Робототехника и микроэлектроника в школе: из опыта работы

На сегодняшний день в РФ наблюдается нехватка инженерных кадров и отсутствие молодого поколения инженеров, что может стать фактором, который затормозит экономический рост страны. Это отмечают ректора крупнейших технических университетов, этот вопрос регулярно поднимается на правительственном уровне.

Именно в такой социальной обстановке в 2010 году мы начали реализовывать проект «Начала инженерного образования в школе», в рамках которого с помощью создания лабораторий инженерной направленности формируем образовательную среду, позволяющую вывести изучение науки, технологии, инженерного искусства и математики на качественно иной уровень. В МБОУ СОШ №24 города Архангельска созданы и используются в учебном процессе инженерные лаборатории по следующим направлениям:

• робототехника LEGO(на базе конструктора LEGOMINDSTORMSNXT);
• программирование микроконтроллеров (на базе микроконтроллеров ChipKIT UNO32);
• проектирование цифровых устройств (на базе платформы Arduino);
• сбор данных и измерительные системы (на базе мобильного лабораторного комплекса NImyDAQ и программного обеспечения NILabVIEW);
• датчики и обработка сигналов (на основе комплектов сенсоров, совместимых с Arduino, ChipKIT и myDAQ);
• мобильная робототехника (DIY 2WD роботы на платформе Arduino).

В настоящее время оборудование используется на уроках информатики, элективных и факультативных курсах, элективных учебных предметах. На базе школы проходят обучение будущие учителя — студенты Института математики и компьютерных наук САФУ имени М.В.Ломоносова (направление «Физико-математическое образование»), регулярно проводятся семинары и мастер-классы для учителей, проведена серия вебинаров на Образовательной галактике Intel.

Говоря о результатах, стоит отметить, во-первых, что в 2011 году 60% выпускников школы выбрали дальнейшее обучение в ВУЗах именно по инженерным специальностям. Во-вторых, нами подготовлен УМК «Первый шаг в робототехнику»: практикум и рабочую тетрадь по робототехнике для учащихся 5–6 классов (издательство «БИНОМ Лаборатория знаний»). Цель практикума — дать школьникам современное представление о прикладной науке, занимающейся разработкой автоматизированных технических систем, — робототехнике. Пособие можно использовать как для занятий в классе, так и для самостоятельной подготовки [1]. В-третьих, разработана и апробирована учебная программа дополнительного образования учащихся 9–11 классов «Основы микропроцессорных управлений» [2], ядро которой — моделирование автоматических систем управления на основе микропроцессоров, как современное, наглядное и передовое направление в науке и технике, с одновременным рассмотрением базовых, теоретических положений. С фото и видеоматериалами можно ознакомиться на сайте проекта: www.koposov.info.

Создание в школах лабораторий инженерной направленности обеспечивает непрерывность образовательной программы на разных ступенях образования, и использование самых современных технологий в процессе непрерывного цикла обучения.