はじめに
教育ロボティクスは、中等学校や追加教育の教育機関で行われる一連のイベントです。プログラミングとデザインを組み合わせることで、技術的な創造力を身に付け、生徒に正確な科学を学び、早期の職業指導を提供できます。
現在、ロシアでは教育用ロボット工学が勢いを増しています-中央地域の大都市だけでなく、小さな地区センターでもますます多くのトレーニングセンターが開設されています。
しかし、教育センターがこの科目で小学生と協力する過程で移動しなければならないカリキュラムを選択すると、疑問が生じます-彼らはどの方向を選択すべきか。 将来の志願者を引き付けるというイノポリス大学の真剣な計画により、従業員はこの問題の問題に突入する必要がありました。
事実、現時点では、学生にロボット工学を教えるための少なくとも2つのアプローチがあります。
- ロボスポーツ
- STEMロボティクス
そして、それらは、高い成果のスポーツ（オリンピック運動）と体育が異なるのとほぼ同じ方法で互いに異なります。 彼らは異なる目標と異なる教育方法を持っています。
ロボスポーツ
最初のアプローチの目的は、子供たちにオリンピックの問題を解決し、競争力のあるプロジェクトを準備し、さまざまな競技会や展示会で学校、地区、地域、さらには国を代表することができる最も才能のある生徒を選択することです。 そして、多くの競争があります：
- 世界ロボットオリンピック
- 国際ロボット競技会
- こんにちはロボット！
- ロボカップジュニア
- たくさんの地元の大会
このような場合のトレーニング手法は、次の手順に限定されます。
- 要素ベースと基本設計を導入する
- 基本的なプログラミング言語の構成要素を導入する
- 古典的な問題を解決する方法を教えます：線に沿って移動し、障害物を検出してそれらを回避し、迷路から抜け出します（すなわち、規制と状態機械の概念を導入します）
- 次の競技のルールを採用し、ロボットの設計とプログラミングの問題を繰り返し解決して、この競技に備える
多くの場合、これらは非常に効果的で実績のあるトレーニング方法であり、トレーニングに対する教師の正しいアプローチにより、高い結果が得られます。 これらのタスクの十分な量を解決した学生は、さまざまなソリューションを組み合わせて、より複雑なレベルの競争に備えることができる場合があります。
展示会のための創造的なプロジェクトの準備も同様のスキームに従って行われます。特定の応用問題を解決するための知識は、プロジェクト自体の作業の過程ですでに獲得されています。 この知識は、買収の性質上、明確なシステムを持っていないため、多くの場合、私的使用を目的としています。
このアプローチには明らかに長所と短所の両方があります。 主な利点は、生徒が比較的短時間で得られた結果を見るため、生徒のモチベーションが高いことです。ロボットは競技に備え、ロボットが勝ちます。 また、競争効果の動機付けにもなります。最高のロボット学校、地域、さらには世界のタイトルを目指して競争したいと思います。 また、競争力のあるロボット工学を選択すると、教育機関は近い将来に何らかの公的な結果を示すことができます-学生は競技会に参加し、ディレクターとトレーナーは感謝状を受け取り、整頓された部門は達成された結果、したがって費やされた資金の有効性について報告することができます。 これらの利点のおかげで、ロシアの2002年以降のロボット工学は勢いを増し始めました-ワールドロボットオリンピアードによると、現在、私たちの国のスポーツ運動では3000以上のチームがいます。
ワールドロボットオリンピアード2013年のロシアのチーム。写真：セルゲイムスタフィン
「スポーツ」ロボティクスの短所はプロから得られます。迅速な結果は、高品質の知識の迅速な獲得を意味するものではありません。 可能な限り大規模な競技会に参加することに明示的に焦点を当てると、ある競技会に参加した後すぐに別の競技会の準備が始まるため、教師が学習プロセスを適切に構築する時間があまりないという事実につながります。 そして、これは、学生がほとんどの場合、ごく一部の問題しか解決できないことを意味します。彼らの知識は浅く、高度に専門化されています。
幹
教育ロボット工学における以前のアプローチとは対照的に、STEMアプローチ-科学技術工学数学（STEAMと呼ばれることもあり、アートを追加することもあります）を使用できます。 このパラダイムは、ロボット工学のクラスが長い間大規模な大学の監督下にある学校に定住してきた西側から来ました。 これらのクラスでは、ロボットは一種のインタラクティブな要素として使用されるため、ロボット工学に従事するだけでなく、実際にはいくつかの理論的知識が固定されています。 理論的知識は、正確な科学：数学と物理学、および自然科学：化学、天文学、生物学、生態学の両方で可能です。
数学の学校のコースから知識を統合する鮮やかでシンプルな例の1つは、ロボットの軌道の計算です。 ここでは、知識のレベルに応じて、通常の試行錯誤法と科学的アプローチの両方を使用できます。ここでは、プロポーションの特性（グレード6〜7）、円周の式の知識（8〜9）、さらに三角法（10 -11グレード）。
いわゆるソフトスキルは、STEMロボットのクラスでも非常に重要です。学童はプロジェクトチームに団結し、コラボレーション、コミュニケーション、プレゼンテーション、フィードバックを行う能力を磨きます。 この場合、コース全体が一連のモジュールに分割され、それぞれの間に本格的なプロジェクトが作成されます：エンジニアリングノートの時間計画とメンテナンス、分解、チームメンバーの役割への分割、さらには顧客教師へのプロジェクトの配信も含まれます。
一般に、このような場合のコースは、いくつかの共通のテーマに左右されます：スペース、農業、エコロジー、スポーツなど。 教育ロボティクスを積極的にサポートしている営利企業でさえ、そのようなプログラムのトレーニング資料の必要性を理解していたため、 Green CityとSpace Challangeの教育キットが登場しました。
カリキュラムの重要な部分は現実の世界と結びついているため、教師は生徒の学習レベルを上げ、特定のモジュールに関連する人生の現象や歴史的出来事について話します。 彼らは科学の観点からこれらの事実を考慮し、教師の助けを借りてそれらを分析し、結論を引き出すことを学びます。
はい、そのようなクラスで純粋にロボットの知識を習得する割合はそれほど高くありません。 しかし、表面的には、より体系的なアプローチと、知識の取得と統合のさまざまな形式。 このアプローチでも、最も基本的なコースの終わりに、子どもたちが競技会に参加できることは注目に値します。 STEMプログラムには、 FIRST LEGOリーグとFIRSTテクニカルチャレンジのコンテストが最適です。ロボットだけでなく、チームもここで競います。チームスピリット、プロジェクトのエンジニアリングデザイン、プレゼンテーションの能力が評価されます。
STEMプログラムは、基本的な知識を習得して統合することを目的としているため、現代の科学者およびエンジニアが必要とするスキルを開発するため、現代の学校への統合に最適です。 ITスペシャリストに対する需要が高まっていることを考えると、この教育用ロボット工学へのアプローチは人気を集めています。高等教育機関だけでなく、 普通の教師も学校に導入しています。
あとがき
伝統的に、私たちの周りには何も白黒ではありません。 したがって、ロシアのロボット工学に関連する教育プログラムも、純粋にスポーツまたは純粋にSTEMになることはほとんどありません。 これら2つのアプローチをどのように組み合わせ、どの程度の割合で行うかは、教育機関の教師およびディレクターとして、私たちが何を達成したいかによって決まります。
そして、イノポリス大学が教育センターに選んだものは、以下の記事で説明されます。