Робототехника в школе: что это такое и зачем она нужна

Робототехника – это отрасль технической науки, специфика которой заключается в разработке и создании автоматизированных систем – роботов. Изучение данной науки в школе позволяет ученикам успешно пройти процесс подготовки и адаптации в современной жизни, где огромное значение имеют высокие технологии. Овладение основными осами открывает широкие горизонты для выбора профессии, профессиональной ориентации.

В школьной программе робототехника является интегрированной дисциплиной. Отмечается ее тесная связь с такими науками, как физика, информатика, технология. В более детальном плане она является весомой частью современной электроники и механики. Изучая данный предмет в перечне школьных дисциплин, ученики получают возможность более глубоко погрузиться в точные науки, самостоятельно разбираться и понимать устройства многих электронных систем, окружающих нас в повседневной жизни.

Практическое назначение курсов

Рабочая программа по робототехники направлена на повышение технической грамотности подрастающего поколения. Базовым понятием данного курса является «робот» – техническая машина, предназначенная для выполнения определенных функций. Основное назначение таких систем – помощь людям, упрощение жизнедеятельности человека. В широком плане все окружающие нас электрические бытовые приборы предназначены для упрощения жизни: стиральная машина, электрическая плита, микроволновая печь и т.д.

Именно курс робототехники позволяет понять устройство и принцип работы тех или иных программ, разработанных для выполнения определенных функций и лежащих в основе конкретного устройства. Получение теоретических знаний и умений в данной области позволяет детям быть более мобильными в современном мире, а также готовыми к появлению новых инноваций.

Кроме того, углубление в робототехнику, искренний интерес этой областью науки формирует заинтересованность ключевыми школьными предметами: физикой, химией, математикой и др. Школьникам удается осваивать материал на более понятном уровне, разбирать сложные явления и процессы путем иллюстрации их на практике. Такая методика в большинстве случае имеет положительный результат, который проявляется не только в хорошей успеваемости учеников, но и в их дальнейшей жизни, поступлении в ВУЗ, выборе профессии.

Подкрепление интереса подрастающего поколения к робототехники происходит за счет того, что повсюду нас окружают технические приборы, в том числе мобильные телефоны, планшеты, умные часы и другое. Имея определенные знания и компетенции, им удается «читать» устройство тех или иных приборов, понимать принцип их функционирования. Уже в средних и старших классах ученикам удается самостоятельно проводить простые ремонтные операции, замену электронных элементов, проводов. Данные умения также являются незаменимыми во взрослой жизни.

Основные понятия

Изучение курса предполагает освоение ключевых понятий, позволяющих понимать принцип функционирования определенных электронных систем. Для учеников разных звеньев они адаптированы с учетом возрастных особенностей и интеллектуального уровня конкретного класса.

К основным из таких понятий относится:

1. Робот – электронная система, созданная с целью замещения человека, оказания ему помощи, выполнения определенного спектра задач.
2. Управляющая система – совокупность механизмов и программ, приводящих робота в действие. В основе исполнительной системы лежат сигналы связи, действующие посредством сенсорных импульсов, посылаемых с пульта управления. Данная система базируется на цифровых сигналах, проходящих через каналы связи.
3. Сенсорная система – чувствительные каналы, предназначенные для сбора и обработки и преобразования в действие поступающей информации. В основе устройства этой системы лежат специализированные датчики, передающие сигнал: тактильные, ультразвуковые, лазерные, акустические.
4. Система связи – совокупность элементов, функционирование которых направлено на прием и обработку поступающих от оператора сигналов. Иными словами – это «язык» общения между человеком и роботом или несколькими роботами. Данная система необходима для посыла команды-задания, которая может вводиться с помощью голоса, использования клавиш или кнопок на пульте, телеграфного ключа и др.

Также школьный курс робототехники апеллирует более сложными понятиями, подразумевающими совокупность электронных элементов.

К ним относится:

• Robotis Bioloid  – образовательный комплект элементов, разработанный с целью создания простых моделей роботов в поучительных целях.
• LEGO Mindstorms – набор модулей, чипов и блоков, позволяющий моделировать и программировать искусственный интеллект.
• Fischertechnik – демонстрационная версия конструктора, которая позволяет изучать принципы устройства и функционирования определенных по сложности механизмов. Является оптимальным вариантом как для школьников, так и для студентов.

Овладение ключевыми понятиями значительно упрощает процесс обучения, делает его более понятным и адаптированным к научному изложению со стороны преподавателя.

Проблемы учебного курса робототехники в школе

Массовое внедрение данной дисциплины в образовательную программу средних школ замедляется существующими проблемами. Они усложняют учебный процесс, а также освоение учениками главного материала.

Одной из таких проблем является отсутствие необходимого количества методических материалов. В связи с тем, что курс робототехники в школьной программе появился сравнительно недавно, еще не разработано и не выпущено должного объема теоретических пособий, которые структурируют образовательный процесс. Сегодня эта проблема находится на стадии активного решения. Возрастающий интерес учеников к курсу порождает оперативную модификацию и совершенствование программ и методик.

Другой проблемой считается высокая цена на образовательные наборы-конструкторы, служащие демонстрационным материалом. Образовательная система страны ориентирована на приобретение необходимых комплексов, которыми будут снабжены все школы, ведущие данный курс. В результате, со временем подобная проблема должна решиться. Это позволит школьникам получать все необходимые знания, развивать мышление и логику, повышать индивидуальный уровень технической грамотности.

Внедрение курса робототехники в школьную программу – это серьезный прорыв в образовании в целом. Благодаря такому шагу современное поколение получило возможность идти в ногу со временем, постоянно развиваться и адаптироваться к современным реалиям постоянного технического прогресса.