Дети выбирают свой собственный курс в соревнованиях по робототехнике

2 декабря 2021 г.
Александр Глейвс /
Новости, Provo STEM, Связи с общественностью, Преподавание и обучение

Группы учеников 5-6 классов сгрудились вокруг четырех роботов ручной работы. Каждая машина была припаркована на большом коврике с круглой мишенью. На поверхности были разбросаны безделушки разных форм и размеров.

Эми Розенвалл, модератор, медленно вела обратный отсчет. "3... 2... 1... Начинаем!" Каждая команда детей судорожно, но методично указывала на участки коврика и болтала, пока одноклассник, выбранный из их группы, управлял роботом с помощью iPad.

Жаркое состязание стало кульминацией двухмесячной работы детей, их учителей и специалиста по учебным программам STEM округа Розенвалл. Каждые несколько месяцев Розенвалл обращается к новым учителям, чтобы узнать, не хотят ли они принять участие в соревнованиях по робототехнике (хотя иногда учителя сами разыскивают ее или просят принять участие во второй раз). Когда учителя соглашаются, они обязуются каждый день выделять время, чтобы их ученики могли поработать над своими машинами. Как правило, это время достаточно ненавязчиво - 30 минут в день, хотя к концу проекта оно обычно увеличивается из-за спроса.

Перед тем как приступить к работе, им рассказывают о задачах, которые должен решить их робот. Им не объясняют, как они должны решать эти задачи. Им не дают пошаговых инструкций по созданию робота. Не дается и чистой программы, которая позволит легко управлять роботом.

Одним из основных принципов инженерной деятельности, который, по мнению Розенвалла, важно внедрить в сознание молодых людей, является решение проблем. Поэтому, когда группа учеников обнаруживает, что их робот не работает, они не могут просто обратиться за помощью к учителю. Даже если они попытаются это сделать, учитель зачастую будет знать о проблеме меньше, чем они сами. Вместо этого им приходится копаться в коде, написанном для машины, и самостоятельно решать проблему. В прошлом году, когда команда студентов столкнулась с аппаратной проблемой с когтистым манипулятором, они смогли связаться со студентами из другой школы и решить проблему.

Розенвалл часто наставляет и вдохновляет, рассказывая анекдоты, которые она приобрела за годы работы. Когда студенты затрудняются решить, что они будут использовать для перемещения объектов в центр мишени, что является целью конкурса, она рассказывает им историю из своей жизни в качестве учителя.

Когда она готовила своих учеников к конкурсу научной олимпиады, единственным мероприятием, в котором они не могли участвовать, был курс робототехники. В то время это были соревнования боевых роботов в стиле сумо. Однако набор для робототехники был слишком дорог. И она, и весь класс смирились с тем, что это им не по карману. Однако один из учеников не хотел, чтобы такая вещь, как дорогой набор для робототехники, стояла у него на пути. Утром в день проведения научной олимпиады, когда все загрузились в автобус, он подошел к Розенваллу и сообщил, что у него есть робот для конкурса battlebots. В свободное от работы время он взял одну из своих дешевых RC-машинок и с помощью скотча прикрепил к ней самодельный металлический совок, чтобы создать некое подобие бульдозера.

Спасибо за креатив, давайте попробуем, подумала она про себя и решила, что они могут хотя бы бросить свою шляпу в кольцо. Последнее место было лучше, чем никакого. В первом раунде у команды соперников был прекрасный робот стоимостью 1 000 долларов, и казалось смешным выставлять против него свою игрушку из макгивера (на самом деле команда соперников смеялась). Затем RC-машина подъехала к тысячедолларовой машине, подняла ее в совок и выкинула за пределы ринга сумо. Она едва могла поверить в то, что увидела. Конечно же, ей представилась возможность увидеть это снова... и снова... и снова, ведь их Маленький робот, который мог, занял первое место в соревновании боевых роботов. Эта история преподносит много важных уроков. Многие препятствия лучше преодолевать, применяя методы решения проблем, а не вливая в них деньги. Энтузиазм детей часто оказывается сильнее цинизма взрослых. И, конечно, один из самых главных выводов, который делают многие школьники, - совочки - это отличный.

Трудно переоценить значение того, что Розенвалл сделала в рамках этой программы. Изначально она ставила перед собой задачу вооружить каждый учительский класс набором робототехники, чтобы способствовать обучению STEM в классе. Эта цель казалась достойной восхищения, но опыт и интуиция Розенвалл подсказали ей, что существует более эффективный способ достижения цели - привить любовь к обучению и STEM в сердцах учеников класса. Вместо того чтобы дарить каждому учителю набор для робототехники, она объединила имеющиеся у нее наборы и разработала двухмесячный курс, кульминацией которого стало соревнование в классе.

Благодаря тому, что участвующие в проекте классы имеют цель, над достижением которой они работают, студенты постоянно полны энтузиазма. У них есть необходимый стимул для преодоления препятствий, которые могут встать на их пути. А поскольку в каждом классе имеется 4 или около того комплекта робототехники, учащиеся имеют возможность и разобраться в тонкостях работы машины, и эффективно работать в небольшой команде.

Подобные мероприятия, как известно, привлекают исключительно мужскую аудиторию. Одной из целей Розенвалла было привлечь девочек в каждом классе и привить им чувство удивления с самого раннего возраста. Для этого она обнаружила, что девочки гораздо охотнее участвуют в робототехнике, если видят, что за их действиями стоит история. Соревнования в классе частично направлены на создание такой истории. И, судя по группам девочек, кричащих и показывающих на своего робота по истечении времени, она добилась огромного успеха.

В настоящее время программа относительно невелика. Всего существует около 4 комплектов, то есть во всем округе одновременно могут участвовать четыре класса. Однако для своего размера и бюджета программа значительно превосходит свою весовую категорию. Одним из прекрасных аспектов программы является ее масштабируемость. Больше средств - больше наборов для робототехники, что, в свою очередь, позволит большему числу детей получить тот уровень знаний, который возможен благодаря этой программе.