что такое робототехника для детей школьного возраста
Консультация «Робототехника. Что это такое и для чего она нужна ребенку»
Робототехника. Что это такое? Для чего она нужна ребенку?
Как в России, так и за рубежом, появление и развитие образовательной робототехники неразрывно связано со знаменитой датской компанией Lego. Именно она разработала первый массовый роботехнический конструктор Lego Mindstorms в уже далеком 1998 году. В том же году первые наборы этого конструктора появились в нескольких пилотных школах Москвы, а еще через пару лет начались массовые поставки, были разработаны первые учебные методические материалы.
В 2002 году в Москве прошли первые соревнования с робототехническими конструкторами «Международные состязания роботов», в которых участвовали 15 школ Москвы и одна из Санкт-Петербурга.
Начиная с 2005 года, робототехнические конструкторы появляются в классах за пределами двух столиц, осенью 2008 года для популяризации направления запускается программа «Робототехника: инженерно-технические кадры инновационной России». Ее цель – обеспечение равного доступа к новейшим технологиям детей и молодежи, вне зависимости от региона проживания.
В дальнейшем робототехническое образование начинает набирать популярность, уже начиная с 2010-х годов, появляются кружки, сайты, региональные программы развития и поддержки, а также первые отечественные производители.
Робототехника так привлекательна для педагогов и тренеров, в первую очередь потому, что позволяет охватить очень большой пласт знаний и компетенций, показать ребенку их взаимосвязь, развить принципиально новые навыки. Среди них и критическое мышление, и творческий подход к решению задач, а также работа в команде, креативность, адаптация, кодирование, различные коммуникативные навыки, а также – ответственность, умение систематизировать собственные действия, развитие пространственного восприятия и отношений между объектами и субъектами.
Но прежде чем понять, чем же полезен процесс создания робота для ребенка, определимся, что же такое робототехника.
Робот (robot) — приводной механизм, программируемый по двум и более осям, имеющий некоторую степень автономности, движущийся внутри своей рабочей среды и выполняющий задачи по предназначению».
Робототехника (robotics) — наука и практика разработки, производства и применения роботов.
За такими сложными на первый взгляд определениями данного слова скрывается, на самом деле, творчество, фантазия и формирование навыка визуализации конечного результата.
Закрадывается вопрос: как же роботы с этим всем связаны?
Ответ кроется в самом процессе их создания. В промежутке времени от изучения доступных деталей и программ до реализации задумки.
Как же происходит этот процесс. На деле все выглядит немного легче, чем кажется на первый взгляд.
Проходя этот волшебный путь, ребенок учится ставить цель, наметывать путь ее достижения и доводить дело до конечного результата. А ведь это именно то, что так необходимо даже многим взрослым.
Для чего нужна коробка из под пиццы? Пицца съедена, чай допит. Коробка осталась. Хорошая коробка, очень. Это просто преступление выкидывать такую коробочку. Но что же с.
Беседа «Для чего нужна вода?» для детей младшего дошкольного возраста Цель: способствовать формированию понимания детьми значения воды на земле. Программное содержание: показать значение воды для всего живого;.
Робототехника: чем полезна для детей
Наука о роботах (робототехника) приобретает все большую популярность в нашей жизни: специальные роботы изучают космическое пространство, на заводах применяются руки-манипуляторы, летающие дроны помогают операторам и корреспондентам, современные «умные» протезы улучшают жизнь людей с нарушенным здоровьем, а роботы-пылесосы и мойщики окон облегчают труд домохозяйкам.
В нашем веке возможность изучать и заниматься робототехникой появилась не только у научных сотрудников, но и у детей! Расскажем подробно о том, что такое робототехника, в чем ее польза для детей и с какого возраста можно приобщать ребенка к занятиям.
Что такое робототехника?
Робототехника – это наука, которая изучает проектирование и использование автоматизированных технологических систем, а попросту – роботов. Для детей существует возможность изучения робототехники в школах и в секциях дополнительного образования. Создаются роботы при помощи специальных конструкторов. Дети легко вовлекаются в этот процесс, ведь создать робота самостоятельно, а главное – получить результат, чрезвычайно интересно.
Большим плюсом также является тот нюанс, что занятия сочетают в себе как получение знаний, так и развлечения, а потому приобретают все большую востребованность у детей и их родителей.
Если ваш ребенок выказывает искренний интерес к технологиям, обратите внимание на робототехнику, в процессе изучения он освоит множество полезных навыков, станет более самостоятельным, активным и поверит в свои силы.
В чем польза робототехники для детей?
Польза этой науки бесспорна!
Конструируя роботов, ваш ребенок:
речь и умственные способности;
мелкую моторику рук.
работать в команде;
поэтапно действовать от простого к сложному;
хорошо ориентироваться в пространстве;
самостоятельно принимать решения;
уважать чужой труд;
доводить начатое дело до логического завершения.
азы компьютерной грамотности;
основы математики и физики;
работу с механизмами;
проектирование и конструирование;
многообразие окружающего мира;
навыки общения с педагогами и сверстниками;
английский язык (ведь большинство программ и обучающих текстов подаются именно на английском).
Дети, которые с раннего возраста посещали уроки робототехники, в будущем намного легче осваиваются в таких серьезных дисциплинах, как: программирование, физика, инженерное дело. Причиной этого является то, что самое простейшее конструирование в детские годы дает понимание того, как частное относится к целому, как из мелких частиц собрать рабочий продукт. В будущем такой интуитивный навык сослужит человеку хорошую службу.
Когда начинать обучение и где учить?
Детство – лучшая пора для занятий в кружках робототехники. Психологи называют самым подходящим возрастом – 4 года, ведь четырехлетки уже понимают абстракцию и способны составить алгоритмы и спроектировать схему, как бы нереально это не звучало. Приобщать малыша к робототехнике можно как в специальных кружках, так и дома, покупая конструкторы с механическими деталями. Если вы отдали свое чадо в секцию, необходимо параллельно начать изучать основы математики, иначе ребенку будут трудно.
В 10 лет дети уже могут изучать и программирование, в этом возрасте ребята начинают разбираться в структуре хранения данных и в более сложных алгоритмах. Для таких детей в дополнительном образовании уже доступно изучение теории машин и проектирование роботов.
Обучение должно быть эффективным и проходить под неусыпным надзором грамотного преподавателя с хорошей профессиональной подготовкой, который сможет учесть и возрастные, и умственные способности каждого ребенка. Нужно понимать, что робототехника дает детям возможность расширить пространство для развития своей творческой и познавательной активности, реализовать свои лучшие качества и способности, стать возможным стартом в будущей взрослой профессиональной деятельности. Все эти факты накладывают на профессию педагога по робототехнике определенную ответственность и владение обязательными знаниями.
Поэтому мы рекомендуем педагогам и родителям освоить нашу дистанционную программу в области преподавания робототехники. Курс дает реальную возможность выполнять обязанности педагога робототехники на высоком уровне и в финале обучения приобрести навыки планирования и реализации занятий в сфере дополнительного образования.
Какие конструкторы выбрать?
Конструкторы для занятий подбираются в соответствии с образовательной программой и возрастом ребенка. Они могут быть как отечественного, так и зарубежного производства. Для дошколят рекомендуется всеми любимый Lego – его легко собирать, он содержит детали ярких цветов, чем вызывает искренний восторг у самых маленьких конструкторов.
Для младших школьников и начинающих также подойдет набор Fischertechnik – его плюс в наличии настоящих проводов и штекеров, которые создают ощущение взрослого программирования.
В четырнадцать лет подростки отдают предпочтение более сложным моделям, требующим навыков программирования. Это ТРИК или Raspberry.
Отличие робототехники для детей от профессиональной взрослой
Детская робототехника ставит перед собой задачу научить детей самой дисциплине, а опытные специалисты решают конкретные «взрослые» задачи.
Малыши начинают занятия с самых простейших действий: разбираются с моторами, заставляют робота двигаться и поворачиваться. Состоявшиеся профессионалы же занимаются созданием серьезных технических систем.
Но все мы пониманием, что без детской робототехники не будет и взрослой, без интереса ребенка к созданию роботов не будет профессионального успеха у взрослого человека.
Роботы, которых создали школьники
В качестве примера о пользе занятий робототехникой расскажем об одаренных школьниках и изобретениях, которые им удалось создать.
Новороссиец Михаил Вульф, когда учился в 10 классе, изобрел робота для спасения утопающих. Его проект состоял из двух составляющих: катамаран с прикрепленной сеткой и манипулятор, способный вытащить из воды тонущего человека.
Федор Носков, старшеклассник из города Челябинска создал робота-поводыря, который с помощью ультразвукового сенсора распознавал и «обходил» препятствия и даже умел «слышать» голосовые команды. Интересно то, что в своей работе Федор использовал материалы только отечественного производства.
Работа шестнадцатилетнего школьника из столицы Беларуси Александра Дубовицкого – робот-уборщик. Рукой-манипулятором детище Александра умеет вытирать пыль, подметать полы, убирать разбросанные игрушки и даже способен принести хозяину тапочки не хуже верного пса.
Какие профессии связаны с робототехникой?
Занятия ваших детей в секциях робототехники не пройдут даром, а для некоторых могут выступить и твердой качественной базой в будущей профессии.
Сегодня в образовательных учреждениях страны существуют специальности, напрямую связанные с конструированием роботов. Кем же может стать ваш ребенок в будущем?
Робототехником (создание технических систем и роботов). Такой специалист вправе работать в любом учреждении, где необходимы навыки технического конструирования и моделирования, – в медицинской и промышленной сферах, в военно-космической индустрии.
Проектировщиком техники для детей (разработка и создание игрушек и игр для детей с участием запрограммированных роботов).
Проектировщиком нейроинтерфейсов (разработка специальных систем, позволяющих специалисту управлять роботом и осуществлять контроль над его действиями).
Проектировщиком роботов для дома (создание роботов для выполнения домашних функций – пылесос, садовник, сиделка, няня, уборщик).
По мнению экспертов и такие профессии как инженер-робототехник, программист, IT-разработчик не потеряют своей востребованности и актуальности в ближайшие годы. Поэтому нужно помнить, что помочь ребенку сделать первый шаг на пути к профессии будущего – это важная миссия взрослых любящих людей!
Робототехника в школе: что это такое и для чего она нужна
Этой статьей мы открываем спецпроект «РобоШкола: оборудование для изучения робототехники в школе и детском саду». Но чтобы начать говорить о том, какое оборудование существует, как применяется и для чего, давайте разберемся, что такое робототехника, откуда она пришла в образование и, главное, что может дать нашим детям.
Разбираемся с терминами и понятиями
Начиная разговор о робототехнике в школе, неплохо было бы определиться, что мы понимаем под терминами «робот», «робототехника» и «образовательная робототехника». Вполне развернутый и подробный ответ на этот вопрос можно найти в стандартах ГОСТ Р ИСО 8373-2014 «Роботы и робототехнические устройства. Термины и определения» или в соответствующем международном стандарте ISO 8373:2012 «Robots and robotic devices — Vocabulary»:
Робот (robot) — приводной механизм, программируемый по двум и более осям, имеющий некоторую степень автономности, движущийся внутри своей рабочей среды и выполняющий задачи по предназначению».
Робототехника (robotics) — наука и практика разработки, производства и применения роботов.
Образовательная робототехника, в свою очередь, – это междисциплинарная учебная среда, основанная на использовании роботов и электронных компонентов в качестве общей составляющей для улучшения развития навыков и компетенций у детей и подростков. Это, прежде всего – дисциплины, именуемые STEAM (science – наука, technology – технология, engineering – инжиниринг, arts and math – искусство и математика), хотя робототехника может также затрагивать и другие области, такие как лингвистика, география и история.
Всех роботов условно можно разделить на два типа – промышленные и обслуживающие (сервисные) устройства. Те, которые используются в школах и колледжах, в большинстве своем, относятся к обслуживающим, но тут стоит обратить внимание на важный нюанс – целью создания таких роботов является не новый продукт или сервис, а именно образование – то есть передача связанных знаний о мире, технике, социальных взаимодействиях или иных навыков посредством конструирования и программирования робота. То есть робот в образовании – это не цель, а только лишь инструмент.
История образовательной робототехники в России
Как в России, так и за рубежом, появление и развитие образовательной робототехники неразрывно связано со знаменитой датской компанией Lego. Именно она разработала первый массовый роботехнический конструктор Lego Mindstorms в уже далеком 1998 году. В том же году первые наборы этого конструктора появились в нескольких пилотных школах Москвы, а еще через пару лет начались массовые поставки, были разработаны первые учебные методические материалы.
В 2002 году в Москве прошли первые соревнования с робототехническими конструкторами «Международные состязания роботов», в которых участвовали 15 школ Москвы и одна из Санкт-Петербурга.
Начиная с 2005 года, робототехнические конструкторы появляются в классах за пределами двух столиц, осенью 2008 года для популяризации направления запускается программа «Робототехника: инженерно-технические кадры инновационной России». Ее цель – обеспечение равного доступа к новейшим технологиям детей и молодежи, вне зависимости от региона проживания.
В дальнейшем робототехническое образование начинает набирать популярность, уже начиная с 2010-х годов, появляются кружки, сайты, региональные программы развития и поддержки, а также первые отечественные производители. Робототехника попадает во ФГОС и становится обязательным элементом школьного образования:
«Материально-техническое оснащение образовательной деятельности должно обеспечивать возможность: …проектирования и конструирования, в том числе моделей с цифровым управлением и обратной связью, с использованием конструкторов; управления объектами; программирования»
ФГОС ООО (Приказ Минобрнауки РФ от 17 декабря 2010 г. № 1897)
В 2014 г. утверждается «Концепция развития дополнительного образования детей», подготовленная рабочей группой под руководством А. Г. Асмолова. Среди прочего Концепция предусматривала «создание в системе дополнительного образования детей сети ресурсных центров для обеспечения технологической подготовки обучающихся, организации научно-технического, художественного творчества и спорта». Концепция оказала наибольшее влияние на развитие отрасли, поскольку в ней напрямую была указана робототехника.
Важным этапом развития робототехники в образовании, связанным с участием государства, стала программа создания детских технопарков «Кванториум». Она стартовала в рамках Федеральной целевой программы развития образования в 2017 г. С 2019 года робототехника включена в состав оборудования для оснащения различных образовательных организаций и центров дополнительного образования по направлениям Нацпроекта Образование.
Как мы видим, буквально за полтора десятка лет робототехника прочно вошла в школу и продолжает развиваться. Но почему же робототехника так важна для современного образования и зачем она приходит уже даже в детские сады? Давайте разберемся.
Для чего ребенку робототехника?
Для начала необходимо уточнить, что отдельного предмета Робототехника в школьной программе, а тем более в программе детского сада, не существует. Эта тематика затрагивается в основном в рамках дополнительного образования, а также на уроках технологии и информатики. Кроме того, практически в каждом городе России существует множество кружков, секций и центров робототехники, как сетевых, охватывающих практически всю страну, так и местных.
Робототехника так привлекательна для педагогов и тренеров, в первую очередь потому, что позволяет охватить очень большой пласт знаний и компетенций, показать ребенку их взаимосвязь, развить принципиально новые навыки. Среди них и критическое мышление, и творческий подход к решению задач, а также работа в команде, креативность, адаптация, кодирование, различные коммуникативные навыки, а также – ответственность, умение систематизировать собственные действия, развитие пространственного восприятия и отношений между объектами и субъектами. Кроме того, конструируя, собирая, программируя робота, ребенку требуются самые различные знания из математики, информатики, физики, инженерии, а иногда даже химии и биологии.
Создание робота в формате образовательной робототехники должно приводить не просто к появлению движущейся машинки или предмета, выполняющего заданный алгоритм действий, а к реализации проекта с заранее запланированным результатом посредством робота. То есть построить прибор, который будет поливать цветы в теплице в зависимости от влажности почвы, конечно, возможно и это тоже будет результат, но намного более значимым проектом станет конструирование подобной теплицы и оснащение ее необходимыми приборами и датчиками, позволяющими получить лучший урожай.
Для создания подобного оборудования ребенку потребуется не просто расставить датчики и подвести привод, но разобраться с особенностями почвы, требованиями к освещенности для различных растений, вегетативным циклами и множеством других вопросов, напрямую с конструированием робота не связанными.
Именно поэтому робототехника считается важным элементом STEAM-образования – модели обучения, предназначенной для совместного изучения естественных наук, математики и технологий, и в которой практика имеет приоритетное значение над теорией.
Также важно заметить, что робототехника неразрывно связана с программированием, а в жизни программирование может быть слишком сложным и утомительным для ребенка, если изучать его с помощью «традиционного» абстрактного метода. Но в случае робототехники ученик имеет возможность управлять физическим роботом и сразу видит, что идет не так, на практике узнает предел возможностей технологий, понимает, что роботы могут и не могут делать.
Кроме всего вышесказанного, робототехника позволяет развить так называемое вычислительное мышление. Проектируя и создавая роботов, мы учимся абстрагироваться от концепций, разделять большую проблему на мелкие части и предлагать решения, которые могут быть представлены в виде последовательности инструкций и алгоритмов.
Роботы с пеленок
Последнее время робототехника становится все более популярным способом для практического знакомства с информатикой даже самых маленьких детей. Наборы робототехники в этом случае выступают как инструменты, с помощью которых дети могут создавать, строить или программировать, повышая технологическую грамотность. Существуют различные наборы, каждый из которых поддерживает разные виды деятельности и стили обучения, в том числе заранее сконструированные роботизированные системы (например, Bee-Bot) и системы, которые дают детям возможность участвовать в создании робота (например, Lego Education WeDo 2.0).
С помощью игры обучающие роботы помогают детям в раннем возрасте развить одну из основных познавательных компетенций математического мышления: вычислительное мышление. То есть они помогают развивать мыслительный процесс, который мы используем для решения различных проблем, посредством упорядоченной последовательности действий – алгоритма.
Конечно, роботы для малышей — это не те конструкторы, которые они встретят в школе, их не нужно долго и кропотливо собирать, они довольно просты в использовании и обычно умеют делать не так много, например, ходить вперед-назад и поворачиваться (как Bee-Bot). Но этого уже достаточно для того, чтобы дети начали понимать принципы алгоритмики и в будущем смогли легко справляться с более сложными задачами.
Робототехника в современном российском образовании
Сейчас в России нет единой политики и стандартов в отношении робототехники в образовании, что обусловливает заметные различия в характере и масштабах ее развития в регионах. Драйверами развития направления зачастую являются педагоги-энтузиасты, частные компании, иногда этим направлением заинтересовываются чиновники от образования, что дает заметный рост в регионе.
Так в Москве наборами робототехники, которые входили в комплектацию инженерных классов, были оснащены большинство образовательных комплексов за счет бюджетных средств.
А, например, в Свердловской области робототехника развивалась усилиями частных компаний и уже позднее в это направление включился Свердловский институт развития образования и государственные структуры.
Иной сценарий был выбран в Пермском крае. В этом регионе Министерство образования обязало директоров в каждой школе создать зоны робототехники, а позже в подобные проекты также были вовлечены и детские сады.
Конечно, в крупных городах и региональных центрах (прежде всего, в Москве и Санкт-Петербурге) вариантов для занятий робототехникой много, и они разнообразны. Программы предлагают как государственные организации (школы, организации дополнительного образования, вузы), так и большое число частных клубов. Содержание программ, продолжительность и цены могут отличаться существенно. Большую долю рынка занимают крупные сетевые кружки, такие как Лига роботов, РОББО, StartJunior.
Основным барьером для развития робототехники в небольших городах и поселках является банальная нехватка денег. Наборы для робототехники дороги, а самостоятельно закупать оборудование школы и детские сады зачастую могут в очень скромных объемах.
Роботы вокруг нас
Мы уже сейчас живем в мире роботов, часто не замечая этого. Автоматические двери супермаркетов, лифты, багажные ленты, автоматы самообслуживания – это все роботы. И если для взрослых роботизированный мир наступал постепенно, то наши дети родились уже в нем. Конечно, понимание законов функционирования этого мира, правил взаимодействия с ним для получения необходимого результата здорово упрощает жизнь. А робототехника дает именно эти необходимые знания, делая мир вокруг понятным и предсказуемым.
В советские годы студент на одну стипендию мог съездить в Москву или Ленинград, сходить в пару музеев, кино и даже ресторан. Сейчас студенческой стипендии хватит лишь на поход в магазин. Но, как выяснили корреспонденты «РГ», современные студенты-бюджетники при желании тоже могут позволить себе многое, особенно те, кто хорошо занимался в школьные годы и заинтересован в […]
Подростки зачастую не представляют, что кроется за названием профессии и тем более что предлагает современный рынок труда. Они вдохновляются примерами своих родителей и знакомых, образами в кино и соцсетях. По данным Всероссийского центра изучения общественного мнения (ВЦИОМ), у современных школьников нет четкого понимания при выборе будущей профессии. В 2020 году был проведен опрос в 46 […]