Летающие роботы и 3D-прототипирование: в Доме научной коллаборации СГУ школьники получают современное технологическое образование

Уже больше года в Доме научной коллаборации имени В.А. Витязевой в СГУ им. Питирима Сорокина школьники 5-х — 11-х классов изучают микробиологию, медиа и программирование, учат роботов ходить и летать, а также работают на современном оборудовании на программе «Урок технологии». И все это — под руководством ведущих преподавателей вуза.

Сегодня в ДНК 420 учеников. Все программы центра годичные, однако многие дети захотели продолжить обучение на полюбившихся программах. Много запросов от родителей поступило на новые и углубленные программы. В итоге в 2020-2021 учебном году в ДНК открылись новые направления: «Робототехника. Аэро», «Микробиология для второго года обучения», а также обновилось содержание программы «Урок технологии». Теперь это не только факультатив, где можно заниматься робототехникой, изучать дополненную реальность и работать с 3D-принтерами и мощными станками, но и полноценный современный урок труда для школьников, не имеющих возможности посещать подобные занятия в своих образовательных организациях. Сейчас на базе ДНК технологией занимаются 150 школьников из Лицея при СГУ, Женской гимназии и школы №38.

Современная «Технология»

На программе «Урок технологии» дети проходят весь путь взаимодействия с материалами, получая навыки их обработки как при помощи традиционных столярных инструментов, так и на самом современном оборудовании. Станок с компьютерным управлением позволяет учащимся понять, как технологии могут упрощать производство.

Занятия проходят в нескольких мастерских. Сначала школьники учатся работать вручную, затем — с токарно-фрезерными ЧПУ-станками. Но сегодня процесс создания любой детали начинается за компьютером. Дети сами проектируют модель в программе «Компас», а затем воплощают ее в жизнь уже на станке.

С помощью 3D-принтеров школьники развивают образное мышление, изучают автоматизированное программирование и проектирование. Юные новаторы разрабатывают дизайн предметов и изготавливают прототипы.

К примеру, семиклассники из школы №38 посещают «Урок технологии» уже второй год. В прошлом году они изучали робототехнику и 3D-моделирование, сейчас занимаются проектной деятельностью, а после Нового года начнут использовать технику по созданию деталей из дерева и металла.

Еще одно направление на современном уроке технологии — сборка и программирование роботов. Причем преподаватель может ставить перед школьниками совершенно разные задачи, которые необходимо оперативно решить. Например, ученикам нужно укомплектовать робота, не трогая его «мозг», чтобы он смог обнаружить «соперника» и вытолкать его за пределы круга на рабочем столе.

— В данном случае это больше логическая задача и моделирование. Каждая команда должна собрать из конструктора робот с защитой и другими внешними приспособлениями для победы над машиной другой команды. Ребята должны понимать, какие конструктивные элементы позволят их роботу взять верх над соперником. Все это за короткий срок они должны обсудить, продумать и реализовать, — пояснил доцент кафедры общетехнических дисциплин и методик обучения технологии Института точных наук и информационных технологий СГУ им. Питирима Сорокина Юрий Истомин.

Земля — воздух

На направлении дополнительного образования «Робототехника. АЭРО», которое открылось с нового учебного года, детей учат собирать беспилотные летальные аппараты, и программировать автономные полеты.

Для занятий закуплены робототехнические наборы и конструкторы, 3D-принтеры, паяльные станции, наборы контроллеров и различных датчиков.

— Собрать квадрокоптер — мало, мы ставим задачи его настроить для выполнения полезных задач. Школьники сами учатся настраивать передатчик с летательным аппаратом. Как минимум, если в аудитории несколько квадрокоптеров, то каждый пульт управления должен быть настроен индивидуально для своего дрона, — рассказывает доцент кафедры общетехнических дисциплин и методики обучения технологии Михаил Китайгородский.

Создание автономных роботов и управление ими — это большая работа, требующая от детей определенных знаний. Учащиеся должны уметь запустить двигатель, чтобы аппарат в дальнейшем взлетел, а потом сделать так, чтобы он выполнил задачу и приземлился.

На следующем этапе обучения школьники начнут подключать к дрону датчики, позволяющие определять объекты и контролировать высоту, чтобы робот мог преодолевать препятствия, захватывать и перемещать предметы.

На занятиях дети получают навыки в электронике, механике, химии и физике. юным инженерам нужно знать, как выполнять сборку дрона, безопасно работать с литий-полимерными аккумуляторами.

— Для достижения задач мы даем теоретические основы аэронавигации, авиамоделирования и других наук, в том числе и программирования. С помощью программ можно управлять и другими машинами, но в аэроробототехнике из-за того, что дрон должен перемещаться по воздуху, выполнять задачи сложнее, — заключил Михаил Китайгородский.

****

Со 2 сентября 2019 года школьники 5-11 классов могут записываться в ДНК им. В.А. Витязевой на программы «Урок технологии», «Ведение в микробиологию», «Робототехника», «Медиаобразование в XXI веке: СМИ по-взрослому», «Программирование на С++», «Разработка компьютерных игр и мультимедиа» и «Микробиология, биотехнология и клеточная инженерия». Все занятия ведут востребованные преподаватели, ведущие специалисты университета.

Для школьников старше 2 класса с 2020 года доступен платный курс робототехники для малышей, где дети учатся конструировать и программировать на конструкторах попроще.

Запись на обучение осуществляется на Портале персонифицированного дополнительного образования Республики Коми (ПФДО), для записи необходимо иметь Сертификат дополнительного образования детей.