Нововведения и ФГОС 2022-2023 в урок Технологии

Федеральным учебно-методическим объединением по общему образованию входящим в состав ФГБНУ «Институт стратегии развития образования Российской академии образования» в 2022 году был одобрен проект примерной рабочей программы основного общего образования учебного предмета «Технология» (5-9 классы).

Данное событие знаменательно тем, что в данную программу были добавлены новые современные концепции преподавания, среди которых следует выделить использование современных технологий и инновационная деятельность с учётом меняющихся потребностей человека и общества.

Теперь в программу будет включено в частности изучение робототехники и систем автоматического управления, а также технологий электротехники, электроэнергетики и электроники.

Робототехника в образовательном процессе

«Робототехника» - один из ключевых инвариантных модулей новой программы. Он важен, потому что у учащихся, при конструировании и создании действующих моделей роботов, будут соединяться воедино различные знания о технических устройствах и технике, программировании, электронике. Нововведение будет адекватно отражать современные реалии, которые уже можно наблюдать в повседневной жизни.

Приказ Министерства просвещения Российской Федерации от 23.08.2021 №590 как дополнение к новой рабочей программе устанавливает список средств обучения и воспитания, которые должны соответствовать современным условиям обучения. Так, профильный инженерно-технологический класс по модулю «Робототехника» для изучения основ манипуляторной робототехники должен иметь среди прочего, базовый набор учебного манипулятора. Кроме того, должны быть такие технические средства как:

• Ресурсный набор для учебного манипулятора.

• Комплект линейных перемещений.

• Конвейерная лента.

• Комплект технического зрения.

• Комплект учебно-методических материалов.

Базовый набор учебного манипулятора полностью отвечает требованиям указанного приказа. Данный набор представляет собой многофункциональный роботизированный манипулятор модульной конструкции, который имеет специальное программное обеспечение Rotrics Studio (удобное и интуитивно понятное в использовании). Rotrics DexArm предназначается для изучения основ промышленной робототехники, в том числе для получения навыков программирования на основе различных языков программирования. Таким образом, работая с Rotrics DexArm, учащийся сможет понять механику работы манипулятора, принципы компьютерного зрения и принципы управления современным роботизированным производством.

Оснащение согласно приказу 590 техническими средствами важно, так как, начиная с 7 класса и по 9 класс включительно, учащимся предстоит выполнять различные проекты. Rotrics DexArm позволяет выполнить практически все проекты из инвариантных модулей, а именно:

• Индивидуальный творческий (учебный) проект «Изделие из конструкционных и поделочных материалов».

• Учебный проект по робототехнике «Робототехнические проекты на базе электромеханической игрушки, контроллера и электронных компонентов».

• Учебный проект по робототехнике.

• Научно-практический проект по робототехнике.

Универсальность манипулятора Rotrics DexArm в образовательном процессе

Многофункциональность манипулятора и его соответствие Приказу №590 обеспечивается наличием в наборе:

• Учебных материалов.

• Комплекта проводов.

•  Набором инструментов.

• Расходных материалов.

• Стола для печати.

• Узлы: 3D-принтера, пневматический, лазерный, держателя ручки.

• Специального компрессора для пневматического узла.

• Пульта дистанционного управления (сенсорный).

В новой учебной программе все образовательные модули связаны друг с другом. В свою очередь манипулятор можно использовать во всех инвариантных модулях программы.

При изучении учебных модулей «Робототехника» и «Производство и технологии» узел захвата (пневматический узел) манипулятора наглядно продемонстрирует то, как именно происходят в реальности производственные процессы.

А в роли помощника, при создании учащимися творческого проекта для учебного модуля «Компьютерная графика. Черчение», может выступать узел держателя ручки. Данный модуль с высокой точностью и скоростью повторяет запрограммированный учениками любой рисунок на выбранной поверхности.

Наличие 3D-принтера при прохождении учебного модуля «3D-моделирование, прототипирование, макетирование» даст возможность учащимся развивать творческие способности и пространственное мышление.

Использование лазерной гравировки, при изучении учебного модуля «Технологии обработки материалов и пищевых продуктов», превращает манипулятор в программируемый гравировальный станок, с помощью него учащиеся могут выполнять соответствующие работы на различных поверхностях.

Для проектной работы в рамках учебного модуля «Робототехника», можно дополнительно приобрести узел компьютерного зрения для распознавания цветов и форм различных объектов, и узел конвейерной ленты с целью автоматизации производственного цикла.

Тем самым, реализованный принцип модульности полностью соответствует принципу модульной концепции образования (используется во всех инвариантных модулях), заложенному в новой учебной программе. Это приводит к тому, что работа с данным манипулятором представляет собой настоящий творческий процесс. Таким образом, один манипулятор будет задействован во всех учебных модулях.

Удобство и безопасность использования на уроках

Учебные материалы набора содержат электронные уроки и методические рекомендации, которые позволяют максимально полно раскрыть потенциал манипулятора и интересно выстроить уроки. Следует также отметить, что манипулятор имеет совсем небольшие габариты и вес (манипулятор имеет размеры 175 x 128 x 315 мм, а вес 2,4 кг), это даёт возможность работать с ним на малых пространствах, тем самым не требуется особых архитектурно-планировочных решений для кабинета, в котором будут проходить уроки.

Одним из важнейших пунктов Приказа №590 является безопасность использования средств обучения. Для безопасной работы с Rotrics DexArm имеются специальные защитные очки и защитный кейс для работы с лазерным модулем и модулем 3D-принтера. При работе с манипулятором также отсутствует какой-нибудь значимый уровень шума или вибраций.

Принцип модульности приводит к тому, что работа с данным манипулятором представляет собой настоящий творческий процесс. Наличие различных модулей сделает уроки значительно разнообразнее. Можно будет создавать различные фигурки, производить гравировку и даже создавать модель производственного конвейера. Учащиеся смогут реализовать весь свой творческий потенциал, так как у них будет возможность придать вещам свой уникальный дизайн. Таким образом, работа с Rotrics DexArm позволит изучить и усвоить:

• Принципы промышленного программирования в контексте изучения робототехники.

• Существующие алгоритмы управления роботами.

У учащихся появится возможность осуществлять свои идеи и как итог стать увереннее в себе. Следует помнить, что инженерная деятельность является творческим процессом. Именно поэтому и появилась новая рабочая программа.

Ведь уже на сегодняшний день в основе множества производственных профессий лежит роботизация, это не какое-то отдалённое будущее. Поэтому манипулятор Rotrics DexArm подходит не только для ознакомления, но и для получения наглядного представления и реального понимания современного производства.