Mitte der 2000er Jahre gab es bereits Robotik. Stimmt, auf einem sehr einfachen Niveau und Mangelware: Es gab Sets,
Damals wurde dieser Bereich von Enthusiasten gefördert. Wahrscheinlich waren die Leiter der Robotikkreise dieselben Leute, die die Amateurfunkkreise in der UdSSR leiteten.
Die Strukturen wurden buchstäblich daraus zusammengesetztwar, und die Firmware für den Controller wurde auf dem Knie geschrieben. Es reichte jedoch, um an den ersten Robotik-Wettbewerben teilzunehmen. Dort tauschten Kinder und Lehrer Ideen und Erfahrungen aus und bildeten eine Art „Trends“ in der Robotik.
Aber die Lehrer erkannten schnell, dass RobotikFür Kinder ist das nicht nur ein tolles Hobby und Unterhaltung, sondern auch eine tolle Möglichkeit, sie spielerisch an moderne Technik heranzuführen. Durch die Arbeit mit Robotern erwerben Kinder praktisches Wissen in drei Kompetenzen gleichzeitig: Design, Elektrotechnik und Programmierung.
- Konstruktionvermittelt ein Verständnis dafür, wie das "Skelett" des Roboters aufgebaut ist, was Mechanismen sind und wie sie angeordnet sind, bringt Kindern bei, Roboter zu entwerfen und zu modellieren.
- Elektrotechnikdarüber, wie elektronische Komponenten funktionieren.In Analogie zum menschlichen Körper funktionieren beispielsweise die Motoren wie die "Muskeln" des Roboters, und die Steuerung gibt wie das Gehirn ein Signal an den Motor. Je älter die Kinder werden, desto mehr tauchen sie in die Elektrotechnik ein.
- Programmierung- Hier ist alles mehr oder weniger klar, Kinder werden unterrichtetErstellen Sie einen Aktionsalgorithmus für den Roboter. Relativ gesehen lernen sie, in welcher Sprache sie mit dem Roboter „kommunizieren“, mit Hilfe welcher Aktionen sie dem Roboter bestimmte Befehle erteilen.
Im Allgemeinen viele nützliche Dinge für die Modernetechnologische Welt des Wissens. Heute hat sich die Robotik von einem Zirkel zu einer vollwertigen Disziplin mit Programm und Lehrbüchern entwickelt – und ab dem 1. September dieses Jahres ist sie ein Pflichtmodul im Rahmen des Schularbeitsunterrichts.
Was Roboter heute Schulkindern beibringen, welche BausätzeTun sie es für sie? Dies alles entwickelt sich zusammen mit der Technologie weiter. Im Jahr 2014 waren Copter populär, ein paar Jahre später 3D-Drucker, heute liegt der Fokus auf Computer Vision und neuronalen Netzen. Wie entstehen heute Sets?
Die Geburt einer Idee
Das Team sucht nach neuen Ideen für SetsIngenieure, Programmierer und Marktanalysten: Sie kommunizieren mit Lehrern, sammeln ihr eigenes Feedback von ihnen und die Wünsche der Kinder und beobachten auch globale Entwicklungstrends.
Viele der Ingenieure sind selbst Pädagogen.
Die gesammelten Informationen werden mit den neuesten verglichenTrends in der IT und mit Anfragen und Anforderungen an Kits von Gewinnern von Wettbewerben in Robotik und Programmierung. Und erst dann mit der Erstellung technischer Spezifikationen für neue Sets fortfahren.
Das Hauptprinzip des Erfolgs ist einfach:Der Robotik-Bausatz soll Kindern Spaß machen. Ist es zu einfach, wird es schnell langweilig. Zu kompliziert - der Wunsch, es zu verstehen, wird verschwinden. Es ist notwendig, ein Gleichgewicht zu suchen, das sich auf das Alter und die Fähigkeiten der Schüler konzentriert.
Überprüfen Sie die Idee und erstellen Sie ein TOR
Ist eine Idee entstanden, werden Fokusgruppen abgehalten. Es ist wichtig, bei Lehrern und Kindern eines bestimmten Alters zu prüfen, ob das neue Set für sie interessant und nützlich ist. Und natürlich zu verstehen, was geändert und verbessert werden kann.
Nehmen wir an, der Zweck des Sets besteht darin, Kinder im Vorschulalter vorzustellenmit den Grundlagen der Programmierung. Dann müssen Sie verstehen: Wie interessant ist es für Kinder, ein Programm aus hellen „Würfeln“ auf dem Bildschirm zu erstellen? Welche Größe sollen die Teile haben? Für einen Bausatz, der Gymnasiasten an industrielle Manipulatoren heranführt, muss entschieden werden: Wie viele Freiheitsgrade müssen bereitgestellt werden, welche Art von Aktuatoren wird es geben, wie viele Motoren werden benötigt und so weiter.
Nach der Fokusgruppe beginnt bei gutem Verlauf die Ausarbeitung detaillierter technischer Spezifikationen. Dort geben wir an:
- welche Komponenten werden benötigt;
- Welche Größe und Farbe sollen sie haben?
- wie sie im Allgemeinen aussehen sollten;
- welche Software wird benötigt;
- Welche Motoren und Sensoren werden benötigt usw.
Nachdem das TOR fertig und vereinbart ist, beginnt die eigentliche Entwicklung.
Eine Idee zum Leben erwecken
Ein großes Team arbeitet an der Erstellung jedes neuen Sets:
- Ingenieure - sie entwerfen Steuerungen, Sensoren und verschiedene Aktuatoren;
- Konstrukteure und 3D-Modellierer;
- Softwareentwickler;
- Methodologen - entwickeln einen pädagogischen und methodologischen Komplex;
- Tester und viele andere.
Wie funktioniert dieses ganze Team?
Von der Beschreibung bis zum realen Bauteil
Wenn die technischen Spezifikationen vorliegen, werden die Ingenieure aktiv. Sie arbeiten an der Zusammenstellung des Kits, entwerfen jedes Teil, modellieren Anwendungsfälle und finden heraus, welche Geräte benötigt werden.
Nehmen wir an, Sie müssen einen Satz entwickelnNeue Tafel. Zum anderen - um leistungsstärkere Motoren zu finden oder zu entwickeln. Oder vielleicht müssen wir neue Wege finden, Sensoren mit der Steuerung zu verbinden – so dass sogar ein Kind es verstehen kann.
In dieser Phase lassen sie sich nicht nur alles einfallenelektronische Module. Sie müssen entwickelt, produziert und dann auf Praktikabilität und Haltbarkeit getestet werden. Und das Interessanteste ist ein Kampftest: Wie schwierig ist es für das Modul, sich mit ihnen zu verbinden und mit ihnen zu interagieren? Wird in der Lage sein, Können Kinder ab einem bestimmten Alter damit arbeiten?
Es gilt, eine „Sprache“ zu schaffen, in der Kinder mit dem Roboter „kommunizieren“ können
Wir entwickeln Software
Selbst das durchdachteste Set ohne BefehleManagement - ein toter "Ziegel". Es ist notwendig, eine „Sprache“ zu schaffen, in der Kinder mit dem Roboter „kommunizieren“ können – das heißt, eine Programmierumgebung zu entwickeln, in der Kinder Algorithmen für ihre Roboter schreiben. Und hier steigen nach den Ingenieuren die Programmierer ins Geschäft ein.
Wie soll die Software aussehen?Womit kann ein Kind selbst ein Robotersteuerungsprogramm schreiben? Natürlich muss es dem Alter der Schüler angemessen sein. Es gibt Bausätze für Kinder ab vier Jahren – Python wird ihnen natürlich niemand beibringen.
Für die jüngsten Robotiker gibt es visuelle Software.Es ist ganz einfach: Jede Aktion des Roboters, zum Beispiel „Motor einschalten“ oder „LED einschalten“, entspricht einem hellen Block in der Benutzeroberfläche. Kinder ordnen diese Blöcke in einer bestimmten Reihenfolge an – und setzen den Code wie ein Puzzle zusammen.
Für ältere Menschen ist die klassische Variante geeignet. Kinder lernen, richtig zu programmieren – sie schreiben dem Roboter Befehle in Textform.
Um dem Mentor zu helfen: Bildungs- und Methodenkomplex
Das Erstellen eines Sets und der Software dafür ist ein Teil der Aufgabe.Aber Sie müssen Kindern immer noch beibringen, wie man es benutzt. Und damit Pädagogen Kinder unterrichten können, müssen wir zunächst die Pädagogen selbst ausbilden – oder ihnen zumindest methodisches Material zur Verfügung stellen.
Das Lehrbuch sollte erstens die Grundlagen seinRobotik. Zweitens Anweisungen für ein bestimmtes Set: wie man mit diesem Sensor arbeitet, welche Befehle zum Programmieren benötigt werden, was jeder Farbblock oder Textbefehl bedeutet. Schließlich gibt es einen Block speziell für Lehrer: Er erklärt, wie man eine Unterrichtsstunde unterrichtet, wie man den gesamten Kurs aufbaut und wie man das Material besser präsentiert.
Neues Set fast fertig
Wie lange dauert es, ein neues Set zu erstellen?Hängt von allen vorherigen Phasen ab, insbesondere von der Arbeit der Ingenieure. Und neuerdings kommt es auch auf die Verfügbarkeit der Komponenten an. Dieser Prozess könnte also Monate oder Jahre dauern.
Nehmen wir an, wir arbeiten gerade an der Produktion eines neuen SetsEs stellte sich heraus, dass ein Kondensator leer war und weder er noch sein Analogon irgendwo auf der Welt bestellt werden konnten. Dann müssen Sie einen Teil des Sets erneut entwickeln.
Nachdem alle Zutaten fertig sind,getestet und mit methodischen Hilfsmitteln versehen, wird die Fokusgruppe neu berufen. Lehrer, Robotikspezialisten und Universitätsstudenten machen sich mit dem Bausatz vertraut, arbeiten damit und geben ihre Kommentare ab. Und nun, nachdem alle Fehler beseitigt sind, geht das Set endlich in Produktion.
Aber die Arbeit mit ihm hört hier nicht auf.Sammeln Sie ständig Feedback – von Robotiklehrern, von den Schülern selbst – und finden Sie heraus, was verbessert werden kann. Irgendwann stellt sich die Einsicht ein, dass ein neues Set benötigt wird. Dann wiederholt sich der Zyklus: Fokusgruppen, technische Spezifikationen, Entwicklungsteam – und die Produktion einer neuen Version des Sets.
Mit Robotik können Kinder lernen, wie es gehtEntdecken Sie die Welt der modernen Dinge und berühren Sie die Technologien der Zukunft. Für junge Ingenieure, Programmierer, Designer und Erfinder ist der Robotikunterricht vielleicht der erste Einstieg in ihr Lebenswerk. Und die Roboterbausätze, die sie heute bekommen, werden darüber entscheiden, welche fantastischen Technologien sie in Zukunft erfinden werden.
Die Schule kann sich den Kauf nicht leistenAusrüstung, die in Fabriken steht und Millionen kostet. Ja, das ist nicht notwendig. Durch das Schreiben eines Programms für einen einfachen Roboter, der Hindernissen ausweicht, wird das Kind verstehen, wie der Roboterstaubsauger funktioniert. Und die Manipulatoren aus dem Set sind eine großartige Gelegenheit zu verstehen, was computergesteuerte Maschinen und automatisierte Montagelinien sind.
Erstellen Sie im Allgemeinen neue Kits für die Robotikist ein wichtiges Werk, das den technischen Fortschritt und den Wissensstand von Kindern direkt beeinflusst. Dies ist ein komplexer und manchmal langwieriger Prozess. Dutzende von Menschen tun dies - hauptsächlich junge Enthusiasten, die erst gestern selbst zum Robotikzirkel gegangen sind.
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