«Сейчас – как раз то самое время, когда настоящее

прямо на наших глазах превращается в будущее»

Айзек Азимов

В настоящее время все большую значимость и актуальность приобретает образовательная робототехника как новая технология обучения. Современные школьники должны научиться работать с приборами обратной связи, освоить основы конструирования, программирования и управления моделями.

В качестве основного оборудования при обучении детей робототехнике в школах предлагаются ЛЕГО конструкторы. Они позволяют организовать учебную деятельность по различным предметам и проводить интегрированные занятия. У нас такие наборы, конечно, есть. С них и началось увлечение робототехникой в нашей школе. Сам по себе конструктор очень хорош, тут инженеры компании Lego потрудились на славу, все детали для конструирования имеют буквально микронную точность, изготовлены из высококачественного яркого пластика. Моторы, входящие в конструктор, мощные и точные, легко управляются. Датчики — это просто песня. Но есть и недостатки. И первый недостаток, на мой взгляд, вытекает из главного достоинства Lego, его высокой точности и простоты сборки. Увы, в реальной жизни мы такой точности, да и такого способа соединения деталей не встретим, везде нужно «доработать напильником». Возьмите, к примеру, мебель из IKEA. И получается, что игра в этот конструктор не готовит ребенка к будущим трудностям. Другой большой недостаток — это цена. Да, за качество нужно платить, и этот конструктор, как ни один другой, стоит своих денег, но все равно позволить себе потратить на «игрушку» около 30 килорублей может не каждая семья, да и не каждая школа, честно говоря. Получается, что ребенок в лучшем случае может заниматься им только в школе, а дома уже нет. А еще, даже самый удачный проект придется разобрать для нового. И последний недостаток - вряд ли кто-то будет применять проект из Lego в реальной жизни.

Что же делать? Стоит обратить внимание на платформу Arduino. Вот тут и понадобятся умения паять, рисовать и читать электрические схемы, работать отверткой, плоскогубцами, да что там, иногда и лобзик приходится использовать. Если Вам повезло и есть 3D принтер (а это сейчас не роскошь), то освоение создания 3D моделей и технологии их печати открывают новые горизонты. Согласитесь, все эти навыки пригодятся не только на кружке по робототехнике. Следующий плюс Arduino несомненно цена, о ней мы поговорим позже. И наконец, на базе Arduino можно создать огромное количество проектов как для дома, так и для коммерческой реализации. И все бы было просто замечательно, если бы не один огромный недостаток – время, которое нужно затратить на постройку первого робота на порядок больше, чем при использовании того же Lego. Это существенно снижает мотивацию к изучению такой прекрасной платформы. Конечно, существуют готовые конструкторы на базе Arduino, но изучив предложения, я пришел к неутешительному выводу: или цена у данных конструкторов завышена, или возможности очень ограничены, или и то и другое вместе. Все это натолкнуло меня на мысль о разработке конструктора для моих учеников. Требования к конструктору предъявлялись следующие: возможность собрать робота, не прибегая к пайке, возможность модификации робота для выполнения различных базовых задач – движение по линии, обнаружение препятствия, определение цвета объекта (пока черный и белый), прохождение лабиринта и возможность в дальнейшем использовать платформу для построения более сложных роботов и участия в соревнованиях.

Начал я с аппаратной части, комплектующие закупал в Китае, но все это можно приобрести и в России, умножив ценник на два.

• Контроллер Arduino Nano – 200 р.
• Драйвер мотора TB6612FNG – 100 р.
• Мотор-редуктор 4 штуки по 80 рублей, итого – 320 р.
• Датчик линии (он же датчик препятствия) 4х-канальный – 100 р.
• Ультразвуковой датчик расстояния HC-SR04 2 штуки по 35 рублей, итого - 70 р.
• Сервопривод SG90 2 штуки по 100 рублей, итого - 200 р.
• Радиодетали (транзисторы, резисторы, конденсаторы и т.п.) – 200 р.
• Соединительные провода «мама-мама» 50 шт. – 120 р.
• Плата для монтажа электронных компонентов мне обошлась в 150 р.
• Контейнер для батареек.

Механическая часть состоит из деталей, напечатанных на 3D принтере и соединительных винтов

• Пластик для 3D печати – 200 р.
• Соединительные винты – 50 р.

Для программирования я использую свободно распространяемое ПО Arduino IDE.

Так у нас получился базовый робототехнический набор, на основе которого можно решать задачи по робототехнике, такие как «Следование по линии», «Объезд препятствия», «Нахождение выхода из лабиринта», «Подсчет банок» и многое другое. Стоимость базового набора получилась менее 2000 рублей, и есть возможность расширять его до любого уровня. Такой набор доступен уже более широкому кругу школьников.

С помощью нашего набора с использованием Arduino обучающиеся получают навыки сборки электрических схем, учатся создавать собственные цифровые устройства, на практике применяют знания о законах электричества, осваивают прикладное программирование. С помощью этих наборов можно организовать высокомотивированную учебную деятельность по пространственному конструированию, моделированию и автоматическому управлению, что соответствует современным требованиям. А возможность самому разработать 3D модель будущего робота, а затем распечатать её на 3D принтере, наблюдать весь процесс создания деталей, участвовать в сборке и программировании дается любому желающему.

Оптимальным вариантом использования образовательной робототехники мы увидели в дополнительном образовании - создали кружок «Робототехника». Но кроме этого, участвуем в различных робототехнических соревнованиях, олимпиадах и мероприятиях. Используем созданные модели на уроках физики, математики, технологии. Демонстрируем свои проекты родителям, гостям школы, младшим школьникам. Именно поэтому робототехника органично вписалась в учебно-воспитательный процесс.

С 2015 года мы являемся участниками реализации в Нижегородской области общероссийской Программы "Робототехника: Инженерно-технические кадры инновационной России", принимаем участие в форумах, соревнованиях по робототехнике. Учащиеся школы активно участвуют в муниципальных, региональных и всероссийских конкурсах и добиваются высоких результатов: Наиболее значимые победы – первое место в VIII всероссийском робототехническом фестивале "Робофест 2016", первое   место во Всероссийских соревнованиях программы «Робототехника» в Москве, 3 место в международных соревнованиях «РобоФинист-2017 и 2018» в г. Санкт- Петербурге. Значимым было участие с творческим проектом в "FIRST Russia Open 2018" в Перми. К слову сказать, одним из руководителей данного проекта стала старшая вожатая. Попробовали себя в качестве руководителей не только учитель информатики и физики, но и учитель русского языка, психолог, социальный педагог, учитель технологии. Большую поддержку оказывают родители, они тоже увлеклись робототехникой.

В заключение хотелось бы отметить, что в процессе занятий робототехникой создаются условия для профессионального самоопределения, так как при выполнении творческого проекта учащиеся задумываются над вопросами: на что я способен, каков мой личностный потенциал, где целесообразно его реализовать, в какой сфере деятельности? Конструирование роботов поможет применить на практике знания, полученные сразу на нескольких предметах. Считается, что такое творчество хорошо развивает пространственное воображение, учит поиску решений и целеустремленности. С помощью "нашего набора" занятия становятся доступными для большинства ребят нашей сельской школы.