima ili jednostavno učiti za sebe.

Alexey Kolotov: „Za ozbiljnu nastavu, projekte, sudjelovanje u natjecanjima, trebate odabrati klubove s malim grupama od 6-8 ljudi i trenera koji učenike vodi do nagrada na natjecanjima, koji se stalno razvija i daje zanimljive zadatke. Za aktivnosti iz hobija možete ići u grupe do 20 ljudi.”

Kako odabrati tečajeve robotike?

Prilikom upisa na tečajeve obratite pažnju na nastavnika, preporučuje komercijalni direktor tvrtke Promobot Oleg Kivokurtsev. "Postoje presedani kada učitelj jednostavno da djeci opremu, a zatim svatko može raditi što god želi", slaže se Tatyana Volkova s ​​Olegom. Takve će aktivnosti biti od male koristi.

Prilikom odabira tečajeva također treba obratiti pozornost na na postojećoj materijalno tehničkoj bazi. Postoje li konstrukcioni setovi (ne samo Lego), je li moguće pisati programe, učiti mehaniku i elektroniku, i sami raditi projekte. Svaki par učenika treba imati svoj pribor za robotiku. Po mogućnosti s dodatnim dijelovima (kotači, zupčanici, elementi okvira) ako želite sudjelovati u natjecanjima. Ako nekoliko timova radi s jednim setom odjednom, tada se najvjerojatnije ne očekuje ozbiljna konkurencija.

Saznajte na kojim natjecanjima sudjeluje robotički klub. Pomažu li vam ova natjecanja učvrstiti stečene vještine i pružaju li vam priliku za daljnji razvoj?

Robocup natjecanje 2014

Kako samostalno učiti robotiku?

Tečajevi zahtijevaju novac i vrijeme. Ako vam prvo nije dovoljno i nećete moći negdje redovito ići, možete učiti samostalno s djetetom. Važno je da roditelji imaju potrebnu kompetenciju u ovom području: bez pomoći roditelja djetetu će biti prilično teško svladati robotiku, upozorava Oleg Kivokurtsev.

Pronađite materijal za proučavanje. Mogu se preuzeti na internetu, iz naručenih knjiga, na posjećenim konferencijama, iz časopisa “Entertaining Robotics”. Za samostalno učenje postoje besplatni online tečajevi, na primjer, "Izrada robota i drugih uređaja pomoću Arduina: od semafora do 3D pisača."

Trebaju li odrasli učiti robotiku?

Ako ste već izašli iz djetinjstva, to ne znači da su vam vrata robotike zatvorena. Također se možete upisati na tečajeve ili ga učiti sami.

Ako se čovjek odluči baviti ovime iz hobija, onda će njegov put biti isti kao i put djeteta. No, jasno je da je mala vjerojatnost da ćete moći napredovati dalje od amaterske razine bez stručnog obrazovanja (inženjer dizajna, programer i elektroničar), iako vam, naravno, nitko ne brani da dobijete praksu u tvrtki i tvrdoglavo grizu granit novog smjera za vas.

Oleg Kivokurtsev: "Odrasloj osobi bit će lakše svladati robotiku, ali vrijeme je važan faktor."

Za one koji imaju sličnu specijalnost, ali se žele prekvalificirati, tu su i razni tečajevi koji mogu pomoći. Na primjer, za stručnjake za strojno učenje prikladan je besplatni online tečaj o probabilističkoj robotici "Umjetna inteligencija u robotici". Tu je i Intelov obrazovni program, obrazovni projekt Lectorium te ITMO tečajevi na daljinu. Ne zaboravite na knjige, na primjer, ima puno literature za početnike (“Osnove robotike”, “Uvod u robotiku”, “Priručnik za robotiku”). Odaberite ono što vam je najjasnije i najprikladnije.

Treba imati na umu da se ozbiljan rad razlikuje od amaterskog hobija barem u troškovima opreme i popisu zadataka dodijeljenih zaposleniku. Jedno je sastaviti najjednostavnijeg robota vlastitim rukama, ali sasvim drugo vježbati, na primjer, računalni vid. Stoga je još uvijek bolje učiti osnove dizajna, programiranja i hardverskog inženjerstva od rane dobi, a zatim, ako vam se sviđa, upisati specijalizirano sveučilište.

Na koja sveučilišta bih trebao ići?

Smjerovi povezani s robotikom mogu se pronaći na sljedećim sveučilištima:

— Moskovsko tehnološko sveučilište (MIREA, MGUPI, MITHT);

— Moskovsko državno tehničko sveučilište nazvano po. N. E. Bauman;

— Moskovsko državno tehnološko sveučilište „Stankin”;

— Nacionalno istraživačko sveučilište “MPEI” (Moskva);

— Institut za znanost i tehnologiju Skolkovo (Moskva);

— Moskovsko državno prometno sveučilište cara Nikole II.;

— Moskovsko državno sveučilište za proizvodnju hrane;

— Moskovsko državno šumarsko sveučilište;

— St. Petersburg State University of Aerospace Instrumentation (SGUAP);

— St. Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics (ITMO);

— Državno tehničko sveučilište Magnitogorsk;

— Omsko državno tehničko sveučilište;

— Saratovsko državno tehničko sveučilište;

— Sveučilište Innopolis (Republika Tatarstan);

— Južnorusko federalno sveučilište (Novocherkassk State Technical University).

Najvažniji

Poznavanje osnova robotike uskoro bi moglo biti korisno običnim ljudima, a prilika da postanete stručnjak u ovom području izgleda vrlo obećavajuće, tako da se svakako isplati barem okušati u robotici.

Jedno od najperspektivnijih područja u području IT tehnologija je robotika. Zašto? Da, jer će se u sljedećih petnaestak godina u svijetu pojaviti desetak novih zanimanja koja će se temeljiti na znanju iz područja robotike.

Govorimo o takvim specijalitetima kao što su:
dizajner industrijske robotike;
dizajner ergonoma;
kompozitni inženjer;
operater višenamjenskih robotskih sustava;
dizajner dječje robotike;
dizajner medicinskih robota;
dizajner kućnih robota;
dizajner neuronskih sučelja za upravljanje robotom.

Uređaji za samokontrolu počeli su se koristiti u drugoj polovici prošlog stoljeća. U početku su roboti radili u područjima proizvodnje i istraživanja, ali su potom uspješno migrirali u uslužni sektor. Naravno, roboti trenutno nisu masovna pojava, ali vektor je odabran i gotovo ga je nemoguće promijeniti. Zato možemo reći da će se u skoroj budućnosti uloga osobe kao radnika dramatično promijeniti. Ali kako pristupiti robotici? Gdje započeti svoje uzbudljivo putovanje? Pokušajmo odgovoriti na ova pitanja.

Robotika za djecu

Osnove robotike najbolje je započeti u ranoj dobi, ali to ne znači da je put zatvoren za odrasle. Činjenica je da dijete brže usvaja nove vještine, nema briga koje bi mogle ometati njegov omiljeni hobi. Osim toga, robotika za djecu usmjerena je na proučavanje određenog predmeta, dok se profesionalna robotika bavi rješavanjem složenih problema. Na primjer, djeca i hobisti mogu rastaviti jednostavne mehanizme kako bi razumjeli kako rade, ali zreliji stručnjaci stvaraju složene industrijske manipulatore.

Da biste razumjeli ima li dijete sklonost prema robotici, dovoljno je kupiti građevinski set (srećom, dječji roboti danas nisu manjak) i vidjeti pokazuje li zanimanje za proces sastavljanja. Ako je tako, onda možete pronaći robotički klub u kojem će dijete razvijati maštu, logiku, finu motoriku, prostornu percepciju, strpljenje i koncentraciju.

Važno je napomenuti da u robotici postoje različita područja: programiranje, elektronika, dizajn. Ako vaše dijete voli slagati građevinske setove, konstrukcija će mu vjerojatno dobro pristajati. Oni koji žele naučiti kako ova ili ona stvar radi trebaju studirati elektroniku. Programiranje će zainteresirati svakog mladog matematičara.

S koliko godina počinješ učiti?

Idealna dob za početak bavljenja robotikom je 8-12 godina. Ranije dijete može imati poteškoća s razumijevanjem principa rada određenih mehanizama, a bolje je ne spominjati želju za učenjem matematike (koja je iznimno potrebna za sastavljanje algoritama, projektiranje sklopova i mehanizama) u ranoj dobi. Pa, tko je od nas želio proučavati formule i teoreme kad je vani bilo izvrsno vrijeme i ispod TV-a je bio Sony PlayStation? Pitanje je retoričko.

Ali u dobi od 8-9 godina djeca bez ikakvih problema mogu razumjeti i zapamtiti što su kondenzator, LED i otpornik. U ovoj dobi već mogu svladati pojmove iz školske fizike, znatno ispred nastavnog plana i programa naših obrazovnih ustanova.

Ako dijete do 14-15 godine ne izgubi interes za svoj hobi, treba nastaviti učiti matematiku i početi učiti programiranje. Izvan krugova čeka ga puno zanimljivih stvari: matematička osnova, teorija mehanizama i strojeva, implementacija algoritama za automatsku navigaciju, projektiranje elektromehaničke opreme za robotski uređaj, strojno učenje i algoritmi računalnog vida (nešto me ponijelo daleko).

Malo o odabiru dizajnera

Svaka dobna skupina ima svoje obrazovne platforme i konstrukcijske komplete koji se razlikuju po stupnju složenosti. Danas su na tržištu predstavljeni i strani i domaći setovi, čija cijena varira od 400 do 15 000 grivna.
Za dijete od 8-11 godina građevinski setovi BitKit, Fischertechnik ili (naravno, ovi proizvođači u svom asortimanu imaju i setove za odraslu djecu). Na primjer, BitKit proizvodi usmjereni su na proučavanje elektronike (osobno sam testirao njihov Omka konstruktor i pisao o njemu u zimi 2016. -); Fischertechnik - približava stvarnom razvoju robota, njihovi kompleti imaju utikače, žice i okruženje za vizualno programiranje; Lego nudi vrlo poznate konstrukcijske setove sa zanimljivim i šarenim detaljima, detaljnim uputama i velikim mogućnostima.

Standard u obrazovnoj robotici su Arduino moduli kao i jednopločno računalo. Za rad s njima trebat će vam osnovne vještine programiranja, ali u konačnici možete naučiti kako vlastitim rukama stvoriti sve vrste "pametnih" uređaja - od sustava za automatsko navodnjavanje do alarmnog sustava.


Gdje vježbati robotiku?

Tečajeve robotike za djecu u Ukrajini nude sljedeće organizacije:
“Stem Fll” tečaj iz First Lego lige;
“Robo-3D Junior” tečaj RoboUa;
“Robo-3D” tečaj iz Lego Mindstorms;
tečajevi temeljeni na Arduinu, Legu i Fischertechniku ​​iz Robot School;
tečajevi za djecu od 4 godine iz studija MAN;
kurikulum iz Boteona;
Tečaj “Priprema za let” iz studija Singularity;
tečajeve Smart IT škole.

Samostalno učenje: je li moguće?

Za samostalno učenje postoji mnogo besplatnih online tečajeva na internetu. Ali ovaj format vjerojatno neće biti prikladan za dijete, tako da obrazovanje na daljinu može biti privlačno samo za odraslu osobu.

Što se tiče djeteta, osim uzbudljivih i korisnih kompleta, bit će mu korisne knjige o robotici, naime:

Braga Newton, “Stvaranje robota kod kuće”;
Douglas Williams, “Programabilni robot upravljan s PDA”;
Owen Bishop, “Priručnik za programere robota”;
Vadim Mitskevich, “Zabavna anatomija robota”;
Vladimir Gololobov, “Gdje roboti počinju.”

Ima dosta sličnih radova. Nažalost, robotika se brzo razvija i relevantnost informacija u knjigama postaje zastarjela. Stoga uvijek trebate imati pri ruci tematske forume i specijalizirana mjesta.

Kakav je rezultat?

Kao rezultat toga, dobivamo vrlo obećavajući smjer koji se ni pod kojim okolnostima ne smije zanemariti. Ako imate djecu, razmislite o njihovoj budućnosti i možda će moj članak o Keddreu postati katalizator za pronalaženje odgovarajućih klubova.

Ako pronađete grešku, označite dio teksta i kliknite Ctrl+Enter.