Робототехнический конструктор. Использовать Lego или нет

Робототехнический конструктор. Использовать Lego или нет
26 Апреля 2017
Робототехнический конструктор VS плата и паяльник
материал взят с портала edu.robogeek 

24 апреля 2017

  Здравствуйте, друзья! Наша редакция решила распросить участников рынка образовательной робототехники, на чём они обучают своих подопечных и с чем связан их выбор.
Robogek.ru: Что Вы используете в процессе обучения:

  • готовые робототехнические наборы различных производителей
  • плату, паяльник, 3D-принтер.
  • чем обусловлен данный выбор?

Дмитрий Куприянов, MT.lab Junior:
Набор собственного производства. В отдельных случаях плату, паяльники и 3D-принтер. Выбор обусловлен сложностью курса и затрагиваемыми тематиками.

Руслан Хусаинов, Акрум:
Мы применяем на 80% готовые наборы, 20% изготавливаем сами какие-то части, элементы, собираем что-либо. Такое соотношение получается из-за того, что основная аудитория, которая ходит сегодня к нам, это дети 6-9 лет, для которых важно получение конечного интересного результата к концу каждого занятия (таким образом подогревается интерес к данному направлению). Далее уже заинтересованные и подкованные на начальном уровне дети сами желают докопаться до сути, сделать что-то индивидуальное, воплотить свои идеи — тогда конструктор уходит чуток в сторону и используется лишь для тестов экспериментов.

  Дмитрий Самбулов, Go Smart:
Вариант б). Это дает более глубокое понимание проблем, способов их решения, процессов. Что касается мехатроники, то тут мы пользуемся готовыми, но более низкоуровневыми блоками по сравнению с, например, «Лего»: мотор-редукторы, сервоприводы... По возможности изготавливаем части сами, например, примитивные энкодеры.

  Михаил Селезнев, Роботрек-Хабаровск:
Вариант а) - мы используем только готовые робототехнические наборы

  Андрей Корягин, Пифаград:
Используем и а), и б).
а) - для детей начального уровня: знакомство с видами передач, конструкторскими особенностями соединений и введение в логику программирования процессов (управление техническим устройством). Конструкторы для каждого возраста имеют разный уровень сложности, но лучше их пройти все.
б) - для детей продвинутого уровня, т. е. для детей, которые умело обращаются почти с любым видом конструктора, знают хотя бы одну программную среду для разработки собственной программы, обладают определенными математическими знаниями не ниже 7 класса и определенными физиологическими и психологическими параметрами (развита мелкая моторика рук, мышечная структура тела на приемлемом уровне, развит более или менее глазомер, умение представить конструкцию в пространстве, основываясь на изображениях или описании, развита усидчивость и уровень умения сосредотачивать свое внимание не ниже возраста 12 лет.

Станислав Гридин, ОЦ Луч:
В нашей мастерской «Технарь» при ЧУДО «Образовательный центр «Луч» мы используем готовые робототехнические наборы компании «Lego»: «Lego We Do» (для детей 5-9 лет) и «Lego Mindstorms EV3» (для школьников 10-18 лет).
Выбор робототехнических наборов «Lego We Do» для юных робототехников обусловлен необходимостью развития речи, мелкой моторики ребенка, а также ознакомления с различными видами механических передач. При работе с робототехническими наборами «Lego We Do» у дошкольников активно развивается творческое мышление благодаря возможности собирать разнообразные робототехнические конструкции. Большим плюсом является использование «закрытой» электроники, устойчивой к механическим повреждениям и перегоранию, что очень важно при обучении детей дошкольного и младшего школьного возрастов. Еще одним преимуществом является интуитивно понятный интерфейс среды программирования «Lego We Do Software», а также возможность использовать среду «Scratch» при обучении программированию роботов детей младшего школьного возраста.
Что касается «Lego Mindstorms EV3», данные наборы позволяют школьнику овладеть основами робототехники, протестировать разработку программ для разных робототехнических систем с разной механикой и датчиками, вплоть до обучения основам технического зрения благодаря Pixy Cam. Также у школьников есть возможность как освоить стандартное программное обеспечение от компании Lego, так и научиться программировать на C++ при использовании среды «Robot C».

  Дарья Гайдук, Рободем:
Вариант б): платы, паяльники, 3D-принтер, станки ЧПУ.
Чем обусловлен данный выбор?
Получение практических навыков, понимание всего процесса разработки. Т. к., даже пользуясь телевизором/микроволновкой/телефоном каждый день и зная, как они работают, 99% людей не смогут создать их из подручных материалов.

  Елена Соколова, ЦМИТ Zoomer:
а) из готового только Ардуино
б) да, всё перечисленное + плоттеры, различные станки с ЧПУ.
Дает возможность свободного проектирования, не привязывает к ограниченному набору, бюджетно.

  Екатерина Львова, РОББО Клуб:
В «РОББО Клубе» мы используем оборудование «РОББО», потому что оно основано на свободном аппаратном и программном обеспечении: так как все схемы, исходные коды и чертежи бесплатны и доступны для скачивания, это мотивирует ребенка к самостоятельному инженерному творчеству. В наших классах стоят модульные системы «ScratchDuino. Робоплатформа» и «ScratchDuino. Лаборатория», IoT-решение «Цифровая лаборатория», безопасный детский 3D-принтер «РОББО Мини» и набор схемотехники «РОББО». Работа на этом комплексе устройств дает возможность ребенку познакомиться не только со всем спектром информационных технологий и попробовать себя сразу в нескольких ИТ-профессиях, но и научиться основам логики, физики и ряда смежных дисциплин.

  Павел Баскир, Лига Роботов, Москва:
Мы используем в обучении робототехнические конструкторы Lego. С их помощью можно быстро и эффективно погрузить ребенка в задачи робототехники, показать практическое применение знаний по математике и физике, научить азам программирования. Возможность получить быстрый результат позволяет заинтересовать ребенка, удержать и развить этот интерес. Еще одним плюсом этого решения является наличие большого количества систематизированных методических материалов. В Лиге Роботов ученики старших возрастов и студенты переходят на системы программирования более низкого уровня (C#, JS) и специализированные аппаратные решения (Arduino, CTM32 и пр.), а также пользуются оборудованием для прототипирования в рамках нашего ЦМИТа LIFT 3.0.

Robogek.ru: Как Вы считаете, верен ли тезис: изначально ребенка нужно обучать с помощью робототехнических конструкторах, а потом уже стоит переходить к более сложным инженерным задачам.

Дмитрий Куприянов, MT.lab Junior:
Тезис верен лишь отчасти, ибо многие конструкторы изначально налагают искусственные ограничения, которые потом могут восприниматься ребенком как данность. В идеальном варианте нужно постоянно нарушать налагаемые границы, чтобы избавляться от догматического мышления.

Руслан Хусаинов, Акрум:
Мое мнение — нужен всегда индивидуальный подход, так как у каждого ребенка свой склад ума и подход к пониманию информации. В тезисе есть неоспоримый правдивый факт — что обучение все-таки лучше организовывать от простого к сложному. Конструктор это тоже не всегда просто. Поэтому тезис верен, но частично, он требует уточнения формулировки.
Дмитрий Самбулов, Go Smart:
Согласен, подготовка необходима. Особенно здорово, если все это в относительно раннем возрасте и в игровой форме. На стадии такой подготовки можно понять, есть ли в этом хотя бы интерес у ребенка. Если нет, то это будет одно сплошное мучение для всех: ученика, преподавателя, родителей. IT сегодня очень стремительно развивается и то, что было вчера, сегодня может быть уже не актуально. А без интереса оставаться «в тренде» будет достаточно сложно.

Михаил Селезнев, Роботрек-Хабаровск:
Да, именно так. Все дело в том, что двигаться необходимо от простого к сложному. Понимаем, что такое трение, редуктор, осознаем на сколько важно правильно уложить провода и укрепить конструкцию, учимся распределять вес, нагрузку и т. д. - все это проще делать с помощью конструктора, затем уже, имея опыт конструирования из готовых деталей, можем создавать что-то свое.

Андрей Корягин, Пифаград:
Я согласен с данным тезисом. Роль конструктора в первую очередь — это развивать физиологические и психические параметры человека. Физиологические параметры — это всё, что связано с развитием мышечной структуры (развитие моторики, мышечной памяти, мышц возле глазного яблока и т.д.). Психические параметры: развитие логики (умение увидеть и сформулировать логические умозаключения), развитие памяти, глазомера, развитие внимательности, усидчивости, терпимости, развитие речи и цветовосприятия, развитие коммуникабельности, обогащение естественнонаучными знаниями как теоретического, так и практического характера, умение решать проблему, проводить анализ и сравнение. Это фундамент!
А опираясь на данный фундамент мозг человека начинает структурировать дальнейший полученный опыт и знания уже на подсознательном уровне с осмыслением того, почему и зачем это делается (создается, программируется, описывается и т.д.)

Станислав Гридин, ОЦ Луч:
Мы полагаем, что на начальных этапах обучения робототехники необходимо развивать у ребенка устойчивую мотивацию к осуществлению данного вида деятельности путем создания «ситуаций успеха» при решении задач и поэтапной интеграции в такой междисциплинарный предмет, как «Робототехника». Решение сложных инженерных задач возможно при достаточной сформированности комплекса технических компетенций в таких областях, как «Информатика», «Физика», «Математика».

Дарья Гайдук, Рободем:
Робототехнический конструктор удобен для неквалифицированных преподавателей (которых большинство и это нормально), которые сами далеки от этой сферы и весь процесс не понимают. Это удобно в том случае, если преподавателей тоже надо обучать.
Простой пример — если я не особо знаю химию, я куплю готовый набор — и это здорово, так как там есть инструкция. Но, как правило, внутри мы обнаружим компоненты, которые можно было купить в обычном магазине или аптеке и это было бы дешевле.
Тоже самое и конструктор — в нем теже компоненты, которые сами по себе стоят намного дешевле, и, имея базовые технические знания, вы соберете робота по характеристикам ни чуть не хуже, а может даже лучше. Тут важнее другой вопрос — сможет ли потом преподаватель объяснить весь процесс.
Т.е. если вы владелец клуба и не готовы нанять дорогих специалистов и сами таковым не являетесь - конструктор это то, что нужно. Так как многие родители тоже далеки от этой сферы, они будут довольны и разницы особо не поймут. Другой тип родителей малочислен и они, как правило, либо занимаются сами, либо ищут занятия, где весь процесс разбирается не на типовых шаблонах, а также большое внимание уделяется практике.

  Елена Соколова, ЦМИТ Zoomer:
И да, и нет.
Подход индивидуальный: бюджет, способности, возраст, количество времени, профессионализм преподавателя, наличие собственной идеи, базовые ЗУН (знания, умения, навыки).

Robogek.ru: Считаете ли Вы, что конструкторы ограничивают полет фантазии юных «кулибиных»?

Дмитрий Куприянов, MT.lab Junior:
Как и в п.2, всё зависит от конструктора. Lego может быть прост и понятен, но отсутствие многих датчиков из коробки явно не идет на пользу фантазии.
Руслан Хусаинов, Акрум:
Я не считаю, что конструктор может в чем-то ограничивать, если он соответствует уровню сложности поставленной задачи. Что такое конструктор? В нашем случае это набор определенных частей, собранных в комплект, при использовании которых дети могут получить различные конструкции. Соответственно, чем шире набор, тем выше уровень, тем шире круг возможностей.

Дмитрий Самбулов, Go Smart:
Конструкторы бывают разные. Какие Вы имеете в виду? У детей фантазия ничем не ограничена, даже законами физики. А вот у наставника может не хватить компетенции помочь развить или реализовать какие-то мысли. Особенно, если наставник закончил только курсы Lego или типа того. Или является учителем средней школы (как правило, информатики или физики), который никак не заинтересован и которому было навязано проведение занятий робототехники. В данном случае конструктор (особенно Lego) ограничивает фантазию ровно количеством моделей в инструкции.

  Михаил Селезнев, Роботрек-Хабаровск:
Нет. Нужно вовремя перейти на паяльник и рубанок (минуя 3D-принтер).

  Андрей Корягин, Пифаград:
Нет, не считаю, так как, если это настоящий «кулибин», то он сможет создать задуманное и на конструкторах. А если имеется ввиду, что для создания нужны компоненты, которые никогда в конструкторах не поставляются, то это говорит только о том, что ребёнок освоил весь начальный уровень и его уровень знаний не ниже 8-9 класса и он отвечает физическим и психическим параметрам.
А те, которые считают себя «кулибинами» или их считают - это не показатель...

Станислав Гридин, ОЦ Луч:
Мы считаем, что робототехнические конструкторы служат целям популяризации робототехники и инженерного дела. Более того, в ситуации, когда «арсенал» методов раннего развития в современной дошкольной педагогике и педагогической психологии оказывается исчерпан, обучение конструированию движущихся механизмов, дизайну и развитие алгоритмического мышления при программировании становятся новыми средствами, оказывающими положительный эффект на эволюцию личности детей.

  Дарья Гайдук, Рободем:
1. Нет, если используется конструктор, но при этом дается хорошая теоретическая и практическая база (т. е. развитие конструкторского мышления, объяснение сути процессов и явлений).
2. Да, если у ребенка есть идея, для воплощения которой нужно больше элементов материальной базы, а кроме компонентов конструктора Центр ему не может предложить ничего. Но идеи возникнут при получении хорошей теоретической и практической базы, см. п1.

Елена Соколова, ЦМИТ Zoomer:
Кого-то ограничивает, кому-то помогает.

  Екатерина Львова, РОББО Клуб:
Этот тезис справедлив только для закрытых устройств: на открытых платформах этот вопрос даже не возникает. Как только ребенок понимает, что достиг потолка знаний, он просто скачивает схему или код и совершенствует устройство. И полет фантазии здесь совершенно неограничен – дети разного уровня подготовки могут конструировать, программировать и печатать на 3D-принтере собственные проекты, которые решают абсолютно разные задачи.

  Павел Баскир, Лига Роботов, Москва:
Весь мир движется в сторону стандартизации и к максимальному использованию готовых компонентов. Из кирпича сделано намного больше интересных архитектурных произведений, чем из его основы - глины.
Программисты, которые создают хорошие пользовательские продукты, перестают писать на машинном коде и теперь используют готовые библиотеки. Также и при использовании конструкторов в наших секциях - низкоуровневая рутина остается уделом узких специалистов, а юным инженерам становится доступным огромный простор для творчества.
Благодарим за участие в нашем опросе представителей Лиги Роботов в Москве, РОББО Клуба, ЦМИТ Zoomer, Рободема, ОЦ Луч, Пифаграда, Роботрека г. Хабаровск, Go Smart, Акрума, MT.lab Junior.