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.

Teema algab sissejuhatava loenguga, mis võib toimuda klassikalise kontakttunnina, kaugloenguna (juhul kui õpetaja on eemal) või videoloenguna. Videoloeng on oluline isegi sel juhul, kui toimub tavaloeng, võimaldades nii ka puudunud õpilastel loengumaterjalist osa saada või osalenud õpilastel soovi korral loeng üle vaadata. Teemat tutvustav loeng sisaldab endas praktilise näite koos läbitegemist ja õppetajapoolset protsessi kommenteerimist. Teoreetilist osa toetab õpik ja harjutuste kogu teoreetiline osa.

Teema tutvustusele järgneb iseseisev praktiline töö. Praktiline töö koosneb näitelahenduse katsetamisest, selle muutmisest vastavalt “Soojendusülesandele” ja iseseisvast harjutusülesandest, mille määrab õpetaja praktiliste tööde “Harjutusülesannete” osast. Praktiline töö teostatakse Kodulaboriga või mõne muu robootika komplektiga, mida toetab teoreetiline ja praktiline juhend, Kauglabor ja veebikeskkond. Olulisel kohal on siinjuures õpetajate ja õpilaste tugikeskkond ja võrgustik, mis peaks iseseisvale tööle igakülgset abi pakkuma. Foorumis saab küsida abi nii juhendajalt kui ka kaasõpilastelt.

Praktilise harjutuse tulemused vormistatakse aruandeks ja saadetakse õpetajale või, kui kasutusel on e-õppe süsteem, laetakse koos töötavate masinkoodis lahendustega vastavasse süsteemi. Aruanne sisaldab tüüpiliselt töö kirjeldust ja lahenduse lähtekoodi, mis peab olema selgelt ja arusaadavalt kommenteeritud.