Современные инженерные платформы: основы эффективного внедрения в образовательный процесс

Современные инженерные платформы, среди которых особое место занимает робот‑манипулятор Dobot Magician, открывают перед образовательными организациями уникальные возможности для формирования у школьников ключевых компетенций XXI века: критического мышления, творческого подхода к решению задач, умения работать в команде и применять знания на практике. Эффективное внедрение подобных технологий в учебный процесс требует целенаправленного планирования и использования научно‑методического подхода, обеспечивающего не только техническую готовность, но и педагогическую обоснованность каждой учебной единицы. Простейшие принципы создания учебных модулей с использованием Dobot Magician включают определение целей и задач занятий, разработку сценариев практических упражнений, обеспечение безопасности и технической поддержки, а также формирование критериев оценки учебных результатов.

На начальном этапе достаточно базовой комплектации Dobot Magician: самого робота, вакуумного захвата или простого захвата-«клешни», а также стандартной платформы для установки. Такая минимальная конфигурация позволяет решать широкий спектр учебных задач начального уровня, не требуя подключения датчиков или сложных периферийных устройств.

Важной задачей при старте работы с Dobot Magician является разработка системы базовых заданий, направленных на поэтапное освоение функционала манипулятора. Начинать рекомендуется с простейших упражнений, которые позволяют учащимся освоить интерфейс программной среды, основные команды управления и принципы координатного позиционирования. Примеры таких начальных заданий:

• "Калибровка и ручное управление"

Учащиеся знакомятся с интерфейсом Dobot Studio, учатся вручную управлять положением манипулятора в режиме Teach & Playback, записывать движения и воспроизводить их. Задание развивает понимание системы координат и последовательности операций.

• "Перемещение по точкам"

Создание программы, в которой манипулятор последовательно перемещается по заданным координатам. Например, переместить рабочий инструмент в четыре угла условного квадрата. Задание позволяет закрепить представления об осях X, Y, Z и точности позиционирования.

• "Циклическое рисование геометрических фигур"

Используя крепление для ручки, учащиеся программируют рисование простейших фигур: круга, квадрата, треугольника. Можно усложнить задачу, добавив повторение рисунка в нескольких местах рабочей области.

• "Сортировка объектов по цвету (визуальная имитация)"

Хотя датчиков цвета нет, можно смоделировать сортировку: на стол выкладываются объекты разного цвета (например, кубики), и учащиеся задают координаты, соответствующие каждому «цвету», по которым перемещается манипулятор для «сортировки». Задание тренирует пространственное мышление и работу с условиями.

• "Автоматическая подача объекта из одной точки в другую"

Программа перемещает объект с одного края рабочей зоны на другой. Можно ввести временные задержки, аккуратное опускание и подъем. Дети учатся использовать команду захвата, регулировать движение по высоте.

• "Игра крестики-нолики (основа)"

Учащиеся создают поле 3×3 и программируют отрисовку крестиков и ноликов в разные ячейки. Это упражнение может быть основой для более сложных проектов, включая распознавание и работу с логикой игры.

• "Имитация линии сборки

Простая последовательность операций: манипулятор берёт объект с одного места, перемещает его через «станции» и выкладывает в конце. Каждая станция — это точка с временной задержкой. Задание помогает ввести представление о последовательных процессах автоматизации.

Все эти задания направлены не столько на изучение конкретных технологий, сколько на формирование у учащихся интуитивного понимания работы с манипуляторами, логики алгоритмов, структур управления и основ инженерного подхода. Кроме того, они позволяют дифференцировать задания по уровню сложности — от базовых упражнений до мини-проектов, в зависимости от подготовки учащихся.

При планировании урока важно учитывать уровень подготовки класса и распределять учебное время следующим образом: вводная часть — 10 – 15 минут, демонстрация возможностей робота преподавателем — 10 минут, основная практическая работа в парах или группах — 40 – 50 минут, подведение итогов и рефлексия — 10 – 15 минут. Рекомендуется заранее подготовить шаблон проекта в Dobot Studio, чтобы учащиеся могли сразу перейти к программированию.

Обеспечение безопасности при работе с манипулятором — обязательное условие успешного внедрения. Перед каждым занятием следует проверить надёжность крепления базы и электрических соединений, установить зоны недоступности для посторонних движущихся частей, при необходимости использовать защитные экраны. Учащимся необходимо напоминать о правилах поведения: не приближать руки к активным элементам, не менять конфигурацию манипулятора самостоятельно и соблюдать дисциплину на рабочем месте.

Для оценки результатов освоения учебных модулей с Dobot Magician следует разработать чёткие критерии: качество алгоритма, точность движений, понимание команд, соблюдение инструкции, командная работа. Возможны индивидуальные и групповые формы оценки, включая выполнение контрольных упражнений, защиту мини-проектов и участие в тематических практикумах.

Инженерная платформа Dobot Magician особенно ценна как инструмент перехода от теоретического обучения к деятельностной педагогике. Даже в минимальной комплектации робот позволяет школьникам освоить алгоритмическое мышление, основы автоматизации, координацию в пространстве и первые принципы проектирования. Таким образом, робототехнические технологии становятся не просто «игрушкой» на уроке, а функциональным средством реализации ФГОС и формирования метапредметных результатов.

В долгосрочной перспективе внедрение Dobot Magician следует интегрировать в систему дополнительного образования и профильных кружков. Здесь могут быть реализованы более сложные проекты с участием внешних датчиков, камер и искусственного интеллекта. Однако начинать стоит с простого и понятного: научить робота двигаться, брать, класть и рисовать. Именно эти первые шаги позволяют заложить основы инженерной культуры, сделать обучение практикоориентированным и пробудить у детей интерес к профессиям будущего.

1. Программирование манипулятора в срeде DOBOT BLOCKLY: DOBOT MAGICIAN: Образовательная инженерная платформа/ О.А. Горнов. – М.: Издательство «Экзамен», 2021. – 188[1] с.
2. Журавский Г. В., Пыхтина А., Заяц А. В. Использование робота манипулятора Dobot Magician для изучения автоматизации процессов упаковки продукции // Научные высказывания. 2024. №2 (49). С. 32-36.
3. Заяц А. В., Зубиков А. А. Использование Dobot Magician для формирования инженерного мышления у учащихся 7-8 классов // Научные высказывания. 2023. №10 (34). С. 40-43.
4. Заяц А. В. Манипулятор Dobot Magician как средство профессионального самоопределения учащихся 5-8 классов // Научные высказывания. 2023. №7 (31). С. 26-28.
5. Заяц А. В., Журавский Г. В. Программируемое искусство: узоры с роботом Dobot Magician для обучающих целей // Научные высказывания. 2024. №10 (57). С. 35-40.