ما هي الروبوتات التعليمية اليوم

باختصار عن نفسك:

أنا لست خبيرًا في مجال التربية والتعليم ، فأنا أعامل الأطفال حصريًا كأفراد في بداية رحلة حياتي ، وليس كـ "زهور الحياة" ، وأهدف إلى الاهتمام بهم ونقل خبرتي إليهم. لقد عملت في مجال الروبوتات لعدة سنوات ولدي اهتمام حقيقي في هذا المجال.

هناك المزيد والمزيد من دوائر الروبوتات في روسيا ، لكن القليل من الآباء يفهمون ما هو هذا الاتجاه بالضبط. معظمه متشكك ، معتقدًا أن كل شيء مرتبط بـ LEGO المعتاد ، والذي يمكنك لعبه في المنزل أو اعتباره كائنًا منفصلًا عن الحياة ، والذي يمكنك إرساله لطفلك من أجل الترفيه والاسترخاء. من ناحية أخرى ، يعتبر البعض أن هذا الاحتلال هو الكثير من العباقرة المهووسين. حسنًا ، أو أنه يمكن أن يجعل عبقريًا من أطفالهم.



في الواقع ، الروبوتات التعليمية ليست موضوعًا مستعصًا ، ولا مهنة المستقبل ، ولا ترفيهًا خاليًا من الهموم. وهي أساس دراسة جادة للمهارات التقنية التطبيقية اللازمة للفنيين المستقبليين في الوقت الحالي.

بالطبع ، هذا الدرس ليس للجميع - العديد من الأطفال ليسوا حريصين على تعلم نظرية "مملة" بدلاً من ذلك ، بشكل مشروط ، مرح في قسم الرياضة. ومع ذلك ، فإن أولئك الذين يرغبون في إنشاء شيء بأيديهم طوال الوقت ، مهتمون بتكنولوجيا الكمبيوتر أو يظهرون فقط اهتمامًا بأي تقنية ، يمكن للروبوتات التعليمية تعليم العديد من المهارات ، على سبيل المثال:

• هياكل التصميم الذاتي
• فهم كيفية عمل الآليات المختلفة
• أساسيات محو الأمية الحاسوبية
• مبادئ البرمجة
• تحسين العملية والبحث عن حلول بديلة
• استخدام اللغة الإنجليزية (المعيار في الصناعة التقنية)
• فهم "ما هي الرياضيات؟"
• تفاعل البرنامج مع التصميم
• العمل الجماعي والتنشئة الاجتماعية الشاملة

بالطبع ، كل هذا يخضع للمعدات الكافية لدائرة معينة ، والتدريب المهني للمعلم والاهتمام الشديد من جانبه ، بالإضافة إلى بعض العوامل الفردية الأخرى.



الأهم من ذلك ، يجب ألا تركز على نتائج محددة ، مثل الفوز بجوائز في مختلف مسابقات الروبوتات. إنها ضرورية في المقام الأول من أجل التنشئة الاجتماعية ، وخلق الاهتمام في الصناعة وروح المنافسة. هذا هو الحال عندما تكون المشاركة ، بكل معنى الكلمة ، أكثر أهمية من النصر. هنا ، الروبوتات أقرب إلى مدرسة للفنون بمعارضها ، حيث الشيء الرئيسي هو النظر إلى الآخرين وإظهار نفسك.

وكنتيجة للتعلم ، يمكن للمرء أن يأخذ في الاعتبار زيادة تدريجية في تعقيد المشاريع التي يتم إنشاؤها (سواء في الدائرة أو في المنزل) ، ولكن هنا كل شيء فردي.

دعنا ننتقل إلى الأسئلة الأكثر شيوعًا:

ماذا نفعل في الروبوتات؟

بناء الروبوتات بالطبع! مثيرة للاهتمام ومختلفة. من LEGO. ندرس ما هي أجهزة الاستشعار ، والتروس ، والمسارات ، وما هي الغرض منها وكيفية استخدامها. سنقوم بإعادة إنتاج بعض الأجهزة من "عالم الكبار" ، مثل مستشعرات وقوف السيارات أو أنظمة الأمان ، كما سنقوم ببناء جميع أنواع المركبات التي يتم تعقبها على جميع التضاريس.



لكل هذا ، غالبًا ما يتعين علينا استخدام الرياضيات والحدس الشائع. والتفكير المنطقي هو كل شيء لدينا بشكل عام.

لماذا LEGO؟

مجموعات LEGO Mindstorms EV3 التعليمية هي المعيار الدولي للروبوتات التعليمية ، حيث لا توجد مجموعة أخرى لديها هذا المستوى من التوحيد ، وسهولة الاستخدام ، وعمق الدراسة. تم إصدار الجيل الثالث من المجموعة الروبوتية التعليمية من LEGO ، EV3 (المعروفة باسم "Eva") في عام 2013 ، وهو يتمتع بقدرات هائلة حقًا مدمجة في البرامج والأجهزة ، والتوافق مع أي مجموعات LEGO أخرى ، حتى قبل 40 عامًا ، يمنح القدرة على استخدام أي أجزاء لبناء الهياكل. بالمناسبة ، قامت مجموعات LEGO بتطبيق المكونات الميكانيكية بذكاء (التفاضلات ، وعناصر من أنواع مختلفة من التروس ، وعناصر التعليق ، وما إلى ذلك) وحتى الخصائص الهوائية الواضحة. لا يوجد أي مجموعة أخرى لديها أي شيء مماثل في نفس مستوى التنفيذ. لا يزال هناك fischertechnik ، لكنه كان نادرًا نسبيًا بالنسبة لي ، ولكن السعر هو نفسه.



هناك سببان للشك تجاه LEGO:

1. التعارف السطحي مع هذه المجموعة. العديد من المعلمين من دوائر الروبوتات (حتى المدارس الثانوية!) يخطئون بعدم معرفة ما يعملون عليه. كونهم ليسوا على دراية كبيرة بأساسيات تصميم الآليات والبرمجة ، فهم غير قادرين على تقييم جميع ميزات الأداة ، وأقل استخدامًا للأغراض التعليمية.

2. أنف عالي من أنصار "المدرسة القديمة". هذا عن أولئك الذين يدعون أن أولئك الذين يشاركون في LEGO لا يعرفون عن المقاومات الترانزستورات ، وبشكل عام نحن نقوم بكل شيء من الكتل الجاهزة ونبرمج الكتل. كلها صحيحة. لا نعلم. الروبوتات فقط ليست حول الإلكترونيات واللحام ، ولكن حول حل المشاكل العملية والأتمتة. هناك أيضًا اختلاف مع "المبرمجين الرائعين" الذين ينخرطون على الفور في برمجة وحدات التحكم الدقيقة ومصابيح LED الوامضة ، وينسون تمامًا الجزء الميكانيكي.

في الواقع ، تمتلك LEGO Mindstorms سلبيين مهمين فقط:

• صلابة منخفضة للهياكل الكبيرة
• حجم ووزن كبير للوحدة الرئيسية والمحركات (لا توجد أجهزة مصغرة في المجموعة)

ولكن بالنسبة للعملية التعليمية ، نادرا ما يكون هذا عائقا.

في أي سن تكون الروبوتات مناسبة؟

من حوالي 6-7 إلى 67 سنة :)

في الواقع ، كل شيء فردي للغاية. في سن 5-6 سنوات ، لا يزال معظم الأطفال في مرحلة "اللعبة - أساس التعليم. في هذا العمر ، الشيء الرئيسي هو اكتساب مهارة الخلق ، أي تعلم كيفية التجميع من المصمم بنفسك ، بدون تعليمات ونصائح ، وفقًا لعقلك. منذ حوالي 5.5 عامًا ، آخذ الأطفال إلى الفصول ، حيث لديهم "وصفات طبية" - نقوم بجمع السيارات والشاحنات والطائرات والمروحيات من المكعبات ، ونجهز هذه المباني بمحركات بحيث تدور العجلات والمسامير ( نحن منخرطون في LEGO WEDO 2.0). أعطي البرمجة فقط لأولئك الذين ينجذبون إلى تعلم "كيف يحدث هناك."



من سن 7 سنوات ، ينضج الطفل عادة بما يكفي ليغوص بوعي في أشياء معقدة دون أن يفقد الاهتمام. في هذا العمر ، نحن منخرطون بالفعل في إيفا ، نتقن مفاهيم مثل "درجة الزاوية ، النسبة المئوية ، العشرية" (حسنًا ، وإلا كيف نعمل هنا عن كثب مع أجهزة الاستشعار). عادة ، لا أحد لديه أي مشاكل خاصة مع هذا إذا كان هناك اهتمام بالإدراك. تنشأ المشاكل فقط عندما نحتاج بالفعل إلى تقسيم ، ضرب شيء ما ، ولكن هذا لم يتم بعد في المدرسة.



10-14 سنة هي العمر الأكثر فاعلية للتعلم ، لأن الموقف تجاه الموضوع عادة ما يكون أكثر جدية ، الفائدة أكثر احترافية ، ولا يوجد خوف من الرياضيات للصف السادس. بالإضافة إلى ذلك ، يمكنك معرفة سبب الحاجة إلى هذه الجيوب الجيبية السيئة السمعة ، والتي لا يزال معنىها التطبيقي غير مكتشف في المدرسة.



أيضًا ، بعد عام من التدريب ، يمكنك التبديل من LEGO إلى قاعدة عنصر مجانية (أجهزة كمبيوتر أحادية اللوحة وأجهزة استشعار من الصين + ملفات الألمنيوم من متجر للأجهزة).

ولكن ماذا لو اشتريت منزل LEGO وقمت بذلك بنفسك؟

هذه فكرة جيدة إذا:

لديك على الأقل الحد الأدنى من المعرفة حول الآليات والبرمجة ويمكنك تعلم المجموعة بالكامل بشكل مستقل. لديك ~ 40 tr إضافية. لشراء مجموعة وبعض الوحدات الإضافية. ومع ذلك ، حتى في هذه الحالة ، من الأفضل الدراسة في دائرة في نفس الوقت ، وتطوير الأفكار التي تتبادر إلى الذهن بعد دراسة موضوع جديد في المنزل.

لماذا لا نستخدم التعليمات؟

تعليمات - من الشرير :)

عندما يبني الطفل شيئًا وفقًا للتعليمات ، فإنه ببساطة يكرر ، دون الخوض في جوهر سبب الحاجة إلى هذا الجزء أو ذلك التجميع. بالطبع ، شراء مجموعة LEGO Tehnic باهظة الثمن مع مجموعة من الميكانيكا ، والهواء المضغوط ، وعدم بناء النماذج المقترحة وفقًا للتعليمات ، على الأقل من أجل دراسة مبدأ التشغيل ، فكرة سيئة. هذه النماذج معقدة للغاية ومثيرة للاهتمام للدراسة. ومع ذلك ، فإن الشيء الرئيسي في دائرتنا هو تطبيق مبدأ. ولكن ما هي مشكلة الطالب ، والتي يجب عليه حلها باستخدام رأسه. حتى لو كان خطأ ، مع وجود أخطاء ، ولكن - نفسها. يتم استخدام التعليمات فقط عندما نجمع نموذجًا مع ميكانيكا معقدة للغاية و / أو برنامج لدراسة مبدأ التشغيل.

إذا تم جمع الدائرة وفقًا للتعليمات باستمرار - فهذا دليل على عدم كفاءة المعلم المهنية. وغالبًا ما يُرى هذا في دوائر الامتياز وفي المدارس.

يمكن اعتبار استثناء الكتب - مجموعات من الوحدات الميكانيكية المختلفة من LEGO (وليس فقط). مثل ورقة الغش هذه مفيدة جدًا في التصميم.

كيف تسير عملية البرمجة؟

هناك عدة خيارات لـ LEGO Mindstorms EV3:

1. بيئة برمجة مدمجة مباشرة في الوحدة الرئيسية. من هناك ، يمكنك برمجة خوارزميات خطية بسيطة مثل "اذهب أولاً إلى الحائط ، ثم انعطف يمينًا". من هنا نبدأ. هذا يسمح لنا بتأخير تعلم برمجة الكمبيوتر ، والتركيز على الأساسيات.
2. برنامج خاص لأجهزة الكمبيوتر والأجهزة اللوحية ، يعتمد على نظام "الكبار" من البرمجة المرئية LabView. يتم تجميع البرنامج من كتل الوظائف. هذا يسمح لك بتجنب المشاكل في دراسة بناء الجملة وفي الوظيفة لا تقل عن برمجة نصوص الكبار. صحيح ، إنها تبدو ضخمة ، نعم. لكن من الواضح. الحلقات ، الجمل الشرطية ، المتغيرات ، الوظائف ، وكل هذا متاح. هذه هي أداتنا الرئيسية.
3. إذا كنت ترغب في ذلك ، يمكنك استخدام لغة C أو لغة برمجة أخرى ، ولكن إذا نشأ مثل هذا السؤال ، فمن الأفضل استخدام Arduino بشكل عام ، وهذه قصة مختلفة تمامًا.

على هذا سوف ينتهي ، شكرا للقراءة!