Я и мой робот. Рождение мотивации к инженерному творчеству // «УГ Москва», №19 от 10.05.2016 09.05.2016

​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
Прямая ссылка на материал: http://ug.ru/archive/64972