От основ к созданию роботов. Знакомство с робототехникой в школе (Игорь Воронин, OSEDUCONF-2019)

Короткая ссылка: 20190126C

Докладчик: Игорь Воронин

Рассматриваются способы привлечения школьников в сферу интересов технического творчества. Анализируется возможность использования в образовательном процессе учебного пособия для занятий по робототехнике «Программирование для детей. От основ к созданию роботов». Предлагается решение в виде комплекта образовательной робототехники УМКИ, как пакет в школьном дистрибутиве UMKI.

Видео

on youtube

Презентация

Thesis

Рассматривая тенденции и перспективы развития современного школьного образования, можно отметить, что знакомство с робототехникой полезно тем, что учащиеся получают знания и навыки, которые будут полезны и при дальнейшем обучении в вузе и при работе на производстве. После получения высшего технического образования молодые люди вливаются в технологический процесс и либо работают по найму, либо открывают своё дело — запускают стартап. Одним из главных залогов технологического процветания страны можно считать организацию множества успешных стартапов.

Для решения такой задачи, а также с целью повышения уровня подготовки выпускников высших учебных заведений, в университеты и технические вузы должен поступать качественный абитуриентский состав. Отсюда следует понятный вывод: для того, чтоб в достаточном количестве в высшие учебные заведения пришло нужное количество грамотных молодых людей, заниматься их подготовкой необходимо с как можно раннего возраста. Воронка задействованных в научно-техническом творчестве школьников приведена в таблице.

Параметр	Число охваченных людей
Число школьников, занятых творчеством	500 000
Число школьников, планирующих поступать в технический вуз	200 000
Число абитуриентов, поступивших в технический вуз	50 000
Число студентов, которые выберут обучение по профилю будущего стартапа	10 000
Число студентов, запустивших свой стартап	2 000
Всего число людей, работающих в стартапах	300
Успешный стартап, хотя бы 2 или 3 команды	24

Понятно, что, ученик в старшей школы, это уже практически, сформированная личность, поставившая себе ближайшие цели, и убеждать его, большее время уделить занятиям программированием а, например, не юриспруденцией или общественными науками — бесполезно, поэтому начинать техническую подготовку детей надо в средней или младшей школе, а, первые занятия по знакомству с робототехникой целесообразно проводить даже с дошкольниками.

Учебное пособие издательства Питер: «Программирование для детей. От основ к созданию роботов», (авторы И.Воронин, В.Воронина) разработано как раз с целью, дать возможность наибольшему количеству ребят попробовать себя в техническом творчестве. Базовые основы, описанные в книге помогут юному читателю самостоятельно создать свой самый первый проект, который в будущем сможет оказаться базой для собственного стартапа.

Книга разделена на девятнадцать эпизодов. Каждый эпизод, отдельная тема для самостоятельного изучения читателем или педагогом может быть использован в качестве руководства при проведении занятий с детьми. Оно состоит из разделов, которые называются: эпизоды, по аналогии со Звёздными войнами. В конце каждого эпизода есть теоретические и практические задания, которые тщательно подобраны к темам.

В книге по шагам от самых простых, базовых понятий ребёнок постепенно подводится к пониманию основ робототехники. В книге рассмотрены следующие темы.

Основы теории информатики и робототехники: например, знакомство с различными системами счисления, представлено в интересной и увлекательной форме — показано, как закодировать сложные данные наборами ноликов и единичек, как с помощью построенных двоичных кодов можно управлять движением игрушечной машинки.
Темы, связанные с кодированием информации разбираются на конкретных примерах, в которых с помощью мобильных приложений предлагается научиться читать и создавать собственные QR-коды и штрих-коды.
Базовые понятия логики, такие как, дизъюнкция, конъюнкция, инверсия рассматриваются не только в теоретическом плане, но и разбирается возможность практического построения действующих моделей из электронных компонентов детского конструктора.
В интересных заданиях, в результате выполнения которых создаются забавные картинки, разбираются понятия системы координат — тема необходимая для позиционирования робота на плоскости.
На примерах связанных с разработкой моделей используемых в быту устройств, исследуются несложные электрические цепи.
Материалы второй части книги содержат уже более усложнённый материал, по сравнению с первой, базовой частью: в частности, происходит первое знакомство с программированием контроллеров на базе Arduino, и программирование датчиков к ним.
В этой части книги изучаются базовые функции ввода-вывода данных, разбираются отличия между аналоговым или цифровым портами, происходит знакомство с разнообразными протоколами беспроводной связи, подробно описывается разнообразие понятия драйвера и обсуждается его необходимость при управлении моторами.
И ещё многое-много другое.

Эти знания помогут ребятам подготовиться и достойно выступить на соревнованиях и хакатонах по робототехнике, а также принять участие и различных научно-технических мероприятиях, тем самым будет формироваться навык, который им пригодится в дальнейшем при возможном запуске собственного стартапа.

Описываемое издание входит в учебно-методический комплект образовательной робототехники УМКИ, (пакет в школьном дистрибутиве UMKI с использованием сред визуального программирования SNAP и КУМИР, который включён в базовую поставку Альт Образование), в качестве книги для ученика.

Книга «Программирование для детей. От основ к созданию роботов», продаётся в популярных интернет-магазинках и получила очень хорошие отзывы от педагогов и родителей: «Вот бы мне в своё время такую книгу! Где так легко и доступно рассказывается о сложных вещах. Кстати, книгу можно и родителям порекомендовать, которые хотят разобраться в теме и понимать как там всё работает и устроено», «Расскажу своё мнение как педагога по робототехнике. В книге подробно, по разделам расписано о создании роботов, их программированию и управлению, причём разными способами. Каждый эпизод книги можно использовать в качестве руководства для проведения занятий с детьми. В конце каждого эпизода есть теоретические и практические задания, которые очень тщательно подобраны к темам и мне очень-очень понравились (сама их повыполняла, очень интересно). Мне было очень понятно как это делать. Думаю, что детям начиная с 5-го класса всё будет так же понятно. Вообще я занимаюсь с детьми робототехникой, используя проприетарные образовательные конструкторы от датской компании. Но, прочитав «Программирование для детей», планирую написать новую образовательную программу, пойти с ней к директору и просить необходимое оборудование для её реализации. В книге есть даже ссылки на полезные ресурсы, где можно скачать всё необходимое программное обеспечение для обучения бесплатно и ссылки, где можно купить необходимые компоненты для практических заданий».

Используемое в обсуждаемом учебном пособии оборудование, построено на базе AVR микропроцессоров ATmega — контроллеров Xbee, Arduino с наборами датчиков и электронными компонентами позволяющими создавать программируемые модели роботов.

Книга «Программирование для детей. От основ к созданию роботов», как и весь учебно-методический комплект «УМКИ» базируется на программном обеспечении под лицензией GNU, которое совершенно свободно и бесплатно можно установить на компьютер, смартфон, передать друзьям, ученикам и коллегам по работе. Пакеты программного обеспечения входят в репозиторий Восьмой платформы (p8).

Примечания и ссылки

[1] Стратегия развития отрасли информационных технологий в Российской Федерации на 2014-2020 годы и на перспективу до 2025 года
[2] Игорь Воронин о стартапах, ВРО и Лего http://edurobots.ru/2016/07/igor-voronin-o-startapax-vro-i-lego/
[3] Воронин И.В., Воронина В.В. Программирование для детей. От основ к созданию роботов, г.2018, ISBN 978-5-4461-0555-7, Издательство Питер
[4] Книжный портал LiveLib [1] Отзыв на книгу https://www.labirint.ru/reviews/show/1779774/

Discuss on VK

Plays:63 Comments:0