Я и мой робот. Рождение мотивации к инженерному творчеству

​В условиях перехода к ФГОС нового поколения, подразумевающего развитие деятельностного содержания общего образования, важным аспектом школьного образования представляется организация системы непрерывного научно-практического образования, в том числе с подготовкой учащихся к обучению на специальностях вузов технического и информационно-технологического профилей. Одним из ключевых направлений в этой сфере, безусловно, служит популяризация инженерного творчества, привлечение обучающихся к участию в робототехнических соревнованиях и научно-технических конкурсах. Однако школьники, желающие участвовать в таких мероприятиях, зачастую сталкиваются с проблемами отсутствия необходимого оборудования, преподавателей или же с высокой сложностью регламентов робототехнических соревнований и научно-технических конкурсов.

В течение последних нескольких лет расположенный в Северо-Восточном округе Москвы лицей информационных технологий №1537 все больше обращает внимание на формирование образовательной среды, мотивирующей обучающихся к ранней практико-ориентированной деятельности, научно-техническому и инженерному творчеству в контексте активного применения современных технологий. Причем это проявляется не только в привлечении своих лицеистов к выполнению проектных разработок и участию в разнообразных научно-технических конкурсах и конференциях, проектно-исследовательских работах, но и в приглашении обучающихся других образовательных организаций города на организуемые силами специалистов лицея при поддержке проектного офиса «Школа новых технологий» инновационные обучающие конкурсные мероприятия. Примерами таких мероприятий могут служить успешно проводимая в течение нескольких лет интерактивная научно-практическая олимпиада «РоботСАМ» и апробированные в этом учебном году командные соревнования «Территория свободного конструирования».Уже третий год подряд лицей №1537 при методическом сопровождении факультета «Робототехника и комплексная автоматизация» МГТУ имени Николая Баумана предоставляет возможность любому желающему ученику 6-9-х классов независимо от места обучения и его технической оснащенности попробовать свои силы в робототехнике, создав простейшего робота из бесплатно предоставляемых электронных компонентов. С этого года олимпиада проводится при поддержке городского проекта «Школа новых технологий». Это позволило существенно ее масштабировать: для участия в олимпиаде зарегистрировалось более 300 школьников почти из 70 образовательных организаций самых разных районов Москвы. Участники олимпиады получили уникальную возможность в дистанционном режиме научиться самостоятельно создавать настоящих классических мини-роботов не из конструктора, а на основе реальных транзисторов и датчиков.Опыт лицея №1537 по проведению интерактивной научно-практической олимпиады «РоботСАМ» (http://www.robotsam.ru) может рассматриваться в качестве примера реализации сетевого взаимодействия образовательных организаций и апробации современных образовательных технологий в сфере научно-технического творчества и робототехнического конструирования. Проводимая с 2013 года олимпиада призвана прежде всего помочь устранить перечисленные выше проблемы на пути привлечения любого мотивированного ученика 6-9-х классов к научно-техническому творчеству и робототехническому конструированию.Основными задачами олимпиады «РоботСАМ» служат:- выявление, отбор и поощрение обучающихся, имеющих способности к робототехнике;- формирование у обучающихся ценностей инженерно-конструкторской и проектной деятельности;- повышение уровня овладения обучающимися различными типами деятельности, используемыми в научно-техническом творчестве;- знакомство начинающих с основами автоматики, электроники и робототехники на основе самостоятельной практической деятельности;- развитие у обучающихся практических навыков в сфере робототехники и мехатроники;- подготовка обучающихся к участию в классических соревнованиях мини-роботов.Регламент олимпиады не предъявляет каких-либо требований по предварительной подготовке участников – мероприятие заведомо ориентировано на начинающих и не предполагает наличия у участников навыков в области робототехники и электроники, а также не требует наличия специального оборудования.Олимпиада проводится в несколько этапов:- электронная регистрация участников на специально созданном интернет-сайте http://www.robotsam.ru;- интерактивные дистанционные теоретические занятия для зарегистрированных участников;- выдача набора электронных компонентов участникам, успешно прошедшим теоретический этап;- интерактивные дистанционные практикумы с использованием выданного набора компонентов;- финал олимпиады в форме итогового робототехнического соревнования.Интерактивные дистанционные занятия, проводимые в форме вебинаров, включают в себя теоретический материал по следующим темам:- основные виды робототехнических устройств;- области применения роботов;- общее устройство робота: датчики и эффекторы, система управления;- основы механики, кинематики и динамики роботов;- теоретические основы электроники;- полупроводниковая схема управления роботом;- технология изготовления печатных плат.По итогам теоретического этапа проводится тестирование прослушавших курс участников, успешно прошедшим тестирование выдается набор не соединенных вместе электронных компонентов, в числе которых: печатная плата с транзисторами и подстроечными резисторами, пары светодиод/фотодиод, двигатели, батарея, соединительные провода. Используя перечисленные компоненты, участники в процессе следующего этапа олимпиады – интерактивных дистанционных практикумов – должны самостоятельно (под руководством удаленного инструктора) изготовить корпус (основу) робота и выполнить окончательную его сборку: разместить на корпусе плату управления, установить двигатели и датчики, в соответствии с электрической схемой произвести соединение элементов робота. И в конечном итоге участникам требуется выполнить финальную отладку робота с подготовкой его к финальным соревнованиям.Финал олимпиады организуется в форме итогового робототехнического соревнования по правилам номинации классических соревнований мини-роботов «Траектория». В соответствии с правилами соревнований собранные участниками олимпиады робототехнические устройства должны преодолеть замкнутую траекторию сложной конфигурации. Победители определяются из числа полностью преодолевших траекторию за наименьшее время.В олимпиадах «РоботСАМ» в 2013-2015 годах приняли участие более 400 обучающихся более чем из 50 образовательных организаций Москвы и Московской области, около 200 человек вышли в финал и получили наборы электронных компонентов. В начале февраля состоялся финал олимпиады текущего учебного года, в котором приняли участие около 130 юных робототехников из 30 образовательных организаций города Москвы. По итогам финальных соревнований были определены победители и призеры в трех возрастных категориях, а также вручены специальные и поощрительные призы. Предполагается дальнейшее увеличение числа участников и расширение охвата образовательных организаций.И еще одно увлекательное инновационное мероприятие, мотивирующее к инженерному творчеству и не требующее от участников каких-либо знаний, умений и оборудования, лицей №1537 совместно с проектным офисом «Школа новых технологий» провел совсем недавно, это были командные соревнования «Территория свободного конструирования». В соревнованиях приняли участие ученики 5-8-х классов из 24 образовательных организаций Москвы. Никаких требований к наличию у участников специальных знаний, навыков и оборудования не предъявлялось – от зарегистрированных команд требовалось лишь желание, интерес, творческие способности и инженерная смекалка.Прибывшим на соревнования командам было предложено из предоставленного организаторами набора подручных материалов (канцелярские принадлежности, нитки, одноразовая посуда) за отведенное время придумать и собрать некоторую конструкцию, удовлетворяющую оговоренным техническим требованиям. Более трех часов команды увлеченно и слаженно работали над выполнением поставленной задачи, пытаясь достигнуть наилучшего результата.В заключительной части соревнований юные изобретатели представили конкурсной комиссии результаты своей работы. При оценке результатов учитывались дизайн изобретения (эстетичность, аккуратность, оригинальность), презентация изобретения (логичность, интересность, физическая обоснованность), дружность команды (слаженность и поведение во время тестирования), наилучший результат функционирования созданного устройства. Итоги соревнований были подведены в двух возрастных категориях: 5-6-е и 7-8-е классы.Опыт проведения описанных мероприятий показывает, что они, органично сочетая в себе сразу несколько современных образовательных технологий, позволяют эффективно привлекать мотивированных обучающихся к практической деятельности – в частности, в сферу научно-технического творчества и робототехнического конструирования.Михаил МИНЧЕНКО, руководитель инновационно-технологического центра лицея №1537