Issn 411-1473 Современные информационные технологии и ит-образование Научный журнал Том (№11) Москва



Скачать 27,21 Mb.
Pdf просмотр
страница316/553
Дата06.10.2019
Размер27,21 Mb.
#79117
1   ...   312   313   314   315   316   317   318   319   ...   553
Терехов А.Н.
1
, Киселев М.М.
2
1
Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, доктор физ-мат наук,
профессор, заведующий кафедрой системного программирования СПбГУ, a . terekhov
@
spbu
. ru
2
ГБОУ школа-лицей №419, Санкт-Петербург,
педагог дополнительного образования, учитель предмета «Технология»,
m.kisselev@yandex.ru
РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЙ КОНСТРУКТОР ТРИК НА УРОКАХ «ТЕХНОЛОГИЯ» В
ШКОЛЕ
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
Школьный предмет «Технология», робототехника, инженерное образование,
графические технологии программирования, информатика.
АННОТАЦИЯ
Сейчас много говорится о необходимости развития инженерного образования в нашей
стране. Современные школьники не умеют пользоваться гаечными ключами и
отвертками, не знают устройство розетки или электрического выключателя. С 2015
изменились требования к предмету «Технология», предписывается использовать
проектный подход, делать упор на индустриальный труд и ведение дома, но пока нет
никаких детальных методических рекомендаций. В данном докладе описан опыт
авторов по преподаванию этого предмета в школе-лицее №419 г. Санкт-Петербурга.
Мы начали применять робототехнический конструктор ТРИК[1,2] и графическую
технологию ТРИК-студия в кружках дополнительного образования еще до появления
предмета «Технология» в нынешнем виде. Мы пришли к выводу, что роботы могут
послужить хорошим мостиком к общеинженерному образованию. Авторы много лет
успешно сотрудничают друг с другом — А.Н. Терехов со стороны разработки
инструментальных средств, а М.М. Киселев со стороны их практического
использования в школе.
ИСТОРИЯ ПРОЕКТА
Большим коллективом преподавателей, студентов и аспирантов кафедр системного программирования и теоретической кибернетики математико-механического факультета СПбГУ
разработан новый конструктор роботов. Для одного из авторов этой статьи (А.Н. Терехова)
вхождение в эту тематику было довольно неожиданным. Вот как он вспоминает эту ситуацию.
Так получилось, что 7-8 лет назад я подарил одному мальчику возраста примерно 8-9 лет конструктор LegoMindstormsNXT с надеждой, что этот мальчик начнет учиться программировать.
Действительно, поначалу все шло очень хорошо, он быстро запрограммировал несколько первых примеров, но потом дело явно застопорилось. Я предложил этому мальчику запрограммировать объезд роботом картонной коробки с тем, чтобы робот мог сделать несколько кругов. Ребенок несколько дней бился над этой задачей, ничего у него не получилось, и он в слезах стал говорить:
«Раз Вы профессор, то Вы и делайте». Тогда я попробовал сам запрограммировать эту задачу и у меня тоже ничего не получилось. Позже я советовался с одним из лидеров движения роботов в нашей стране Сергеем Александровичем Филипповым, преподавателем-методистом президентского лицея 239. Он посмеялся, сказал, что они тоже столкнулись с этой проблемой.
Трудности связаны с тем, что у Lego очень плохие датчики, они срабатывают на отражение от пола,
на другие помехи и, кроме того, моторы не очень точные, поэтому не позволяют повернуться роботу ровно на 90 градусов. В результате робот может, максимум, обогнуть 1-2 угла, а потом он либо утыкается в стенку, либо уходит далеко от коробки. С.А. Филиппов предложил решить эту задачу таким образом — робот должен ехать под углом к стенке, отталкиваться и таким вот зигзагообразным путем объезжать коробку, но меня это решение никак не устроило.
Я начал беседовать с разными людьми, для меня, естественно было начинать с кафедры теоретической кибернетики СПбГУ. Оказалось, что там есть большой активист роботов — Роман
Михайлович Лучин, который руководил студенческими командами по робофутболу. Он тоже посетовал на недостатки существующего материала. Если младших школьников еще как-то можно
296

заинтересовать конструктором Lego и ему подобными, то уже для старших школьников и,
особенно, для студентов вузов — это совершенно не интересно, поскольку каких-нибудь хотя бы минимально нетривиальных задач решить не удается. Я поинтересовался, какие задачи являются примерами нетривиальных задач. Оказалось, что это прежде всего — вертикальный маятник, т.е.
робот, который на ладони может удерживать незакрепленную длинную палку. Если палка наклонится вперед, робот должен проехать вперед и так далее, с тем, чтобы палка все время сохраняла вертикальное положение. В этой задаче очень важна быстрая реакция на датчики
(гироскопы, акселерометры). Если робот не успевает среагировать в реальном масштабе времени,
то палка падает.
Еще более завлекательной мне показалась такая история: в далеком 1972 году заведующий кафедрой теоретической кибернетики ЛГУ, член-корр АН СССР Владимир Андреевич
Якубович (к сожалению, недавно ушедший из жизни) на каком-то международном конгрессе впервые изложил математическую теорию езды на велосипеде — почему велосипед не падает. За все эти годы так и не удалось сделать реальный робот, который управлял бы велосипедом.
Несколько раз в интернете попадались съемки роботов-велосипедистов, бодро едущих, даже с преодолением препятствий, но при внимательном рассмотрении оказывалось, что это все обман.
Либо есть большой груз близко к полу, существенно понижающий центр тяжести и повышающий устойчивость, либо еще какие-нибудь неестественные ухищрения.

Скачать 27,21 Mb.

Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   312   313   314   315   316   317   318   319   ...   553




База данных защищена авторским правом ©psihdocs.ru 2022
обратиться к администрации

    Главная страница