Робототехника на уроках технологии в школе: проблемы и пути решения

Автор: Шамсутдинов Рамиль Фарукович

Организация: МБОУ СШ №75 имени В.Ф.Маргелова

Населенный пункт: Ульяновская область, г.Ульяновск

Аннотация: в данной статье автор рассматривает одну из интереснейших тем для учащихся, изучаемых на уроках труда (технологии) в школе. Тема робототехники открывает для учащихся безграничные возможности для творчества и исследований. Автор, исходя из своего практического опыта работы, останавливается на тех проблемах, которые встречаются на пути практической реализации в изучении данного раздела программы.

Ключевые слова: робот, робототехника, конструкция, конструирование, моделирование, техническое устройство.

 

Робототехника на уроках технологии в школе: проблемы и пути решения.

В настоящее время робототехника становится все более популярной темой в школах.

И это не удивительно, ведь она открывает для учащихся безграничные возможности для творчества и исследований. Однако, не всегда удается обеспечить полноценное и качественное изучение робототехники в школьных программах. В данной статье мы рассмотрим проблемы, с которыми сталкиваются учителя при изучении робототехники, и предложим пути их решения.

В программе «Стратегии развития воспитания в Российской Федерации на период до 2025 года» отмечается, что одной из приоритетных задач является обеспечение непрерывного сопровождения детей с учетом их особенностей, индивидуальных потребностей и способностей. Данный документ подчеркивает важность реализации каждым ребенком своих способностей, творческого обогащения ,интеллектуального и духовного развития через разнообразные формы школьного и дополнительного образования.

Одним из таких форм является изучение робототехники в связи с расширением области применения роботов в различных сферах человеческой деятельности.

Применение робототехники способствует снижению применения физического труда человека в тяжелой и опасной работе, таких как, работа в оборонной, химической, атомной промышленности, МЧС. Использование роботов в различных сферах нашей жизни с каждым днем все больше расширяется. Сегодня роботы используются в банковской ,в сфере обслуживания клиентов в ресторанах,

гостиницах как гиды . Автокомпания Dongfeng Motor официально подписала партнерство с Ubtech Robotics, нацеленное на использование человекоподобных роботов в задачах, связанных с производством автомобилей. Сообщается, что на начальном этапе роботы будут выполнять проверку ремней безопасности, дверных замков, фар, качества кузова и интерьера. После человекоподобные механизмы начнут привлекать для выполнения и других, отчасти более сложных и ответственных задач. Например, сборка узлов передней оси, сборка материалов, нанесение логотипа, заправка маслом и печать этикеток. Примечательно, что роботы будут работать вместе с традиционным оборудованием автоматизации.

В связи с этим потребность в грамотных специалистах в этой сфере возрастает, тем самым повышает актуальность и значимость включения в программу обучения технологии в школах раздела «Робототехника».

Значимость данного модуля заключается в том, что при его освоении формируются навыки работы с когнитивной составляющей (действиями, операциями и этапами).

Модуль «Робототехника» позволяет в процессе конструирования, создания действующих моделей роботов интегрировать знания о технике и технических устройствах, электронике, программировании, фундаментальные знания, полученные в рамках учебных предметов, а также дополнительного образования и самообразования.

Изучение робототехники должно способствовать развитию коммуникативных навыков, развитию конструктивных навыков при создании роботов, научить принимать самостоятельное, нестандартное решение при решении стандартных задач в нестандартных ситуациях, развивать творческое мышление.

Модуль «Робототехника» в программе по технологии носит сквозной характер, т.е. изучается с 5 по 9 класс.

В 5 классе изучается принципы работы роботов, их классификация, виды, функциональное назначение, виды робототехнических конструкторов, их комплектующие. Основное внимание уделяется на обучение чтению схем и сборку роботизированной конструкции по схеме.

 

Работа Абрамушкина Влаимира, 5 «б» класс

 

В 6 классе изучается мобильная робототехника, способы их перемещения, виды роботов в области транспорта, планируется создание учебного проекта по робототехнике.

 

Работа учащегося 6 «б» класса Игнатьева Кирилла

 

Работа учащегося 6 «б» класса Феофанова Матвея.

Работа ученика 6 «а» класса Емельянова Даниила.

Робот создан на основе стандартного конструкторского набора .

Ребята с удовольствием занимаются конструкторской деятельностью, им это интересно и познавательно.

Работа другого учащегося чуть более сложная . Робот управляемый пультом.

Она интересна как в конструктивном плане, так в плане техническом. Управляемый робот вызвал особый интерес учащихся класса. От представленных работ у ребят загорелись глаза, появилось желание создать такой же робот и у других одноклассников.

 

Работа учащегося 6 «а» класса Данилова Николая.

 

Робот создан из конструкторского набора управляемого робота.

В 7 классе знания учащихся по робототехнике расширяется, включая промышленные и бытовые роботы, их классификацию, назначение и использование. Уделяется внимание языку программирования, реализации алгоритмов управления отдельными компонентами, роботизированными системами. Изучение модуля «Робототехника» как и в 6 классе завершается созданием учебного проекта по робототехнике.

В 8 классе учащиеся изучают историю развития беспилотного авиа, машиностроения, принципы работы и назначение основных блоков, создание оптимальных вариантов использования при конструировании роботов.

Создание учебных проектов по робототехнике с использованием беспроводного управления.

В 9 классе учащиеся расширяют свои знания в области робототехнических систем, конструировании и моделировании с использованием автоматизированных систем с обратной связью, составлении алгоритмов и программ по управлению беспроводными роботизированными системами. Знакомятся с профессиями, связанными с применением робототехники, перспективными направлениями автоматизации и роботизации в сфере быта и промышленности. Проектная деятельность учащихся 9-х классов должна носить научно-практический характер.

Программа актуальна, перспективна, носит практико-ориентированный характер, однако в реализации ее достаточно много нерешенных проблем.

Во-первых, школы не обеспечены в достаточном количестве учебниками.

Во-вторых, оснащение учебных мастерских отстает от современных требований.

В связи с этим необходимо в перспективе необходимо решить ряд проблем.

Одной из главных проблем является недостаточное финансирование на закупку необходимого оборудования и программного обеспечения. Несмотря на то, что робототехника - относительно новое направление, на сегодняшний день оно находится в стадии активного развития и требует значительных вложений в оснащение и обучение учителей. Многие школы не имеют достаточных средств, для приобретения современных роботов и программирующего оборудования, что затрудняет процесс обучения и повышает уровень требований к учителям.

Другой проблемой является отсутствие учебных материалов и методических рекомендаций по робототехнике. В настоящее время в школах не существует единого стандарта обучения робототехнике, что создает путаницу и затрудняет процесс обучения. Кроме того, не все учителя имеют необходимую квалификацию и опыт работы с роботами, что также затрудняет процесс обучения и повышает риск ошибок.

Еще одной проблемой является отсутствие взаимодействия между учителями и учениками. В школе редко проводятся совместные мероприятия и проекты, где учителя и ученики могли бы сотрудничать и обмениваться опытом. Это затрудняет процесс обучения и создает разрыв между учителями и учениками, что негативно сказывается на уровне знаний учеников.

Чтобы решить эти проблемы, можно предпринять следующие шаги:

1. Сотрудничество между учителями и учениками. Введение системы сотрудничества между учителями и учениками может значительно повысить качество обучения робототехнике. Это может быть в форме организации совместных проектов, обмена опытом и проведения мастер-классов.

2. Создание и поддержка учебных материалов. Сотрудничество с издательствами, образовательными учреждениями и другими организациями может помочь в создании учебных материалов, которые помогут учителям и ученикам получить доступ к новейшим технологиям и учебным материалам.

3. Организация совместных мероприятий. Учителя и ученики могут проводить совместные мероприятия, такие как соревнования или конференции, где они могут обмениваться опытом, узнавать о последних достижениях в области робототехники и обсуждать новые проекты.

4. Развитие сотрудничества между учителями и школами. Введение программ партнерства между школами и организациями, занимающимися робототехникой, может помочь в создании учебных программ и поддержке учителей в их работе.

5. Усиление взаимодействия между учителями и учениками. Организация мастер-классов и уроков с использованием современных технологий может помочь учителям показать ученикам, как использовать роботов в практике и сделать обучение более интересным и увлекательным.

В заключение, изучение робототехники на уроках технологии в школе требует серьезных усилий и усилий со стороны учителей и руководителей. Однако, с помощью правильных мероприятий, можно улучшить качество обучения и сделать его более доступным и увлекательным для учеников.

 

Используемая литература:

1.А.Бачинин,В.Панкратов,В.Накоряков.Основы программирования микроконтроллеров (2 части), Издательство: Экзамен, 2017г.

2. Автор: В. Воронина, И. Воронин. Программирование для детей. От основ к созданию роботов. Издательство: Питер,2018 г.

3. А.Корягин. Образовательная робототехника Lego WeDo. Сборник методических рекомендаций и практикумов. Издательство: ДМК Пресс. 2016г.

4. А.В. Красных, В.В. Тарапата. Конструируем роботов для соревнований. Издательство: Лаборатория знаний.2018г.

5.Мэтт Тиммонс-Браун. Робототехника на Raspberry Pi для юных конструкторов. Издательство: BHV. 2020г.

6.Рабочая программа по технологии в 5-9 классах образовательных организаций.

https://hi-tech.mail.ru/news/110676-roboty-gumanoidy-dlya-sborki-avtomobilej/

1. file0.docx (7,8 МБ)
2. file1_6efaa8b2-a2df-4ff3-b4c3-4fc2f881d360.pptx (30,7 МБ)

Опубликовано: 17.06.2024