Организаторы

2014 -> Конференция в Екатеринбурге -> Регистрация докладчика

Секция: Робототехника в профессиональном образовании

Обучение робототехнике в перспективе будущих технологических изменений

Суслова Ирина Александровна

декан факультета. Российский государственный профессионально-педагогический университет. Свердловская Область/Екатеринбург
ipik@yandex.ru

Тезисы:

Департаменты Великобритании и США ориентируются на превентивное обучение школьников и студентов основам искусственного интеллекта и робототехники для преодоления кадрового и технологического кризиса 2020 года, чтобы не проиграть технологическую гонку Россия должна разработать собственные учебные программы.

Доклад:

Суслова И.А.,
Садчиков И.А.

Обучение
робототехнике в перспективе будущих технологических изменений

ФГАОУ
ВПО «Российский государственный профессионально-педагогический университет»

г. Екатеринбург

Аннотация

Департаменты Великобритании и США
ориентируются на превентивное обучение школьников и студентов основам
искусственного интеллекта и робототехники для преодоления кадрового и
технологического кризиса 2020 года, чтобы не проиграть технологическую
гонку Россия должна разработать собственные учебные программы.

Одним из
направлений профессионально-педагогического образования, которое в последние
десятилетия развивается ускоренными темпами, является робототехника. Интерес к
проблеме робототехники обусловлен многими причинами и
прежде всего тем, что:

·
с одной стороны, нужно философски
осмыслить методологию теоретической робототехники как одной из самых новых и
междисциплинарных наук в высшем профессионально-педагогическом образовании,
определить истоки, тенденции, возможности управления этим процессом;

·
с другой стороны, в отличии от
технических вузов профессионально-педагогические не имеют крупных грантов и
прочих поощрений за инженерно-научные результаты.

Характерная
черта нашей жизни – нарастание темпа изменений. Мы живем в мире, который совсем
не похож на тот, в котором родились. И темп продолжает нарастать.

Современное
школьное образование в России ориентируется на то, что сегодняшним школьникам
предстоит:

·
работать по профессиям, которых
пока нет;

·
использовать технологии, которые
еще не созданы;

·
решать задачи, о которых стоит
лишь догадываться.

Уже несколько
лет в Екатеринбурге и Свердловской области известно Lego-конструирование –
образовательная технология, формирующая у школьников способность критически
мыслить, умение видеть возникающие проблемы и находить пути их решения, четко
осознавать, где можно применить свои знания. Lego-робот помогает понять основы
робототехники, в курсе информатики – наглядно реализовать сложные алгоритмы, а
в начальном профессиональном образовании – рассмотреть вопросы, связанные с
автоматизацией производственных процессов и процессов управления, систем
безопасности.

Изучение
робототехники позволяет решить задачи, стоящие перед информатикой как учебным
предметом. А именно рассмотрение линии алгоритмизация и программирование,
исполнителя, основы логики и логические основы компьютера. Робот
рассматривается в рамках концепции исполнителя, которая используется в курсе
информатики при изучении программирования. Однако, в отличие от множества
традиционных учебных исполнителей, которые помогают школьникам разобраться в
этой достаточно сложной теме, Lego-робот действует в реальном мире, что не
только увеличивает мотивационную составляющую изучаемого материала, но вносит в
него исследовательский компонент.

Студенты,
обладающие владениями по созданию и программированию роботов, смогут применить
свои умения в различных областях прикладного и научного знания, как-то:
создание производственных, учебных и игровых роботов, создание автономных
исследовательских станций и беспилотных летательных аппаратов, создание
алгоритмической базы нового поколения роботов и так далее. Можно предположить,
что в ближайшем будущем появятся новые виды робототехники, а также
распределенные системы, которые координирую работу через глобальную сеть и
системы, осуществляющие совместную деятельность. Прорыв в одной или нескольких
областей подобного технического знания, позволит Российской Федерации не
отстать от основных конкурентов и упрочить передовые позиции в сфере
авиационных комплексов и исследования космического пространства.

Важно
отметить, что в ближайшем будущем, многие технические средства (и машины
различного назначения) будут автоматизированы до такой степени, что искусственный
интеллект будет принимать решения, не обращаясь к конечному пользователю. Подобные
системы появятся в каждом доме и взаимодействие с ними будет таким же
естественным, как сегодняшнее взаимодействие пользователей с мобильными
устройствами или системами действующими через интернет. Естественно, подобное
окружение потребует от пользователя новых знаний и умений, связанных с
пониманием базовых принципов автоматизации вычислительных комплексов и систем.
В противном случае, взаимодействие между машиной и человеком будет
характеризоваться возрастающим напряжением и односторонним взаимодействием.

В целях
преодоления подобных недостатков принципы робототехники должны изучаться с
ранних классов школы и внедряться на протяжении всего процесса обучения, точно
так же, как сейчас в учебный процесс внедряются принципы программирования.

Россия в данном
вопросе отстаёт от западных стран. Так например, в США, подобные учебные
программы вводятся уже сегодня, поскольку в 2020 году прогнозируется кадровый
кризис IT-отрасли и серьезная нехватка опытных специалистов. Законопроект
Карденаса-Хонды может предотвратить кризис. Согласно тексту законопроекта, языки
программирования должны получить в Америке статус «критических иностранных
языков» с тем, чтобы у местных властей был стимул вводить уроки
программирования уже в начальных классах школ, а то и в старших группах
детского сада.

Аналогичный документ
Британского министерства образования «New Programmes of Study and Attainment Targets from September 2014» содержит
информацию о том что: «Британские дети начальной школы с пяти лет будут уделять
больше внимания разработке и тестированию собственных компьютерных программ
вместо изучения просто работы с текстовыми редакторами. Заодно школьников
обучат безопасности в Сети. После этого, уже в средней школе, ученики продолжат
изучение различных языков программирования, взаимодействия «железа» и
программного обеспечения, а также в образовательные циклы будут включены
занятия по использованию 3D-принтеров, лазеров и робототехнических систем.
Предполагается, что уже с пяти лет дети смогут разрабатывать, проектировать и
реализовывать собственные идеи, а с семи – внедрять механические и
электрические компоненты в свои разработки».

Россия может
ввести собственные программы обучения робототехнике в школах и вузах, аналогичные
западным. Однако, для реализации данного начинания на практике необходимы
педагоги, которые владели бы основными знаниями по робототехнике, навыками
работы с роботами, имели достаточно информации о возможностях учебных
конструкторов робототехники. Зачастую, преподаватели, имеющие в наличии робота,
просто не видят всех открывающихся возможностей в его использовании, и поэтому
не достаточно разбираются с ним. Это определяет актуальность разработки
программ дополнительного образования для студентов высших
профессионально-педагогических учебных заведений, которые бы объединили будущих
педагогов, заинтересованных в продвижении робототехники и раскрыли бы потенциал
и возможности Lego-конструирования
в учебном процессе.

С другой
стороны, студенты высших учебных заведений могут выступать соучастниками
фестивалей робототехники, как в составе жюри по робототехнике и
интеллектуальным системам среди обучающихся, так и при разработке различных
проектов по применению робототехники в образовательных целях, как на базе
конструктора Lego mindstorms NXT2.0, так и других конструкторах. В процессе
работы над любым проектом студенты наравне с учащимися получают жизненный опыт,
способствующий их личностному и образовательному росту, но что самое главное –
решается проблема подготовки высших методических кадров в условиях полного или
частичного отсутствия в профессионально-педагогических вузах материальной базы
в области робототехники.

В
заключении хотелось бы отметить, что в процессе занятий робототехникой студенты
учатся смотреть на проблемы шире и решать их, учатся быть лидером и брать на
себя ответственность. Практика использования метода проектов показывает, как
отмечает Е.С. Полат, что «вместе учиться не только легче и интереснее, но
и значительно эффективнее», а кроме этого формируются общекультурные
компетенции.