КАЛАШНИК ЮРІЙ ОЛЕКСАНДРОВИЧ | РОБОТОТЕХНІКА ЯК ОДИН ІЗ НАПРЯМКІВ ВПРОВАДЖЕННЯ STEM – ОСВІТИ

Калашник Юрій Олександрович
Добровеличківська спеціалізована загальноосвітня школа-інтернат І-ІІІ ступенів Кіровоградської обласної ради
вчитель інформатики

У статті розкриваються перспективи впровадження у навчальні заклади робототехніки як засобу формування в учнів компетентностей ХХІ століття.

РОБОТОТЕХНІКА  ЯК ОДИН ІЗ НАПРЯМКІВ ВПРОВАДЖЕННЯ STEM – ОСВІТИ

Уже ні в кого не виникає сумнівів щодо ролі технологічних інновацій у нашому житті. Стрімкий розвиток IT-галузі, робототехніки, нанотехнологій виявляє потребу у досвідчених фахівцях. Отже, виникає гостра освітня потреба у якісному навчанні сьогоднішніх учнів технічним дисциплінам – математиці, фізиці, інженерії, програмуванню.

Як готувати фахівців майбутнього, здатних креативно мислити і створювати інновації? У розвинутих країнах світу одним з інструментів вважають STEM-освіту, яку підтримують на найвищому державному рівні.

STEM-освіта (англійською – Science, Technology, Engineering, Math, що в перекладі означає наука, технологія, інженерія та математика) – це низка чи послідовність курсів або програм навчання, яка готує учнів до успішного працевлаштування, до освіти після школи, вимагає різних і більш технічно складних навичок, зокрема із застосуванням математичних знань і наукових понять. Хоча єдиного розуміння цього поняття немає, навіть у «флагмані» STEM-освіти – США. Кожна країна визначає його самостійно. Нині у США вже говорять про STEAM-освіту, додаючи до звичної абревіатури ще й Arts – мистецтва.

Сьогодні STEM-підходи реалізуються в багатьох українських навчальних закладах. Позашкільна STEM-освіта в державі – це і різноманітні олімпіади, і діяльність Малої академії наук, і різноманітні конкурси і заходи: Intel Techno Ukraine, Intel Eco Ukraine, Фестиваль науки Sikorsky Challenge, наукові пікніки, хакатони і багато іншого.

«В Україні маємо великі наробки в цій сфері, цікаві оригінальні підходи, – констатує в.о.директора Інституту модернізації змісту освіти Наталія Вяткіна. – Вони – різні, але йдуть до однієї мети – розвитку творчого мислення учнів. Є особливості STEM-освіти на кожному етапі навчання. [1]

Одним  із напрямків впровадження STEM-освіти є робототехніка, що, за твердженням вільної енциклопедії «Вікіпедія», є прикладною наукою, яка займається розробкою автоматизованих технічних систем (роботів).

На сьогодні промислові роботи і комплексна автоматизація виробництва затребувані у більшості галузей промисловості. Вже сконструйовано безпілотних літаків-роботів, бойових роботів, роботів-розвідників, роботів, які  співають, ходять і бігають, мікроскопічних роботів, яких використовують в мікрохірургії тощо. Тому саме до цього виду технічної творчості у дітей виникає значний інтерес. А отже, можливе формування компетентностей особистості засобами технічного конструювання роботів.

Є кілька напрямів в конструюванні та програмуванні роботів для навчання. Наприклад, від компанії LEGO. Основним навчальним принципом LEGO Education (Освіта з LEGO) є принцип «Навчання через дію».

Навчання через дію відбувається тоді, коли дитина створює реальні речі в матеріальному світі і одночасно набуває знань. Тобто, знання створюються в результаті діяльності. Відбувається циклічний процес: заново набуті знання дозволяють дитині створювати ще більш складні речі в реальному світі, які в свою чергу приносять додаткові знання, і так далі по циклу.

Кожне завдання реалізує циклічну модель, яка базується на чотирьох освітніх складових: взаємозв’язку, конструюванні, рефлексії та розвиткові.

Найкращими умовами для здобуття учнями знань є «будівельні матеріали», які використовуються для навчання, а також сприятливе освітнє середовище, в якому дані матеріали застосовувалися б найбільш ефективно. Такими «будівельними матеріалами» є навчальні набори, а освітнім середовищем – заняття по програмі LEGO® Education.

В доповнення до власно розроблених навчальних наборів LEGO® Education пропонує спеціально створені учбові пакети — рекомендації для вихователів та вчителів, робочі зошити та картки-завдання для учнів. Ці допоміжні матеріали базуються на практичному підході до навчання, тим самим заохочують дітей до навчання, створюють атмосферу пізнання, дослідження та пригод.

Враховуючи вікові особливості учнів, набори LEGO пропонують ефективні освітні рішення для початкової та основної школи, виступають серйозною платформою для вивчення окремих дисциплін і у вищих навчальних закладах. Наприклад, набори Mindstorms EV3 – допомагають старшим учням та студентам освоювати основи робототехніки, програмування, інженерії та 3D-моделювання. [2]

Запроваджувати робототехніку в навчальний процес можна різними шляхами. Одним з них є участь в програмах, організаторами яких виступає компанія LEGO. Наприклад, FIRST LEGO League (FLL) або Олімпіада з робототехніки за правилами WRO.

Знайомити учнів з робототехнікою можна і в рамках роботи гуртків. Інтегрованість різних навчальних предметів у курсі «Технічне конструювання» відкриває нові можливості для реалізації новітніх освітніх концепцій оволодіння новими навичками та розширення сфери інтересів як в учнів, так і в педагогів.

Саме за такою програмою працює гурток «Технічне конструювання»  від комунального закладу «Кіровоградський обласний центр науково-технічної творчості учнівської молоді» на базі Добровеличківської спеціалізованої загальноосвітньої школи-інтернату Кіровоградської обласної ради.

Вихованці вивчають та створюють базові модулі та моделі роботів, знайомляться з основами сучасної робототехніки. Для програмування роботів використовується середовище Mindstorms Education NXT, яке дозволяє використовувати всі базові структури програмування для написання програми керування роботом. Для визначення рівня своїх умінь учасники гуртка постійно беруть участь у різноманітних фестивалях та змаганнях роботів.

Так, у січні 2015 року ми взяли участь у Всеукраїнському онлайн конкурсі технічної творчості для школярів "ДОБРІ РОБОТИ". Серед конкурсантів вікової категорії 10-13 років перемогу здобув наш шестикласник Захарченко Денис.

На фестивалі робототехніки, який відбувся 29 березня 2015 року у Дніпропетровську вихованці гуртка взяли участь у змаганнях  LEGO-сумо та гонках по чорній лінії.

16 травня 2015 року на фестивалі "Robotika2015" (м.Київ) навчальний заклад представляли три команди учасників. Вихованці розробили та зібрали трьох роботів на основі конструктора Lego Mindstorm Education для змагань LEGO-сумо, а також  взяли участь у виставці творчих робіт LEGO.   Команда "Експромт" у складі Білого Костянтина та Білого Данила зайняла ІІ місце у змаганнях "СУМО" автономних роботів.

8-9 жовтня 2015 року в місті Комсомольськ Полтавської області відбувся фестиваль "FERREXPO ROBOT FEST 2015". У нелегкій боротьбі робот під керуванням Білого Данила та Захарченка Дениса зайняв третє місце в номінації "Керовані роботи".

16 квітня 2015 року у змаганнях роботів "Smart Robo Fest" (м. Дніпропропетровськ) роботи-сумоїсти Святослава Тупчієнка, Білого Костянтина та Захарченка Дениса зайняли відповідно І, ІІ та ІІІ місця. В гонках по чорній лінії робот Білого Костянтина зайняв ІІ місце.

Вихованці гуртка підготували своїх роботів та взяли участь у змаганнях у рамках робототехнічного Фестивалю ROBOTICA (м.Київ, травень 2016 р.).

За результатами змагань Всеукраїнського фестивалю робототехніки BestRoboFest  (м. Дніпро, травень 2016 р.) в категорії LEGO Дромашко Артем (робот «Dominator») виборов І місце в номінації «Керовані роботи» та ІІ місце в в номінації «Автономні роботи»,  Погорілий Денис (робот «WARFACE») зайняв І місце в номінації «Автономні роботи», Тупчієнко Святослав (робот «Dynamix») посів ІІІ місце в номінації «Автономні роботи».

В рамках Interpipe TechFest 2016 вихованці Добровеличківської спеціалізованої школи-інтернату взяли участь в Dnepr Robobattl 2016. За результатами змагань, в номінації «Кероване LЕGО сумо» Мовчан Ярослав (робот «AION») виборов І місце, Губар Влад (робот «DANA») – ІІ місце, Запорожець Богдан (робот «FOX») – ІІI місце. В номінації «Автономне LЕGО сумо» Мовчан Ярослав (робот «AION») отримав ІІІ місце, Губар Влад (робот «DANA») – І місце.

6-7 жовтня 2016 р. у Горішніх Плавнях Полтавської області відбувся фестиваль робототехніки Ferrexpo Robot Fest 2016, у якому вихованець гуртка «Технічне конструювання» Погорілий Денис (робот «WARFACE») зайняв І місце в номінації «Керовані роботи-сумо», Тупчієнко Святослав (робот «FOX») посів I місце в номінації «Автономні роботи-сумо» та отримали цінні подарунки – ноутбуки.

Вихованці гуртка «Технічне конструювання» є також активними учасниками та призерами олімпіад і конкурсів різного рівня.

Отже, інновативну науково-технічну систему навчання STEM, яка на сьогодні здобуває свою популярність, можна вважати такою, що забезпечує формування в учнів компетентностей ХХІ століття та відповідає запитам та вимогам сучасної освіти.

Використані джерела

  1. STEM-освіта: готувати до інновацій [Електронний ресурс] / Дмитро ШУЛІКІН // «Освіта України». Офіційне видання Міністерства освіти і науки України. – 2015 рік. –  №26. – С.8-9. – Режим доступу: http://lib.pedpresa.ua/wp-content/uploads/2015/08/26-2015_osvita_ukr-inet.pdf
  2. Сайт http://prolego.org/
  3. Сайт технічної студії «Винахідник» http://vynahidnyk.org/
  4. Програма з позашкільної освіти: науково-технічний напрям /Биковський Т.В., Вихренко Т.О. та ін. – К., 2012

Comments

  1. Робототехніка, в умовах глобалізації і невпинного розвитку суспільства, технологій, починає займати вагоме місце. Тому Ваша праця, праця гуртка«Технічне конструювання», заслуговує ще більшого визнання.

    Хочеться побажати Вам Юрію Олександровичу, невтомності і натхнення у досягненні результатів.

Comments are closed