Мастер-класс по робототехнике: роботы-помощники

Автор: Питиримова Мария Владимировна

Организация: МАОУ СОШ №1

Населенный пункт: Свердловская область, г. Кушва

Ключевые слова: мастер-класс, робототехника, 3D-моделирование, образование.

Аннотация на русском: В статье рассматривается применение технологии мастер-класса в образовательной деятельности на примере реализации проекта по робототехнике «Роботы-помощники» с использованием конструктора LEGO Education. Технология мастер-класса как эффективной формы обучения направлена на формирование творческого мышления, развитие активной деятельности и инициативности учащихся. Проект для 9. класса включает в себя изучение конструктивных особенностей LEGO Education, создание 3D-моделей, простых механизмов и презентацию проекта. Обучающиеся работают в парах, что предполагает развитие навыков совместной работы и творческого мышления. Внедрение технологии мастер-класса в образовательную деятельность способствует развитию научно-технического потенциала личности обучавшегося, формированию интереса к профессиональной деятельности.

Аннотация на английском: The article discusses the use of master class technology in educational activities using the LEGO Education constructor using the example of the robotics project "Robot Assistants". The technology of the master class as an effective form of education is aimed at creative thinking, active activity and initiative of students. The project for grade 9 includes studying the properties of the LEGO Education constructor, creating 3D models, simple mechanisms and presenting projects. Students work in pairs, which involves developing teamwork skills and creative thinking. The introduction of master class technology into educational activities contributes to the development of the scientific and technical potential of the student's personality, and the formation of interest in professional activities.

В современном мире большое внимание уделяется поиску форм обучения, направленных на активную деятельность и инициативность обучающихся. Одной из таких форм является мастер-класс. Он предполагает распространение успешного опыта, основанного на авторской методике. Во время мастер-класса происходит не только наглядная демонстрация уникальных приемов работы мастера, но и взаимодействие его с другими участниками, которым предоставляется возможность освоить методы деятельности и приобрести новые навыки. Мастер-класс - это разовое мероприятие, иногда проводимое небольшими сериями. Его отличает образовательная направленность. В данной статье мы рассмотрим использование технологии мастер-класса в образовательном процессе на примере реализации робототехнического проекта "Роботы-помощники" с использованием конструктора LEGO Education.

Применение технологии мастер-класса в робототехнике.

Одной из наиболее эффективных форм применения технологии мастер-класса в образовательной деятельности является робототехнический проект "роботы-помощники" для 9 класса с помощью конструктора LEGO Education. В рамках проекта учащиеся имеют возможность собирать простые механизмы из деталей LEGO, сначала по образцу, представленному мастером, позже самостоятельно по схеме или добавляя новые детали для улучшения функциональности устройства.

Робототехника понимается как прикладная наука, целью которой является проектирование и производство роботов, а также изучение возможностей использования роботизированного оборудования. В основе робототехники лежит LEGO-конструирование. LEGO - это "умная игрушка", которая побуждает учащихся работать как головой, так и руками. Обучающиеся знакомятся с выбором деталей и механизмов, электродвигателей и моторов конструктора. Это куб, он же кирпич, он может быть разных размеров: 1х2, 2х2, 2х4 и других, плата, материнская плата, балка, штырь, колесо, ремень и т.д. Изучение деталей позволит понять и освоить методы и механику сборки предполагаемого устройства.

Этапы проекта

В начале проекта обучающиеся знакомятся с особенностями и функциями предлагаемых деталей LEGO. На первом этапе предлагается изучить базовую схему манипулятора и детали LEGO Education. Робот-манипулятор относится к типу промышленных роботов. Механизм таких роботов допускает поступательные и вращательные движения. Что близко к функциям человеческой руки. В нашем случае это будет помощник при зарядке телефона. Учащиеся выбирают оптимальный размер деталей, соотносят их со схемой и изучают взаимосвязи между статичными и подвижными частями устройства.

На втором этапе обучающиеся изучают схему программирования своего робота, включая интеллектуальный узел (SmartHub), двигатель и датчики. Обучающиеся могут улучшить или усложнить планирование в соответствии с заданной или собственно составленной, или разработанной схемой.

Исследование и анализ

Сначала обучающиеся знакомятся со свойствами и назначением деталей, из которых впоследствии собираются неподвижные и подвижные части робота. А также с двигателями, их мощностью, размерами и расположением.

На основе LEGO Education можно собрать простых роботов, манипуляторы и целый конвейер. Это позволяет понять принцип работы механизма и возможности проектирования таких интеллектуальных машин. Например, можно проанализировать, какие машины-манипуляторы будут наиболее востребованы в повседневной жизни.

Важным аспектом исследований является изучение исторических примеров робототехники. Например, первые прототипы роботов появились в Древней Греции. В музее «Гераклидон» в Афинах был изобретен движущийся автомат в форме женщины, предназначенный для подачи вина и разбавления его водой. Согласно древнегреческим чертежам, это сооружение было перестроено в 2017 году. Такие примеры помогут обучающимся понять необходимость развития конструкторского мышления и положительного результата деятельности. Что влияет на развитие и востребованность робототехники в различных отраслях: строительстве, здравоохранении, быту, промышленности, авиации, а также в экстремальных условиях.

Создание 3D-моделей

LEGO Education позволяет обучающимся освоить принципы программирования и робототехники. Обучающиеся практикуются в соединении отдельных частей устройства из подобранных деталей по схеме. Работа проходит в парах, что дает возможность обсудить оптимальное решение, реализацию новой идеи. Затем учащиеся приступают к программированию своего робота, проверяя, подключен ли двигатель к SmartHub, а SmartHub - к устройству. После прохождения первых тестов обучающиеся могут усовершенствовать конструкцию. Например, дизайн зарядного устройства для телефона определенного размера, для небольшого помещения, для большого расстояния от розетки и т.д.

Презентация проектов

В конце работы каждая пара участников мастер-класса публично представляет свой проект остальной группе. Презентация модели содержит обоснование необходимости сборки робота по выбранной традиционной схеме или с предложенными или авторскими усложнениями, функциональностью.

Презентация проекта поможет развить навыки публичных выступлений. Это один из важных аспектов любой профессиональной деятельности. Ответы на вопросы, конструктивная критика, отстаивание позиции и выработка оптимальных решений в совокупности способствуют приобретению участниками мастер-класса навыков личностного и профессионального роста.

Преимущества технологии мастер-класса

Технология мастер-класса имеет множество преимуществ в образовательной деятельности. Это позволяет приобрести практический опыт, освоить новые методики под руководством профессионалов и найти вдохновение и мотивацию в творческом процессе.

Для развития навыков:

1. Практический опыт: предоставляет уникальную возможность не только изучить теорию, но и применить ее на практике под руководством опытного специалиста. А также выявить технические склонности обучающихся и развить их в этом направлении, что поможет в выборе профессии.

2. Индивидуальный подход: возможность задавать вопросы, получать обратную связь и работать над своими ошибками в паре в индивидуальном темпе.

3. Развитие креативности: формирование творческого мышления, открытие новых возможностей и мотивации к экспериментам в дизайнерской деятельности.

4. Взаимодействие: общение с единомышленниками, получение одобрения и вдохновения от других участников и экспертов.

Для личностного роста:

5. Развитие самосознания: раскрытие талантов и интересов и проявление индивидуальности во время проектирования и сборки роботов.

6. Улучшение концентрации и внимания: повышение внимания и сосредоточенности в процессе практической деятельности способствует развитию этих качеств.

7. Адаптация к новым условиям: освоение новых навыков и методик на практике поможет лучше адаптироваться к переменам. Освоение основ робототехники и начального инженерного проектирования способствует развитию научно-технического потенциала личности обучающегося, формированию интереса к этой деятельности.

8. Получение впечатлений: участие в мероприятиях в атмосфере позитива и вдохновения поможет получать удовольствие от процесса обучения и творчества.

Заключение

Технология проведения мастер-класса - это двусторонний процесс. Он создает новые возможности для участников. Мастер имеет возможность презентовать себя и свои достижения. Он узнает мнение других о собственном практическом опыте и может встретить единомышленников. Обучающимся предоставляется возможность освоить новые методы деятельности, которые способствуют достижению лучших результатов и выходу на качественно новый уровень деятельности.

Мастер-класс предоставляет возможность объединить свой опыт, свою систему занятий с опытом других людей. Во время мастер-класса дается новый импульс профессиональному росту. Практический подход поможет развить и усовершенствовать собственный стиль профессиональной деятельности.

Таким образом, технология мастер-класса открывает широкие возможности для его использования в образовательной деятельности. Поскольку практико-ориентированный подход способствует формированию креативного мышления, открытию новых возможностей и уверенности в своих силах в профессиональной деятельности. Что в свою очередь является одним из показателей успешности в любой профессии. Образовательная технология мастер-класса зарекомендовала себя, как одна из эффективных форм образования, как начального, так и общего. Ее дальнейшее внедрение в систему обучения принесет позитивные изменения при подготовке кадров в любой сфере деятельности.

Литература

1. 1. 1. 1. Кевра, Е.В. Совершенствование работы по изучению, обобщению, распространению и внедрению передового педагогического опыта в учебных заведениях профтехобразования: метод. рекомендации / Е.В. Кевра, О.Ф. Карпенко, С.И. Лоскот. Гродно, 2009.
         2. Мельников С.А. https://planeta.ru/campaigns/beam-robots-mk Мастер-классы по робототехнике для школьников – электронный ресурс- дата обращения 18.05.2025.
         3. Методические рекомендации по организации и проведению мастер-класса - Электронный ресурс - Режим доступа : http://edu-teacherzv.ucoz.ru/publ/metodika_provedenija_quot_master_klass_quot/1-1-0-69 . Дата доступа: 20.05.2025.

1. file0.docx (22,0 КБ)

Опубликовано: 08.06.2025