Основные этапы подготовки обучающихся к соревнованиям по робототехнике на примере соревнования «Робофишки»

Соревновательная робототехника – одно из увлекательных направлений в мире детского технического творчества, которое также позволяет:

• 1.    мотивировать учащихся получать знания;

• 2.    помогать формировать творческую личность ребенка;

• 3.    формировать навыки создания технического описания проекта;

• 4.   подготавливать к участию в соревнованиях регионального,

• 5.   способствовать развитию конструкторских, инженерных и

• вычислительных навыков;

• 6.    способствовать формированию умения самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования моделей.

всероссийского и международного уровней;

На занятиях по соревновательной робототехнике обучающиеся на примере базовых моделей рассматривают два важных направления – конструирование и программирование. В данной статье мы рассмотрим процесс подготовки обучающихся к соревнованиям по робототехнике на примере образовательного робототехнического конструктора Lego Mindstorms EV3.

Соревновательная робототехника набирает обороты и развивается с каждом годом все больше и больше. Существует проблема в подготовке обучающихся к соревновательной робототехнике из-за недостатка компетенций педагогов и отсутствия опыта участия в соревнованиях по робототехнике.

Цель данной статьи заключается в создании краткого руководство подготовки к соревнованиям по робототехнике для начинающих педагогов и обучающихся младшего школьного возраста.

Для примера рассмотрим одно из самых многочисленных и популярных соревнований в робототехнике для младших школьников – «РобоФишки». Основные правила соревнований «РобоФишки» [1]:

• -    Робот за минимальное время должен расставить фишки на метки;

• -    Робот должен быть полностью автономным;

• -    После начала попытки робот должен по очереди (по одной) разместить все фишки на метках и в заданном порядке;

Существуют баллы за задания, а также штрафные баллы, которые в сумме дают итоговые баллы.

Баллы за задания:

• -    20 баллов - за каждую фишку, размещенную на метке в правильном

порядке и при этом, фишка находится в цветном круге (диаметром 40 мм);

• -    10 баллов - за каждую фишку, размещенную на метке в правильном

порядке и при этом, фишка находится в окружности (диаметром 100 мм);

Штрафные баллы:

• -     5 баллов - если в процессе попытки робот не сдвинул с места ни

одной фишки.

Для подготовки обучающихся к данному направлению необходимо определить цель участия в соревнованиях и составить план подготовки обучающегося. При составлении плана подготовки к соревнованиям по робототехнике необходимо учитывать следующие аспекты:

• 1.    Обсуждение регламента соревнований. Обучающемуся необходимо прочитать и изучить регламент. Выделить в регламенте соревнований важные моменты: размер робота, количество моторов, контроллеров и датчиков в роботе, цель задания, баллы за задание и штрафные баллы. Также, важно понимать какие робототехнические системы могут принять участия в данном соревновании. Например, для понимания регламента и цели соревнований проводится небольшой брифинг с обучающимися в формате вопрос-ответ.

• 2.    Обсуждение конструкции робота. Перед сборкой робота обучающемуся необходимо разработать конструкцию робота. Конструкция робота должна соответствовать требованиям соревнований и выполнять все поставленные задачи на максимально возможный балл.

• 3.    Собрать робота. Обучающийся должен обладать базовыми конструкторскими навыками. Если у обучающегося есть проблемы в сборке робота – допускается использование инструкций. Обучающийся должен уметь собирать робототехническую систему без использования инструкций, даже если обучающийся выбрал сборку робота по готовой инструкции.

• 4.    Написать для робота программу. Обучающийся должен обладать базовыми навыками программирования. Для соревнования «РобоФишки» необходимо только алгоритмическое мышление, использование блока «Движение по оборотам» в программной среде Lego Mindstorms EV3 и понимание углов в геометрии. Для подготовки обучающегося необходимо научиться поворачивать робота на основные углы в соревновании: 90 ° , 45 ° , 135 ° , 180 ° .

• 5.    Протестировать робота. Необходимо запускать робота на поле и оценивать результат действий робота. Для успешного выполнения данного этапа необходимо разобрать с обучающимся регламент соревнований. Это поможет обучающемуся не только понимать цель соревнований, требования к роботу и баллы, которые может получить участник, но и позволит выстроить стратегию для достижения наивысшего результата. Данное упражнение позволяет выстраивать наиболее эффективную стратегию и в целом дает понимание обучающемуся насколько хорошо выполнена работа по подготовке к соревнованиям.

• 6.    Откалибровать робота для точного перемещения меток за минимальное время. На данном этапе необходимо тщательно изучить понятия «центр тяжести», «колесная база», значение углов в геометрии, связь углов с программированием и формулы для определения длины окружности для точного перемещения на определенное расстояние.

• 7.    Психологически настроить ребенка. Каждые соревнования для обучающегося – это стресс. Обучающийся попадает в незнакомую атмосферу и обстановку, ребенку необходимо в кротчайшие сроки выполнить то, что он делал несколько дней. Обучающийся должен всегда стремиться к победе, но в то же самое время понимать, что любые соревнования – это прежде всего бесценный опыт. Во время соревнований обучающийся не только эффективно работает над задачей и имеет максимальную концентрацию, но и оценивает работу других участников, смотрит на их решения, общается и обменивается

• 8.    Принять участие в соревнованиях.

• 9.    Провести рефлексию после соревнований. Для мотивации обучающегося и дальнейшего роста необходимо после каждых соревнований проводить рефлексию.

опытом. Данный пункт является одним из самых важных этапов в подготовке обучающегося к любого вида соревнованиям.

Для успешной подготовки обучающихся к соревнованиям по робототехнике «РобоФишки» необходимо выстроить алгоритм подготовки и проводить небольшую рефлексию после каждого этапа. Также, для решения возникающих в процессе подготовки проблем можно использовать метод фокальных объектов (МФО) — это метод поиска новых идей и характеристик объекта на основе присоединения к исходному объекту свойств других, выбранных случайно, объектов и ТРИЗ (теория решения изобретательских задач) — это методология решения задач и усовершенствования систем, разработанная изобретателями в ходе своей деятельности [3].

Любые соревнования по робототехнике развивают личностные, регулятивные, познавательные и коммуникативные универсальные учебные действия в рамках создания проекта соревновательного робота. Данный вид деятельности – неотъемлемая часть робототехники.