Будущее робототехники: обзор технологического образования в России

В начале мая 2024 года президент России Владимир Путин подписал указ «О национальных целях развития Российской Федерации на период до 2030 года и на перспективу до 2036 года». В документе, в частности, сказано, что Россия должна войти в топ-25 ведущих стран мира по показателю плотности роботизации.

Документ предполагает обеспечение технологической независимости и формирование новых рынков. Речь идет о таких отраслях, как беспилотные авиационные и транспортные системы, средства производства и автоматизации, экономика данных, цифровая трансформация, а также искусственный интеллект.

Для достижения поставленных президентом целей требуются специалисты, подготовка которых предусмотрена в том числе обновленным законом «Об образовании». Согласно ему, в школы с 1 сентября 2024 года возвращается предмет «труд». Он будет состоять из модулей, часть из которых напрямую направлены на подготовку будущих робототехников и создателей электроники.

«Мир робототехники» решил подробнее познакомиться с федеральной рабочей программой основного общего образования «Технология», по которой будет строиться работа на уроках труда в 5–9 классах.

Основная задача курса, которая постулируется в пояснительной записке к программе, заключается в выработке у школьников умений и знаний для «преобразования материи, энергии и информации» в соответствии с экономическими, социальными, экологическими потребностями страны и общества. Молодые специалисты должны научиться проектной и исследовательской деятельности, а также быть готовыми предложить, разработать и создать новые технологии.

Обучить всему этому школьников планируется посредством восьми модулей.

«Робототехника»

Пожалуй, ключевой для нашего издания модуль.

В 5 классе учащиеся будут знакомиться с автоматизацией и роботизацией, принципами работы, классификацией и функциями роботов, робототехническими конструкторами, схемами и базовыми принципами программирования.

Темами для шестиклассников станут мобильная робототехника и транспортные роботы. Школьники научатся организовывать перемещение устройств, познакомятся с контроллерами, моторами и датчиками. В завершение они должны будут подготовить первый учебный проект по робототехнике.

7 класс — время для изучения промышленных и бытовых роботов, основных инструментов и команд их программирования. Школьники начнут реализовывать алгоритмы управления отдельными компонентами и роботизированными системами, анализировать и проверять их работоспособность, после чего улучшать конструкцию роботов. За этим последует второй учебный проект.

Темами следующего учебного года станут история развития и применения беспилотных авиационных систем. Восьмиклассники узнают о принципах работы и назначении основных блоков, оптимальных вариантах конструкции, основных принципах автоматического и беспроводного управления, системах обратной связи и датчиках. После этого школьникам будут предложены несколько тем для учебного проекта на выбор.

В завершение курса — в 9 классе — речь пойдет о робототехнических системах для автоматизации производственных линий. Также будут изучаться системы интернета вещей, конструирование и моделирование с использованием автоматизированных систем с обратной связью, алгоритмы и программы по управлению беспроводными роботизированными системами.

Итогом модуля должен стать научно-практический проект по робототехнике.

«Производство и технологии»

Этот модуль является наиболее общим из всех доступных. Он познакомит обучающихся с технологическими процессами, техническими системами, материалами, производством и профессиональной деятельностью.

Школьники узнают, какие существуют материалы, как строится технологический процесс, какова роль техники в производственной деятельности. Они также научатся проводить мозговые штурмы, использовать методы интеллект-карт, фокальных объектов и получат навыки проектной деятельности. Темами уроков станут моделирование, кинематические схемы, конструирование, документация, информационные и перспективные технологии.

Модуль содержит информацию о цифровизации и управлении производствами, а также о современной техносфере, то есть проблемах взаимодействия технологий и природы.

С 8 по 9 класс занятия будут посвящены системам управления и их устойчивости, видам производства, биотехнологиям и биоэнергетике. Кроме того, будут изучаться вопросы рынка труда, квалификации, корпоративной и предпринимательской культуры, ценообразования и новых рынков.

«Технологии обработки материалов и пищевых продуктов»

Технологии обработки конструкционных материалов, технологические карты, история и современность использования различных материалов, основные технологические операции работы с ними — все этой войдет во второй обязательный модуль.

Кроме того, в рамках модуля ученики должны будут выполнить индивидуальные проекты: изделия из дерева, текстиля, металла, конструкционных и поделочных материалов, — а также групповые проекты, касающиеся питания и обработки пищевых продуктов.

Изучение модуля рассчитано на три года — с 5 по 7 класс.

«3D-моделирование, прототипирование, макетирование»

Этот модуль стартует с 7 класса. Здесь школьники глубже изучат моделирование и макетирование, разработку графической документации, компьютерное моделирование, в том числе в формате 3D. Кроме того, учащиеся узнают, что такое прототипирование и аддитивные технологии.

Также будут изучаться этапы аддитивного производства, правила безопасного пользования 3D-принтером и основные настройки для выполнения печати.

«Компьютерная графика. Черчение»

Последний из пяти обязательных модулей курса. Он посвящен понятиям о графической информации, графической грамоте, материалам и инструментам, правилах построения чертежей.

Школьники узнают, как составлять проектную документацию, оформлять чертежи, использовать для этого различные программы, разрабатывать планы создания 3D-моделей. В 9 классе речь пойдет о системе автоматизации проектно-конструкторской работы — САПР. Ее изучению планируется посвятить весь год.

«Автоматизированные системы»

Первый и единственный из трех необязательных модулей, который посвящен непосредственно высоким технологиям. Выбрать его можно будет начиная с 8 класса.

Учащиеся познакомятся с процессом автоматизации, общими принципами управления технологическим процессом, узнают об обратной связи, ошибках регулирования и корректирующих устройствах.

Кроме того, школьники научатся создавать электрические цепи, разработают стенд программирования модели автоматизированной системы, создадут простые алгоритмы и программы для управления технологическим процессом.

 

Итог

Обзор образовательной программы оставляет неоднозначное впечатление. С одной стороны, навыки, которые школьники должны будут получить, во-первых, интересные, а во-вторых, можно сказать, необходимые в современном мире. Учитывая рост спроса на роботизацию, особенно в промышленности, профессионалы, которые умеют все то, чему планируется обучать школьников на уроках труда, будут крайне востребованы на профильном рынке.

Однако некоторые вопросы вызывает рекомендованное число часов для изучения технологии. Всего 272 часа на все модули и учебные годы. Таким образом в 5, 6 и 7 классах будет всего по два урока в неделю, а в 8 и 9 — по одному. При этом в 8 классе предполагается добавить один дополнительный час за счет внеурочной деятельности, а в 9-м — два.

Возникает вопрос: хватит ли такого количества уроков для того, чтобы овладеть всеми заявленными навыками? И еще один вопрос: а готовы ли школы к такой нагрузке?

Стоит отметить, что модернизация образовательных учреждений предусмотрена национальным проектом «Образование», который реализуется с 2019 года. По словам вице-премьера Татьяны Голиковой, в апреле 2024 года уровень достижения целей нацпроекта составляет 99,9%.

В 2023 году появились широчайшие возможности для дополнительного образования: были созданы 3 тысячи центров «Точка роста» для естественно-научного и технологического образования, более 300 детских технопарков «Кванториум» и 261 центр «IT-куб», в которых школьники могут освоить современные технологии.

Такие показатели из официальных источников вселяют оптимизм, дарят надежду на то, что будущее российской робототехники готовится уже сегодня.

19.06.2024
Аркадий Гончаров
Фото: Midjourney

Мы рекомендуем: