Министерство образования и науки Российской Федерации
Министерство образования Саратовской области
Национальный исследовательский Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
Саратовский областной институт развития образования
Комитет по информатизации Саратовской области
Комитет по образованию администрации муниципального образования «Город Саратов»
Автономная некоммерческая организация «Информационные технологии в образовании»
Автономная некоммерческая организация «Научно-исследовательский центр «Образование. Качество. Отрасль»»
IX Всероссийская (с международным участием) научно-практическая конференция
«Информационные технологии в образовании»
«ИТО-Саратов-2017»
2-3 ноября 2017 года, г. Саратов

Деятельность центра молодежного инновационного творчества «Спектр» в коллаборации с образовательными учреждениями

Авторы: Монахова Ольга Александровна 1, Кандидат физико-математических наук, Норкин Дмитрий Андреевич 2, Абдуллин Валерий Филарисович 3, кандидат технических наук
1 Центр молодежного инновационного творчества Спектр, 2 Центр молодежного инновационного творчества «Спектр» г.Энгельс, 3 Центра молодежного инновационного творчества «Спектр» г.Энгельс

В 2013 году в рамках программы господдержки малого и среднего предпринимательства министерством (МСП) экономического развития Саратовской области инициировано создание центров молодежного инновационного творчества (ЦМИТ) – имущественных комплексов для осуществления деятельности в сфере высоких технологий, включающих в себя оборудование, ориентированное на технологии прямого цифрового производства и позволяющее выполнять на основе современных технологий быстрое прототипирование, изготовление опытных образцов, единичной и мелкосерийной продукции. Пользователями ЦМИТ являются дети и молодежь до 30 лет, использующие оборудование центра на безвозмездной основе, и МСП. На данный момент в Саратовской области действуют двенадцать ЦМИТ: пять из них расположены в Саратове, два – в Энгельсе, по одному – в Балаково, Петровске, Пугачеве, Калининске и Красноармейске.

ЦМИТ является объектом МСП, статьями дохода которого являются выполнение заказов на оборудовании центра, проведение инженерных занятий для детей и подростков, мелкосерийное производство, тем не менее он остается площадкой, главной задачей которой является бесплатно познакомить молодежь с новыми технологиями – робототехникой, цифровым производством, моделированием, прототипированием и работой на станках! ЦМИТ «Спектр», начавший свою работу летом 2017 года в центре Энгельса, на регулярной основе проводит открытые мастер-классы и экскурсии по научно-техническим развивающим траекториям, карта которых представлена на рис. 1. В проектах центра – проведение дней открытых дверей, выставок, конкурсов, конференции.

Рис. 1

 

Для организации развивающих занятий в центре оборудовано восемь компьютерных рабочих мест, также оснащенных робототехническими конструкторами LegoEducationWeDo 2.0, LegoEducationMindstormsEV3, электронными конструкторами «Микроник», «Матрёшка» и «Амперка». На каждом рабочем месте обеспечен доступ к программному обеспечению двух- и трехмерного моделирования (для последующего вывода на станках с числовым программным управлением (ЧПУ) - лазерном, фрезерном и токарном станках), программирования лего-роботов и роботов на платформе Arduino и др. Программные среды, обеспечивающие работу всех развивающих траекторий, являются свободно распространяемыми, не требующими лицензии.

Работа с образовательными конструкторами Lego Education WeDo 2.0 позволяет познакомиться с основами механики, физики и программирования, строить модели машин и животных, программировать их действия и поведение, ориентирована на развитие навыков художественного и технического моделирования и игровое творчество.

Работа с образовательными конструкторами LEGO EV3 позволяет познакомиться с основными деталями, принципами крепления, видами механических передач, конструировать и программировать сложные механизмы. Изучение простейших регуляторов (релейный, пропорциональный) позволить слушателям принимать участие в разноуровневых состязаниях роботов.

Студия анимации и игрового программирования позволит начать изучение основ алгоритмизации и программирования в среде Scratch, в которой имеется дополнительная возможность сопряжения с робототехническим комплексом Lego WEDO. Это позволят создавать интерактивные анимационные сцены, управление которыми будет осуществляться с помощью робототехнического конструктора LEGO WeDo, таким образом, появляется возможность управлять цифровым (компьютерным) миром из реально существующего, материального мира и наоборот.

В лазерной мастерской «Арт-дизайн» изучаются методы генерации дизайнерских идей и управление креативностью, особенности работы с векторной графикой, создаются модели для резки на лазерном станке, основы композиции и теории цвета, макеты графических объектов дизайна (например, интерьерные аксессуары, открытки, плакаты, газеты, настольные игры и др.).

Наглядная геометрия позволит начать изучение данного предмета школьниками 5-6 классов, направлен на развитие геометрических представлений и конструктивных умений. Особенностью является то, что геометрические задачи решаются на компьютере, в среде векторного редактора и с помощью технологий программирования, при этом не требуется знаний специальных формул и теорем, а также навыков программирования.

В курсе программирования игр на языке Python слушатели будут писать много полезных, интересных и забавных программ и компьютерных игр, смогут управлять событиями в мире Minecraft с помощью написанного ими кода, что научит его программировать на одном из популярных и простых языков - на языке Python. В курсе веб-программирования игр на языке JavaScript слушатели будут и рисовать, и играть, и переносить воображаемый мир на веб-страницы с помощью одного из самых востребованных языков программирования современности.

Инженерия будущего знакомит с принципами пневмоавтоматики и мехатроники, теорией изобретательских задач, позволит работать с моделями автоматизированного производства. Курсы по электронике позволят осуществить сборку настоящих электронных устройств своими руками, сначала с использованием готовых конструкторов, а затем, в мастерской «Сделай сам», происходит знакомство с принципами и методами разработки, конструирования и программирования электронных устройств на базе вычислительной платформы Arduino: трехмерное проектирования и изготовление корпуса с помощью аддитивных технологий, разработка электронного устройства и его программирование, в том числе разработка управляющего мобильного приложения.

Неотъемлемым условием эффективного функционирования ЦМИТ является сотрудничество с аналогичными центрами, предприятиями и образовательными учреждениями (ОУ) города. Что касается последних, продуктивным видится встраивание представленных развивающих траекторий в образовательные программы ОУ на всех уровнях образования:

1.       на уровне дошкольного образования речь идет о включении робототехники LegoWeDo в познавательно-исследовательскую и экспериментальную деятельность детей, которое будет направлено на развитие мелкой моторики и воображения, обеспечит игровую, конструкторскую и творческую активность воспитанников;

2.       на уровне начального общего образования для получения предметных результатов рекомендуется включение:

4.1   робототехники LegoWeDo и программирования в среде Scratch в программы предметной области «Математика и информатика» для использования начальных математических знаний при описании и объяснении окружающих предметов, процессов, явлений, овладения основами логического и алгоритмического мышления, наглядного представления данных и процессов, записи и выполнения алгоритмов;

4.2   робототехники LegoWeDo в программы предметной области «Технология» для творческого решения несложных конструкторских, художественно-конструкторских (дизайнерских), технологических и организационных задач;

4.3   электроники «Микроник» в программы предметной области «Обществознание и естествознание» для освоение доступных способов изучения природы (наблюдение, запись, измерение, опыт, сравнение, классификация и др., развитие навыков устанавливать и выявлять причинно-следственные связи в окружающем мире.

3.       на уровне основного общего образования для получения предметных результатов рекомендуется включение:

3.1   робототехники Lego EV3, наглядной геометрии, программирования в среде Scratch, на языках JavaScriptи Python, двух- и трехмерного моделирования под станки с ЧПУ и оборудование для 3D-печати в программы предметной области «Математика и информатика» для умения моделировать реальные ситуации, исследовать построенные модели, интерпретировать полученный результат; развития пространственных представлений, навыков геометрических построений, формирования систематических представлений о плоских и  пространственных телах, развития умений применять изученные понятия, результаты, методы для решения задач практического характера с использованием компьютера;

3.2   робототехники LegoEV3, двух- и трехмерного моделирования под станки с ЧПУ и оборудование для 3D-печати, прототипирования робототехнических систем на электронных компонентах «Амперка» в программы предметной области «Технология» для развития инновационной творческой деятельности обучающихся; овладения средствами и формами графического отображения объектов или процессов, методами учебно-исследовательской и проектной деятельности, решения творческих задач, моделирования, конструирования и эстетического оформления изделий;

3.3   робототехники LegoEV3, электроники «Матрёшка» и «Амперка», инженерии будущего в программы предметной области «Естественно-научные предметы» для понимания возрастающей роли естественных наук и научных исследований в современном мире; приобретения опыта простых экспериментальных исследований; понимания физических основ и принципов действия машин и механизмов, средств передвижения, бытовых приборов, промышленных технологических процессов.

4.       на уровне среднего общего образования для получения предметных результатов рекомендуется включение:

4.1   программирования на языках JavaScriptи Python, двух- и трехмерного моделирования под станки с ЧПУ и оборудование для 3D-печати в программы предметной области «Математика и информатика» для сформированности умений моделировать реальные ситуации, исследовать их, интерпретировать полученный результат; владения навыками и опытом разработки программ в выбранной среде программирования, включая тестирование и отладку программ.

4.2   прототипирования робототехнических систем на электронных компонентах «Амперка», инженерии будущего в программы предметной области «Естественно-научные предметы» для сформированности умения исследовать и анализировать разнообразные физические явления и свойства объектов.

При невозможности встраивания развивающих траекторий в учебный процесс ОУ перспективным видятся создание на базах ОУ востребованных детских и молодежных объединений, факультативов, научных сообществ, лабораторий, действующих во внеурочное время для организации совместных исследований, разработок и мероприятий (конкурсов, олимпиад, конференций), направленных на выявление одаренных детей и творческой молодёжи.

Вид представления доклада  Устное выступление и публикация

В статусе «Черновик» Вы можете производить с тезисами любые действия.

В статусе «Отправлено в Оргкомитет» тезисы проходят проверку в Оргкомитете. Статус «Черновик» может быть возвращен тезисам либо если есть замечания рецензента, либо тезисы превышают требуемый объем, либо по запросу участника.

В статусе «Рекомендован к публикации» тезис публикуется на сайте. Статус «Черновик» может быть возвращен либо по запросу участника, либо при неоплате публикации, если она предусмотрена, либо если тезисы превышают требуемый объем.

Статус «Опубликован» означает, что издана бумажная версия тезиса и тезис изменить нельзя. В некоторых крайне редких ситуацих участник может договориться с Оргкомитетом о переводе тезисов в статус «Черновик».

Статус «Отклонен» означает, что по ряду причин, которые указаны в комментариях к тезису, Оргкомитет не может принять тезисы к публикации. Из отклоненных тезис в «Черновики» может вернуть только Председатель программного или председатель оргкомитета.