Электронный учебно-методический комплекс "Основы робототехники"

В современном мире нас окружают робототехнические и интеллектуальные системы – беспилотные автомобили, умные дома, смартфоны и т.д. Поэтому большое внимание следует уделять знакомству студентов с возможностями робототехники [1].

Введение дисциплины «Основы робототехники» для специальности среднего профессионального образования «Информационные системы и программирование» направлено на популяризацию научно-технического творчества и повышение престижа инженерных профессий, а также способствует развитию навыков решения современных инженерно-технических задач. В процессе работы над проектами студенты получают ценный опыт в сфере управления проектами, работе в команде и решении проблем.

Согласно нормативной базе (закону «Об образовании в РФ») каждая дисциплина должна быть обеспечена учебно-методическим комплексом (УМК). УМК представляет собой учебно-методические материалы на различных носителях, которые определяют содержание каждой дисциплины соответствующей профессиональной образовательной программы, а также методики использования учебно-методического обеспечения, которое необходимо для всех видов аудиторных занятий, а также для организации самостоятельной работы обучающихся. В минимальный состав каждого учебно-методического комплекса электронных средств должны быть включены учебное пособие по дисциплине, дидактические материалы для самоконтроля, текущего контроля знаний, промежуточной и итоговой аттестации, а также лабораторный практикум по дисциплине.

Целью работы является обеспечение учебного заведения современным средством обучения. Задача − разработка электронного учебно-методического комплекса «Основы робототехники» для ГБПОУ «Арзамасский коммерческо-технический техникум»[3]. Согласно календарно-тематическому плану на дисциплину отведено 84 часа, из них 74 часа – это лабораторные работы. Поэтому в комплекс предполагается включить материалы для 5 лекций, 36 лабораторных работ, требования к зачетному проекту, 3 теста для индивидуального прохождения, 3 теста для командного прохождения, фотогалерею, видеогалерею и информацию о соревнованиях по робототехнике.

Занятия робототехникой дают студентам возможность конструировать, программировать и исследовать роботов. Работа над такими проектами требует знаний из разных областей, начиная с физики, электроники и заканчивая программированием. В процессе работы студенты получают ценный опыт работы с информацией, управления проектами и работе в команде при решении инженерных задач.

Большая часть дисциплины отводится на лабораторные работы. Обучение ведется на базе наборов Lego Mindstorms NXT, в который входят детали Lego, различные датчики, двигатели и микроконтроллер NXT, а также среда программирования. Всё это делает набор серьезным инструментом, позволяющим решать задачи разного уровня сложности [2].

Продукт, созданный в данной работе, представляет собой мультимедийную обучающую систему, которая позволяет гармонично объединить лекции с демонстрацией учебного материала, лабораторный практикум, тестирующие системы текущего контроля и промежуточной аттестации.

В комплексе также представлены дополнительные материалы, призванные заинтересовать и расширить кругозор студентов, а также дать возможность продолжить знакомство с дисциплиной вне занятий [4].

Комплекс содержит следующие разделы:

Теоретическая часть. В этом разделе можно найти лекции, презентации для их сопровождения и обзор используемых инструментов.

Практическая часть. Здесь находятся методические указания к лабораторным работам. Также в этом разделе можно найти и скачать образец отчета, который студенты оформляют в конце каждого занятия, и руководство по сборке стандартной модели робота, с этой моделью студенты работают на первых занятиях. Такое руководство есть в электронном и в печатном виде.

Тесты. В этом разделе находятся тестирующие системы для индивидуального и командного прохождения. Тесты для индивидуального прохождения предполагается использовать на лабораторных занятиях, а тест для командного прохождения – на лекционных.

В данном случае для контроля используется компьютерный тест со случайной выборкой вопросов. Тестовые вопросы подаются испытуемому в случайном порядке. Выборка осуществляется из базы в 15 вопросов, а студент должен ответить на 10 из них.

Для того, чтобы избежать негативных последствий неудачного прохождения тестирования, при создании теста применялся принцип дружелюбности, т.е. при выводе результата тестирования на странице отображается не только итог тестирования, но и ободряющий комментарий-афоризм.

В разделе дополнительные средства можно найти дополнительные задания для студентов, список тем для рефератов и требования к оформлению зачетного проекта.

В комплексе есть фото- и видеогалерея. Здесь пользователи могут посмотреть фотографии с соревнований по робототехнике, с профориентационных мероприятий и фотографии с самих занятий. Все фотографии и видео, которые представлены в комплексе, авторские. Интернетом при наполнении не пользовались.

Если студентов заинтересует предмет, они могут воспользоваться разделом «Соревнования и конкурсы», где найдут информацию о соревнованиях по робототехнике, в которых планируется участие в ближайшее время. Если студенты захотят принять в них участие, то они могут обратиться к преподавателю за консультацией и для подготовки к соревнованию.

При создании системы использованы язык гипертекстовой разметки HTML, JavaScript и современное средство оформления Web-страниц CSS [5]. Для наиболее корректной работы рекомендуется открывать данный продукт в браузерах Google Chrome, Opera.

Данный учебно-методический комплекс позволяет организовать учебный процесс так, чтобы он стал познавательным, творческим и успешным, формирует позитивное отношение и активный интерес студентов к изучаемому материалу.

Библиографический список

1. Образовательная робототехника: дайджест актуальных материалов / ГАОУ ДПО «Институт развития образования Свердловской области»; Библиотечно-информационный центр; сост. Т.Г. Попова. – Екатеринбург: ГАОУ ДПО СО «ИРО», 2015. – 70 с.
2. В. В. Тарапата, Н. Н. Самылкина. Робототехника в школе: методика, программы, проекты [Электронный ресурс] / Эл. изд. — Электрон. Текстовые дан. (1 файл pdf : 112 с.). — М. : Лаборатория знаний, 2017. ISBN 978-5-00101-531-4
3. Филиппов С.А. Уроки робототехники. Конструкция. Движение. Управление [Электронный курс] / С.А. Филиппов; сост. А.Я. Щелкунова. - Эл.изд. - Электрон. текстовые дан. (1 файл pdf : 179 c.). - М. : Лаборатория знаний, 2017.
4. Пакшина Н.А. Введение в компьютерные технологии обучения: учеб. Пособие – Нижний Новгород: НГТУ, 2010. – 201 с.
5. Пакшина, Н.А. Емельянова Ю.П. Основы построения тестов и тестирующих программ – Нижегород. гос. техн. ун-т. им. Р.Е.Алексеева. – Нижний Новгород, 2014. – 164 с.