Концепция интегрированного обучения роботике

Современное инженерное обучение не может быть основано на одном определённом методе обучения и тем более не таком классическом, как лекция-упражнение. Большинство молодых людей (и старших учеников) живут полноценной жизнью в информационном обществе и проводят большую часть своего времени в Интернете, что означает, что традиционные методы обучения используются все меньше и меньше. В связи с этим инженерное обучение следует так же перенести в информационное общество, не теряя при этом в качестве и доле практической работы.

Интегрированная концепция обучения мехатронике и роботике включает в себя как стандартные учебные материалы, так и новые подходы, которые методически связаны в единое целое.

Следующий пример может быть полезным для школ при запуске системы обучения роботики, а так же при реализации разнообразных возможностей для практического обучения в области техники.

Концепция включает в себя следующие учебные материалы:

• Обычный учебник-справочник, например “Integrated Systems & Design” ISBN:978-9985-59-850-4.
• Сборник практических упражнений, например как данная книга.
• Домашняя Лаборатория Роботики.
• Домашняя Лаборатория Мехатроники.
• Сеть учеников и учитeлей роботики http://www.roboticlab.eu.

Теоритические материалы состоят из традиционных учебников-справочников и сборников практических упражнений.

Практическая часть состоит из Домашней Лаборатория Роботики и среды программирования роботов - Удалённой Лаборатории. Домашние Лаборатории образуют единое целое с Удалённой Лабораторией, что означает, что ученик может упражняться дома с одиночными функциями, например в том, как управлять различными двигателями или использовать датчики. В то же время у него есть возможность применить свои свежие знания в управлении системы через интернет. Системой является реальное оборудование (например, мобильный робот), которое можно программировать и управлять с помощью Удаленной Лаборатории. Робот построен из тех же компонентов, которые содержатся в Домашней Лаборатории, что позволяет применить приобретённые умения испробовать на целой системе. Обратную связь о движениях и действиях робота можно получить с помощью видео камер.

Среда Домашней Лабораторий Роботики
http://home.roboticlab.eu

Среда Удалённой Лаборатории
http://distance.roboticlab.eu

Процесс обучения в рамках одной темы/лаборaторной работы описан в следующей схеме.

Тема начинается с вводной лекции, которая может происходит в виде классической контактной лекции, удалённой онлайн лекции или видео лекции. Видео лекция важна для тех, кто не смог посетить обычную лекцию или для желающих прослушать её повторно. Лекция, ознакомляющая с темой, содержит практические примеры с комментариями учителя. Теоретическую часть поддерживает учебник и теоретическая часть сборника заданий.

После представления темы следует самостоятельная практическая работа. Практическая работа состоит из экспериментирования с решениями, приведёнными в качестве примера, изменения их в соответствии с “Заданием для разогрева” и самостоятельного задания, которое назначается учителем из части “Задания”. Практическая работа проводится при помощи Домашней Лаборатории или другого комплекта роботики, который поддерживается теоретическим и практическим руководством, Удалённой Лабораторией и сетью. На важном месте находится среда поддержки учеников и учителей и форум. В форуме можно получить помощь, как и от учителей, так и от соучеников.

Результаты практических упражнений оформляются в отчёт и отправляются учителю или, если используется система электронного обучения, загружаются в соответствующую систему вместе с работающими в машинном коде решениями. Отчёт содержит обычно описание работы и исходный код решения, которое должно содержать ясные и понятные комментарии.