Обновление содержания образования технического направления в Доме детского творчества Петродворцового района
статья

Тараненко О.Ю. педагог дополнительного образования

ГБУ ДО ДДТ Петродворцового района Санкт-Петербурга

Обновление содержания образования технического направления в Доме детского творчества Петродворцового района

Каким должно быть дополнительное образование в современном мире? За последние несколько лет   изменилось представление о том, какую роль оно играет в жизни каждого ребенка, каждой семьи, каждой социальной группы и – всей системы образования. Одной из важных задач современного дополнительного образования в технической направленности является развитие у учащихся инженерного мышления, творческой инициативы и самостоятельности, конструктивных и рационализаторских навыков. В связи с этим и повышается роль технического творчества в формировании личности, способной в будущем к высокопроизводительному труду, технической оснащенной производственной деятельности.

Перед страной  поставлена задача: создать в каждом субъекте Российской Федерации новые возможности для дополнительного образования детей в области современных технологий.

Петродворцовый район по праву считается культурным, образовательным и научным центром.  Детям, подросткам от 5  до 18 лет, которые приходят заниматься в наш Дом детского творчества предоставляется широкий спектр в сфере технического творчества – это робототехника, программирование, 3D моделирование, рекламная деятельность: фотомастерство, компьютерная графика, дизайн.

Сама система обучения   в Доме детского творчества в технической направленности предполагает непрерывность образования, начинающегося со старшего дошкольного возраста и до   18 лет. Обучение построено так,  чтобы обеспечить преемственность на всех возрастных ступенях, учитывать возрастные особенности  детей,  степень усложнения обучающего материала.

В современных условиях жизни интерес ребенка к технике возникает очень рано, нередко еще в дошкольном возрасте появляются у него явные технические наклонности. Ведь с самого раннего детства ребенок находится в окружении электроники, техники, и даже роботов.

Поэтому для детей 5-6 лет мы предоставляем широкий выбор    программ: «Познание мира», «Увлечение всерьез»,  «Мастер Умелкин: развивающее конструирование». Делается упор на развитии памяти, воображения, мышления. Педагоги поддерживают интерес и желание детей конструировать, развивают конструктивные, математические и логические способности.  

У учащихся школьного возраста есть возможность продолжить свое обучение по программам:  «Развивающая информатика. Личность и здоровье. РИЛиЗ», «Визуальное программирование», «Графика и дизайн» «Макетирование», «Жизнь в объективе» и т.д.

        Уже сегодня развернуто множество государственных и частных программ для популяризации робототехники как отрасли. Ведется активная работа в просветительской деятельности среди учащихся и студентов на различных уровнях. Робототехника становится хобби национального масштаба. Отечественная промышленность уже неоднократно приобретала ценный человеческий ресурс путём развития передовых отраслей в формате дополнительного образования. Так для подготовки специалистов радиосвязи действовали кружки радиолюбителей, а для формирования специалистов авиастроения, судостроения и космонавтики энтузиастам предлагались тематические кружки технического моделирования.

Поэтому на дальнейших ступенях своего образования в Доме детского творчества учащихся могут продолжить свое обучение по программам: «Лаборатория: Перворобот LEGO WeDo – мир фантазий» (7-10 лет), «Междисциплинарный комплекс «Робототехника» (10 -18 лет).

 Опыт работы педагогов Дома детского творчества, работающих по направлению робототехники, позволяет сформулировать универсальный подход, цель которого развивать у  учащихся инженерную грамотность посредством изучения инженерной графики, правил построения чертежей, разработки трёхмерных моделей в различных прикладных пакетах программного обеспечения, а также расширить познания учащихся о технологических процессах и операциях (слесарных, токарно-фрезерных, штамповки, литье и трёхмерной печати).

Таким образом, внедрение элементов данного подхода позволяет существенно увеличить качество освоения материала учащимися. Рассмотрим проблематику подхода и раскроем более широко свой подход к организации работы робототехнических объединений  в Доме детского творчества.

1. Изучение фундаментальных дисциплин, лежащих в основе отрасли.

Робототехника строится на большом количестве наук. Физика, математика, информатика, а также их различные производные: механика, электроника, программирование и т.п. Большинство из перечисленных наук входят в программу старших классов. Исходя из этого педагогами сделан вывод, заложенный в образовательных программах: учебный курс объединения строится на основе материала школьного курса дисциплин. Демонстрация теоретических основ механики, электроники  на занятиях по робототехнике является наглядным представлением, органично дополняющим знания учащегося.

Но что же делать с учащимися младших и средних классов? Рациональным решением является упрощение подачи теоретического материала. Использование академических формулировок для терминов не приносит должного результата, ведь возрастные особенности не позволяют учащемуся усвоить материал в полном объеме. Однако, грамотное применение этих особенностей, многократное повторение типовых заданий различного уровня сложности в разнообразном контексте, позволяет удержать внимание ученика, сформировать у него интуитивное понимание базовых вещей. Ученик еще не до конца понимает суть явления, но уже уверенно применяет явление на практике. Подобное положение вещей естественно и это обязательно учитывается при составлении  программ для различных возрастных групп.

2. Подробное рассмотрение объекта моделирования, знакомство со специфической терминологией, расширение технической эрудиции.

Устройство роботов различно и не ограничивается промышленными манипуляторами или социально-ориентированными роботами андроидами. Роботом можно назвать любое устройство, которое способно в автоматическом или автоматизированном режиме выполнять определенную работу по заранее заданному алгоритму с применением обратной связи, адаптации. Регулярное проведение лекционных занятий, представление учащимся роботов различной конструкции в форме презентаций, анализ существующих роботизированных систем с точки зрения пройденного материала, рассмотрение узлов и механизмов с точки зрения фундаментальных наук - все эти приемы способствуют развитию технической эрудиции учащихся. Рассмотрение аналогов и изучение узлов существующих систем это полезная практика, достигающая сразу нескольких целей. Во-первых, учащиеся вдохновляются на повторение или частичное использование принципов и механизмов, заложенных в реальных роботизированных объектах. Во-вторых, у учащихся формируется культура восприятия механизмов с аналитической точки зрения, интерес к их устройству и принципу действия, инженерное мышление.

3. Рассмотрение отраслевых требований к реальным изделиям и следование им.

Образовательные конструкторы для обучения робототехнике предоставляют юным конструкторам полную свободу действий в сборке узлов и механизмов. Однако, именно подобная свобода формирует некорректное представление у учащихся о требованиях, предъявляемых к роботизированным устройствам. Судомоделизм и авиамоделизм в этом смысле самостоятельно регулирующиеся области. Условия работы моделей требуют от моделей судов и летательных аппаратов той же корректности конструкции что и у реальных образцов. Устройство, собранное с нарушением данных требований, не способно функционировать. Проще говоря - нежизнеспособно. Поэтому педагоги   акцентируют внимание учащихся на достижении максимальной точности работы узлов, отсутствии существенных люфтов, прочности конструкции и прочих аспектах. Критерии оценки изделия не должны намеренно упраздняться или снижаться без острой на то необходимости.

4. Моделирование объекта изучения материалы и технологии.

Образовательные конструкторы обеспечивают сборку различных конструкции. Цена подобной модульности - высокая стоимость наборов. Таким образом, обеспечить каждого учащегося направления подобным набором - экономически нецелесообразно. Тем более несколькими наборами.

Поэтому педагоги направления робототехники предусмотрели в учебном плане изучение сопутствующих технологических операций. Широта спектра ограничена лишь материальным обеспечением направления. Слесарные операции, токарно-фрезерные операции, трехмерная печать, литье пластика и т.п. Обеспечение дорогостоящих операций  было достигнуто путем заключения договоров сетевого взаимодействия с кафедрой Мехатроники и робототехники ФСПО ГУАП. На кафедре этого учебного заведения для учащихся ДДТ регулярно организуются мастер-классы, ребята работают в производственных мастерских, проходят встречи лекции с преподавателями ГУАП. Для учащихся младшей и средней возрастной группы обеспечено широкое применение различных общедоступных материалов и методов сборки, чтобы сформировать представление о робототехнике как о общедоступной отрасли. Главный тезис: роботов можно делать из всего.

Педагоги применяют в своей работе технологии трёхмерного моделирования при помощи специализированного программного обеспечения. LegoDigitalDesigner, SketchUp, Компас 3D и пр. пакеты позволят расширить масштаб учебной деятельности без дополнительных финансовых вложений. Так же идет с учащимися освоение таких пакетов программного обеспечения, как Mindstorms EV3, Scratch, LabView, Lego RCML.

Работа в различных пакетах, активное использование интернета для поиска информации по обеспечению проекта - ключи к формированию правильного инженерного мышления, способности к освоению различного инструментария и прочих навыков, которые необходимы современному техническому специалисту.

Развитие этих навыков даст свои плоды уже на этапах обучения. Учащиеся обладающие комплексным аналитическим подходом к инструментарию с успехом осваивают различные платформы (например, платформу Arduino и сопутствующее ей ПО), что позволяет, сократив финансовые вложения в материальное обеспечение, выделить дополнительные ресурсы, организовать проектную деятельность, сохранность устройств, создание полноценных изделий.

5. Регулярное участие в соревнованиях, конкурсах, творческих фестивалях и прочих мероприятиях.

Важный момент в организации работы любого объединения. Участие в соревнованиях существенно ускоряет профессиональный рост учащихся, формирует атмосферу здоровой конкуренции, а также формирует представление об актуальных задачах, которые стоят перед развитием современной робототехники.

Все выше перечисленное позволяет структурировать учебный процесс так, чтобы в течение 2-3 лет обучения у учащихся развить необходимые навыки, сформировать представление о робототехнике как об отрасли, обучить освоению различных пакетов ПО, различных платформ. Общая техническая эрудиция и владение сопутствующими слесарными и прочими технологиями позволяет минимизировать расходы на материальное обеспечение объединения при этом не теряя, а увеличивая учебный потенциал.

Программы по робототехнике предполагают и дистанционное обучение: Педагогами созданы интернет-страницы для учащихся и их родителей в VK, электронный образовательный ресурс, «живой учебник» КиберВики, который  создан   с целью сбора базы данных: методических разработок, инструкций, рекомендаций и прочих знаний, которыми   пользуются педагоги, а также сайт Кибергоф – клубэнтузиастов робототехники и технического творчества Петродворцового района Санкт-Петербурга. После изучения темы по дополнительной общеобразовательной программе на странице педагогом размещаются методические материалы, которые включают: конспекты занятий, тестовые задания, странички для любознательных, презентации, ссылки на интернет-ресурсы, проектные работы учащихся, и т.д.  Это особую актуальность приобрело во время перехода на дистанционное обучение в Санкт-Петербурге в связи COVID-19. Учащиеся, после ознакомления и изучения материала на данных ресурсах могут переслать педагогу сделанные задания, дистанционно задать интересующие их вопросы или оставить свои комментарии.