Войти как пользователь
Вы можете войти на сайт, если вы зарегистрированы на одном из этих сервисов:

Работаем с 9 до 18 часов


г. Новосибирск
ул. Галущака, д.2

8 (383) 200-34-30

Мы на карте города

8 (383) 200-34-30 


Многоканальный телефон

c 9 до 18 часов.

 



Мы в социальных сетях: 


Facebook


ВКонтакте


Twitter 


YouTube

To correctly display this element you must install FlashPlayer to include the browser Java Script.

Какое оборудование выбрать для образовательной робототехники в школе

21.06.2015

В последнее время программ робототехники в школе становится все больше. На какие программы при этом стоит ориентироваться и какое оборудование даст наибольший эффект при использовании в учебном процессе?



Образовательная робототехника - целенаправленный процесс организации деятельности обучающихся по овладению знаниями, умениями, навыками и компетенцией, приобретению опыта деятельности, развитию способностей, приобретению опыта применения знаний, с целью вовлечения в научно-техническое творчество, раннюю профориентацию и последующую профессиональную самореализацию в сфере перспективных технологий.

Таким образом, в младшей школе робототехника служит для привлечения внимания к технике и развитию интереса к ней, в средней - за счет своей междисциплинарности позволяет закрепить и научить применять на практике (в том числе в рамках проектно-ориентированного образования) знания, навыки и умения, полученные при изучении других предметов, а также обеспечивает раннюю профориентацию, а в старшей - должна служить подготовкой к получению профессионального образования для тех, кто выбрал для себя такую профессиональную перспективу.

Поэтому, чтобы правильно выстроить образовательную траекторию, надо в качестве ориентира иметь в виду базовые профессиональные требования для данной сферы деятельности.

Такие требования определены Распоряжением Правительства Российской Федерации от 3 марта 2015 г. № 349-р, в котором утвержден комплекс мер, направленных на совершенствование системы среднего профессионального образования на 2015-2020 годы и целевые индикаторы и показатели к нему.

Комплекс мер предусматривает приведение стандартов образования в средних специальных учебных заведениях в соответствии с требованиями современного высокотехнологичного производства, консолидацию ресурсов бизнеса, государства и сферы образования в развитии системы среднего профессионального образования, а также обеспечение мониторинга качества подготовки кадров через участие образовательных учреждений в международном движении WorldSkills («Ворлдскиллс»).

Участие студентов в данной программе демонстрирует потенциальным работодателям, будущим абитуриентам и региональным властям уровень подготовки, который обеспечивает данное образовательное учреждение, обеспечивает ему доступ к современным технологиям, методическим материалам и системе подготовки педагогических кадров, способствует повышению его имиджа, а также гарантирует поддержку со стороны администрации региона, поскольку учитывается в его рейтинге.

Для школьных программ по робототехнике ориентиром становятся, соответственно, такие компетенции WorldSkills как Электроника, Мехатроника, Полимеханика и автоматика и, прежде всего, Мобильная робототехника.

Более того, в программе WorldSkills в России появляется отдельная «школьная» ступень - JuniorSkills, также с компетенцией Мобильная робототехника.

Упомянутое Распоряжение касается непосредственно учреждений среднего профессионального образования. А что с высшим? Поскольку данные профессиональные навыки являются базовыми, на них будут ориентироваться и вузы в программах бакалавриата.

Кроме того, ориентиром для оценки общетехнической подготовки студентов вузов по робототехнике по-прежнему остаются соревнования беспилотных транспортных средств РобоКросс, новые всероссийские соревнования БаскетБот в категории «Профи» и национальный финал FIRST Robotics Competition (FRC).

Вернемся к школе... Другой ее важной задачей становится подготовка учащихся к поступлению в вузы. Помимо ЕГЭ, здесь следует рассматривать также возможность поступления в вузы через систему олимпиад. Поэтому, применительно к школьной робототехнике, следует иметь в виду поручение Правительства от 27 января 2015 года в котором Минобрнауки России и «Агентству стратегических инициатив по продвижению новых проектов» предлагается проработать вопрос проведения финального этапа олимпиады по робототехнике на площадке всероссийского робототехнического фестиваля «Робофест».

Однако в программе Робофеста сейчас и в обозримом будущем есть всего два вида соревнований, которые могут претендовать на присвоение им статуса «олимпиады» - это национальный финал FIRST Tech Challenge (FTC) и соревнования БаскетБот в категории «Юниор», презентованные на РобоФесте-2015.

Тут важно обратить внимание, что эти виды соревнований (и соответственно, программы подготовки к ним) имеют ту же концепцию, что и аналогичные программы и мероприятия в системе профессионального образования, и обеспечивают преемственность подготовки.

Что следует из вышесказанного? То, что качество подготовки по «образовательной робототехнике» будет оцениваться по результатам, продемонстрированным в соревнованиях:

в системе профессионального образования: среднего - WorldSkills, высшего, помимо этого - FIRST Robotics Competition, БаскетБот в категории «Профи», а также РобоКросс; в среднем техническом образовании, в качестве подготовительного этапа для WorldSkills, также может выступать БаскетБот в категории «Юниор»;

в системе общего образования на выпускном уровне: JuniorSkills, FIRST Tech Challenge и БаскетБот в категории «Юниор».

Естественно, как говорилось выше, это касается, прежде всего, тех, кто уже выбрал данное направления для профессиональной самореализации.

Соответственно, на уровне средней школы, исходя из данной концепции, для организации проектной деятельности логично ориентироваться на соревнования, которые с ними совместимы, связаны или обеспечивают преемственность, в частности JuniorSkills, FIRST LEGO League (FLL) и БаскетБот в категории «Старт», Hello, Robot! в категории Profi, и именно они среди всего разнообразия программ, методик и мероприятий, хлынувших сейчас в школу, имеют практические значение в качестве «элемента образовательной траектории».

А вот участникам WRO, «классических соревнований роботов» и прочих подобных программ, на уровне средней школы придется определятся - стоит ли заниматься робототехникой (мехатроникой, электроникой, программированием и т.п.) серьезно, и тогда перейти в другие программы, либо занятие робототехникой останется на уровне увлечения.

obrazovatelnaya robototehnika oborudovanie.png

Образовательные траектории и оборудование

Указанным выше целям и задачам образовательной робототехники соответствуют две основные группы образовательных траекторий.  

Первая группа ориентирована, в большей степени, на «инженерный» подход, когда поведение системы задается с помощью графического программирования, по сути - путем создания блок-схемы процесса.

В профессиональный системах такого рода используется язык графического программирования LabVIEW от компании National Instruments, а в LEGO - упрощенный вариант.

LEGO NXT/EV3 является, по сути, стандартом де-факто для образовательной робототехники в младшей школе, официальным оборудованием для соревнований JrFLL, FLL,  имеет соответствующие номинации в соревнованиях Hello, Robot!, БаскетБот-Старт, JuniorSkills.

В то же время, оборудование National Instruments с LabVIEW является официальным для соревнований FRC и одной из номинаций в WorldSkills. На этом же оборудование многие команды успешно выступают в РобоКроссе.

Таким образом, в этих образовательных траекториях можно начать с использования LEGO NXT/EV3, затем перейти на TETRIX для участия в FTC, и затем на ПРОФИ с компьютером от National Instruments на LabVIEW для участия в WorldSkills, FRC, БаскетБот-Юниор или БаскетБот-Профи.

Выбор конструктива ПРОФИ определяется тем, что он был разработан в 2008 году именно как более доступная альтернатива официальному комплекту для соревнований FRC, но отвечает той же концепции. В течение нескольких лет он использования в качестве официального базового набора Программы «Робототехника: инженерно-технические кадры инновационной России», в последнее время существенно обновлен, и в настоявшее время является, по сути единственным конструктором отечественного производства, позволяющим создавать конструкции для участия в соревнованиях БаскетБот-Юниор, БаскетБот-Профи, FIRST Robotics Competition, РобоКросс и др.

В результате получается следующая схема использования оборудования:
LEGO EV3 -> TETRIX с контроллером EV3 (используется приобретенный ранее) -> Официальный комплект WorldSkills с myRIO от National Instruments, или TETRIX (приобретенный ранее) с myRIO, или ПРОФИ с myRIO.

Если вместо FTC сразу участвовать в WorldSkills, оборудования нужно еще меньше: LEGO EV3 -> ПРОФИ с myRIO.

Вторая группа образовательных траекторий больше подходит тем, кто предпочитает программировать робототехнические системы на «обычных» языках программирования - прежде всего, на Си.

В этом случае в качестве управляющего контроллера обычно используется Ардуино на начальном уровне, и встраиваемые или промышленные компьютеры на последующих.

Так, можно использовать Ардуино в соответствующих номинациях Hello, Robot!, БаскетБот-Старт, JuniorSkills, затем перейти на конструктив ПРОФИ, сохранив Ардуино в качестве управляющего контроллера для соревнований БаскетБот-Юниор или БаскетБот-Профи. На Си можно программировани и официальную платформу соревнований WorldSkills - Роботино от компании ФЕСТО.

Соответственно, в данном случае можно рекомендовать такое оборудование: комплект с Ардуино (к примеру, от Амперки) -> ПРОФИ с Ардуино -> ПРОФИ с промышленным компьютером. Другими словами, сначала в конструкторе начального уровня начинает использоваться конструктив ПРОФИ, позволяющий создавать конструкции большего размера и участвовать в соревнованиях для старшей школы, а затем, при необходимости, в уже созданных конструкциях, система управления меняется на более мощную.

Вышесказанное касается перечня оборудования, которое необходимо, чтобы обеспечить весь образовательный процесс - от вовлечения в техническое творчество и формирования основ инженерной культуры, через проектно-ориентированное образование до ранней профориентации и базовой (пред)профессиональной подготовки. Естественно, последние этапы уже предполагают специализацию и ту или иную форму профильного обучения - на уровне учебного заведения или курсов по выбору. В конкретных условиях это может быть организовано по-разному. К примеру, в програмах Международного бакалавриата участие студентов в сезоне программы FIRST Tech Challenge приравнивается к прохождению курса Технологии. Но это уже предмет отдельного обсуждения.


Возврат к списку