Библиографическое описание:
Федорук В.В. РОБОТОТЕХНИКА В ДЕТСКОМ ДОМЕ (НА ПРИМЕРЕ ГКУ СО КК «МЕДВЕДОВСКИЙ ЦПД ИМЕНИ ГЕРОЯ ТРУДА КУБАНИ А.Г. ЦЕБУЛЕВСКОЙ») // Образовательный альманах. 2017. № 5 (80). Часть 1. URL: https://f.almanah.su/2017/80-1.pdf.
Введение
Свой доклад хотелось бы начать со слов Президента Российской федерации В.В. Путина:
«Школьники, студенты уже сегодня делают уникальные, прорывные вещи часто: роботы, беспилотные летательные аппараты, мини-корабли и так далее и тому подобное. Невероятные умения и навыки демонстрируют и команды подростков на чемпионатах по рабочим профессиям. Нужно поддержать ребят, помочь им добиться совершенства в выбранной профессии и осуществить свои самые смелые мечты, и тогда, уверен, у отечественного машиностроения будет успешное будущее, в этом мы с вами, собственно говоря, не сомневаемся» [1].
Мир вокруг меняется с неимоверной скоростью, также меняются и профессии. Всё больше появляется задач, которые необходимо решать с использованием информационных технологий, искусственного интеллекта. На смену ручному труду приходит роботизированные механизмы. И для управления такими механизмами, их программирования нужны специалисты, которые будут это делать.
Образовательная робототехника – это технология обучения, которая позволяет задействовать детей в процесс инженерного творчества начиная с младшего школьного возраста. Повышается заинтересованность детей, в своей работе используем групповые методы обучения.
1 Образовательная робототехника в условиях детского дома
Наш детский дом, благодаря Министерству труда и социального развития Краснодарского края, получил самое современное оборудование для создания кружка дополнительного образования по робототехнике. Это наборы Lego Wedo 2.0, Lego MindStroms EV3[2], наборы от российского производителя «Амперка»[3] - «Матрешка», «Йодо», «Робоняша», наборы для изучения программирования микроконтроллеров от фирмы «Технолаб»[4].
Исходя из имеющегося оборудования и желания воспитанников посещать кружок робототехники, было составлено две программы обучения:
- для младшей группы, ориентирована на учащихся 1 - 4 классов. Рабочая программа рассчитана на 72 часа. Используем в работе конструкторы Lego Wedo 2.0.
- для старшей группы, ориентирована на учащихся 5 - 11 классов. Рабочая программа рассчитана на 72 часа. Используем в работе конструкторы Lego MindStroms EV3, Технолаб и наборы «Матрешка», «Йодо», «Робоняша», «Технолаб»
В программах используем такие направления робототехники: конструирование, программирование, программирование микроконтроллеров, 3D-моделирование и 3D-печать.
В рамках занятий по основам конструирования воспитанники знакомятся с простейшими механизмами, принципами крепления деталей, видами механических передач (зубчатая, ременная, кулачковая передачи). Конструирование преподается в игровом формате с конструкторами LEGO. На начальных этапах используют пошаговые инструкции сборки учебных моделей. Учащиеся знакомятся с простейшими основами механики, получают навыки сравнения предметов по форме и цвету, учатся находить закономерности, получают навыки подбора деталей, знакомятся с понятиями прочности и устойчивости конструкции. В процессе занятий у детей развиваются мелкая моторика, навыки счета.
Программирование изучаем с помощью платформы Lego Mindstorms EV3, она позволяет использовать альтернативные среды, в том числе текстовые языки программирования.
Программирование микроконтроллеров изучаем с помощью популярных плат Arduino и их клонов. К Arduino подключаются платы расширения, позволяющие подключать дополнительные устройства. Платы Arduino помогают изучить работу модулей, датчиков и исполнительных устройств, спроектировать и создать устройства и учебных роботов. Это направление считается более продвинутым, ориентировано на учащихся среднего и старшего школьного возраста и изучается, как правило, после робототехники на базе конструкторов.
В части 3D-моделировании и печати воспитанники знакомятся с технологиями аддитивного производства и сферами их применения, получают навыки работы со специализированными программными продуктами для создания 3D-моделей (например, Blender или Tinkercad), изучают конструкцию и принцип работы 3D-принтеров, учатся настраивать, калибровать оборудование, подбирать материалы для 3D-печати, работать с G-кодом, печатать созданные модели.
2 Методы работы
В кружковой работе используем следующие методы:
- познавательный (восприятие, осмысление и запоминание учащимися нового материала с привлечением наблюдения готовых примеров, моделирования, изучения иллюстраций, восприятия, анализа и обобщения демонстрируемых материалов);
- метод проектов (при усвоении и творческом применении навыков и умений в процессе разработки собственных моделей);
- систематизирующий (беседа по теме, составление систематизирующих таблиц, графиков, схем и т.д.);
- контрольный метод (при выявлении качества усвоения знаний, умений и навыков, и их коррекция в процессе выполнения практических заданий);
- групповая работа (используется при совместной сборке моделей, а также при разработке проектов) [5].
3 Ожидаемые результаты
В результате обучения воспитанники должны
ЗНАТЬ:
• правила безопасной работы;
• основные компоненты конструкторов ЛЕГО;
• конструктивные особенности различных моделей, сооружений и механизмов;
• компьютерную среду, включающую в себя графический язык программирования;
• виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе;
• основные приемы конструирования роботов;
• конструктивные особенности различных роботов;
• передача программы;
• использование созданных программ;
• решать технические задачи в процессе конструирования роботов (планирование предстоящих действий, самоконтроль, применять полученные знания, приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов, и других объектов и т.д.);
• создавать реально действующие модели роботов при помощи специальных элементов по разработанной схеме, по собственному замыслу;
• создавать программы на компьютере для различных роботов;
• корректировать программы при необходимости;
• демонстрировать технические возможности роботов;
УМЕТЬ:
• работать с литературой, с журналами, с каталогами, в интернете (изучать и обрабатывать информацию);
• самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования роботов (планирование предстоящих действий, самоконтроль, применять полученные знания, приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов и т.д.);
• создавать действующие модели роботов на основе конструктора ЛЕГО;
• создавать программы на компьютере;
• передавать (загружать) программы;
• корректировать программы при необходимости;
• использовать в работе 3D-оборудование;
• демонстрировать технические возможности роботов.
4 Особенности работы
Особенности работы кружка дополнительного образования по робототехнике в детском доме обусловлены несколькими факторами:
• условиями проживания в учреждении закрытого типа - кружок робототехники позволяет разнообразить формы внеурочной деятельности;
• психоэмоциональным состоянием детей, поступающих в детский дом - в основном это дети девиантного поведения, которых трудно заинтересовать занятиями дополнительного образования, но на кружок робототехники они идут с удовольствием, потому что эти занятия связаны с передовыми технологиями, что быстро увлекает ребят, и способствует их «исправлению», то есть коррекции поведения;
• использование двух основных подходов на занятиях робототехникой - соревновательная робототехника и STEM робототехника, позволяет в группах обучающихся детей построить работу так, что наиболее успешные дети получают у нас возможность представлять свои работы на выставках, соревнованиях и конкурсах, а ребята, не обладающие выдающимися способностями, глядя на них мотивируются на познание и ещё более активно включаются в работу;
• особенностью занятий в детском доме также является возможность подключить к одновременной работе ребят различных возрастных категорий, часто это бывают дети, связанные родственными связями (сестры и братья), что несомненно способствует более успешной адаптации в обществе, сохранению и укреплению семейных взаимоотношений.
Через образовательную робототехнику происходит быстрая адаптация ребенка к нормальной жизни. Дети начинают видеть себя нужной и полезной частью современного общества.
На базе детского дома проводятся различные семинары, совещания, осуществляется обмен опытом, в том числе и в использовании робототехники в дополнительном образовании.
Библиографический список
1. Выступление Президента РФ В.В.Путина [Электронный ресурс]. URL: http://kremlin.ru/events/president/news/51746 (Дата обращения: 05.03.2020).
2. Образовательные решения LEGO Education. [Электронный ресурс]. – URL: https://education.lego.com/ru-ru/product (Дата обращения: 05.03.2020).
3. Образовательные решения на базе Arduino. [Электронный ресурс]. – URL: http://teacher.amperka.ru (Дата обращения: 05.03.2020).
4. Образовательные робототехнические модули. [Электронный ресурс]. – URL: http://examen-technolab.ru(Дата обращения: 05.03.2020).
5. Подласый И. П. Педагогика: 100 вопросов — 100 ответов. М., 2004. 368 с.
Федорук В.В. РОБОТОТЕХНИКА В ДЕТСКОМ ДОМЕ (НА ПРИМЕРЕ ГКУ СО КК «МЕДВЕДОВСКИЙ ЦПД ИМЕНИ ГЕРОЯ ТРУДА КУБАНИ А.Г. ЦЕБУЛЕВСКОЙ») // Образовательный альманах. 2017. № 5 (80). Часть 1. URL: https://f.almanah.su/2017/80-1.pdf.
Введение
Свой доклад хотелось бы начать со слов Президента Российской федерации В.В. Путина:
«Школьники, студенты уже сегодня делают уникальные, прорывные вещи часто: роботы, беспилотные летательные аппараты, мини-корабли и так далее и тому подобное. Невероятные умения и навыки демонстрируют и команды подростков на чемпионатах по рабочим профессиям. Нужно поддержать ребят, помочь им добиться совершенства в выбранной профессии и осуществить свои самые смелые мечты, и тогда, уверен, у отечественного машиностроения будет успешное будущее, в этом мы с вами, собственно говоря, не сомневаемся» [1].
Мир вокруг меняется с неимоверной скоростью, также меняются и профессии. Всё больше появляется задач, которые необходимо решать с использованием информационных технологий, искусственного интеллекта. На смену ручному труду приходит роботизированные механизмы. И для управления такими механизмами, их программирования нужны специалисты, которые будут это делать.
Образовательная робототехника – это технология обучения, которая позволяет задействовать детей в процесс инженерного творчества начиная с младшего школьного возраста. Повышается заинтересованность детей, в своей работе используем групповые методы обучения.
1 Образовательная робототехника в условиях детского дома
Наш детский дом, благодаря Министерству труда и социального развития Краснодарского края, получил самое современное оборудование для создания кружка дополнительного образования по робототехнике. Это наборы Lego Wedo 2.0, Lego MindStroms EV3[2], наборы от российского производителя «Амперка»[3] - «Матрешка», «Йодо», «Робоняша», наборы для изучения программирования микроконтроллеров от фирмы «Технолаб»[4].
Исходя из имеющегося оборудования и желания воспитанников посещать кружок робототехники, было составлено две программы обучения:
- для младшей группы, ориентирована на учащихся 1 - 4 классов. Рабочая программа рассчитана на 72 часа. Используем в работе конструкторы Lego Wedo 2.0.
- для старшей группы, ориентирована на учащихся 5 - 11 классов. Рабочая программа рассчитана на 72 часа. Используем в работе конструкторы Lego MindStroms EV3, Технолаб и наборы «Матрешка», «Йодо», «Робоняша», «Технолаб»
В программах используем такие направления робототехники: конструирование, программирование, программирование микроконтроллеров, 3D-моделирование и 3D-печать.
В рамках занятий по основам конструирования воспитанники знакомятся с простейшими механизмами, принципами крепления деталей, видами механических передач (зубчатая, ременная, кулачковая передачи). Конструирование преподается в игровом формате с конструкторами LEGO. На начальных этапах используют пошаговые инструкции сборки учебных моделей. Учащиеся знакомятся с простейшими основами механики, получают навыки сравнения предметов по форме и цвету, учатся находить закономерности, получают навыки подбора деталей, знакомятся с понятиями прочности и устойчивости конструкции. В процессе занятий у детей развиваются мелкая моторика, навыки счета.
Программирование изучаем с помощью платформы Lego Mindstorms EV3, она позволяет использовать альтернативные среды, в том числе текстовые языки программирования.
Программирование микроконтроллеров изучаем с помощью популярных плат Arduino и их клонов. К Arduino подключаются платы расширения, позволяющие подключать дополнительные устройства. Платы Arduino помогают изучить работу модулей, датчиков и исполнительных устройств, спроектировать и создать устройства и учебных роботов. Это направление считается более продвинутым, ориентировано на учащихся среднего и старшего школьного возраста и изучается, как правило, после робототехники на базе конструкторов.
В части 3D-моделировании и печати воспитанники знакомятся с технологиями аддитивного производства и сферами их применения, получают навыки работы со специализированными программными продуктами для создания 3D-моделей (например, Blender или Tinkercad), изучают конструкцию и принцип работы 3D-принтеров, учатся настраивать, калибровать оборудование, подбирать материалы для 3D-печати, работать с G-кодом, печатать созданные модели.
2 Методы работы
В кружковой работе используем следующие методы:
- познавательный (восприятие, осмысление и запоминание учащимися нового материала с привлечением наблюдения готовых примеров, моделирования, изучения иллюстраций, восприятия, анализа и обобщения демонстрируемых материалов);
- метод проектов (при усвоении и творческом применении навыков и умений в процессе разработки собственных моделей);
- систематизирующий (беседа по теме, составление систематизирующих таблиц, графиков, схем и т.д.);
- контрольный метод (при выявлении качества усвоения знаний, умений и навыков, и их коррекция в процессе выполнения практических заданий);
- групповая работа (используется при совместной сборке моделей, а также при разработке проектов) [5].
3 Ожидаемые результаты
В результате обучения воспитанники должны
ЗНАТЬ:
• правила безопасной работы;
• основные компоненты конструкторов ЛЕГО;
• конструктивные особенности различных моделей, сооружений и механизмов;
• компьютерную среду, включающую в себя графический язык программирования;
• виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе;
• основные приемы конструирования роботов;
• конструктивные особенности различных роботов;
• передача программы;
• использование созданных программ;
• решать технические задачи в процессе конструирования роботов (планирование предстоящих действий, самоконтроль, применять полученные знания, приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов, и других объектов и т.д.);
• создавать реально действующие модели роботов при помощи специальных элементов по разработанной схеме, по собственному замыслу;
• создавать программы на компьютере для различных роботов;
• корректировать программы при необходимости;
• демонстрировать технические возможности роботов;
УМЕТЬ:
• работать с литературой, с журналами, с каталогами, в интернете (изучать и обрабатывать информацию);
• самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования роботов (планирование предстоящих действий, самоконтроль, применять полученные знания, приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов и т.д.);
• создавать действующие модели роботов на основе конструктора ЛЕГО;
• создавать программы на компьютере;
• передавать (загружать) программы;
• корректировать программы при необходимости;
• использовать в работе 3D-оборудование;
• демонстрировать технические возможности роботов.
4 Особенности работы
Особенности работы кружка дополнительного образования по робототехнике в детском доме обусловлены несколькими факторами:
• условиями проживания в учреждении закрытого типа - кружок робототехники позволяет разнообразить формы внеурочной деятельности;
• психоэмоциональным состоянием детей, поступающих в детский дом - в основном это дети девиантного поведения, которых трудно заинтересовать занятиями дополнительного образования, но на кружок робототехники они идут с удовольствием, потому что эти занятия связаны с передовыми технологиями, что быстро увлекает ребят, и способствует их «исправлению», то есть коррекции поведения;
• использование двух основных подходов на занятиях робототехникой - соревновательная робототехника и STEM робототехника, позволяет в группах обучающихся детей построить работу так, что наиболее успешные дети получают у нас возможность представлять свои работы на выставках, соревнованиях и конкурсах, а ребята, не обладающие выдающимися способностями, глядя на них мотивируются на познание и ещё более активно включаются в работу;
• особенностью занятий в детском доме также является возможность подключить к одновременной работе ребят различных возрастных категорий, часто это бывают дети, связанные родственными связями (сестры и братья), что несомненно способствует более успешной адаптации в обществе, сохранению и укреплению семейных взаимоотношений.
Через образовательную робототехнику происходит быстрая адаптация ребенка к нормальной жизни. Дети начинают видеть себя нужной и полезной частью современного общества.
На базе детского дома проводятся различные семинары, совещания, осуществляется обмен опытом, в том числе и в использовании робототехники в дополнительном образовании.
Библиографический список
1. Выступление Президента РФ В.В.Путина [Электронный ресурс]. URL: http://kremlin.ru/events/president/news/51746 (Дата обращения: 05.03.2020).
2. Образовательные решения LEGO Education. [Электронный ресурс]. – URL: https://education.lego.com/ru-ru/product (Дата обращения: 05.03.2020).
3. Образовательные решения на базе Arduino. [Электронный ресурс]. – URL: http://teacher.amperka.ru (Дата обращения: 05.03.2020).
4. Образовательные робототехнические модули. [Электронный ресурс]. – URL: http://examen-technolab.ru(Дата обращения: 05.03.2020).
5. Подласый И. П. Педагогика: 100 вопросов — 100 ответов. М., 2004. 368 с.