- Języki programowania wizualnego (Scratch);

- Python;

- Arduino Language (С / С ++).

- Algorytmy;

- Zmienne;

- Pętle;

- Warunki;

- Podprogramy, funkcje;

- Argumenty.

- Naukę i pracę z językami programowania C++ i Python;

- Pracę z różnymi urządzeniami peryferyjnymi;

- Projektowanie modeli własnych robotów;

- Pracę z narzędziami (lutownica, oscyloskop, multimetr);

- Tworzenie własnych urządzeń elektronicznych;

- Pracę z wizją komputerową.

Autor artykułu:

Evgeny Petrikeev

embedded engineer w ImPRO

Szkoła robotyki i programowania R0B0C0DE to sieć edukacyjna z dużą liczbą programów dydaktycznych, przeznaczonych dla dzieci w wieku od 8 do 16 lat. Wszystkie dzieci uczęszczają na podstawowe kursy, które opierają się na pracy z platformą Arduino i wizualnym językiem programowania, takim jak Scratch For Arduino lub ArduBlock. Dziecko może wybrać jeden z oferowanych kierunków. Kierunek robotyki obejmuje:

Robotyka jest coraz bliższa i bardziej znana dzieciom, dlatego jest to dobry moment i sposób nie tylko na naukę budowania konstrukcji, ale także zanurzenie w świat nauk IT. Jedną z niedrogich i prostych platform do praktykowania robotyki jest płytka włoskiego producenta - Arduino. Jego zaletą jest napisanie dużej liczby programów i zadbanie dewelopera o uproszczenie platformy za pomocą gotowych konstrukcji, które znacznie upraszczają pracę z mikroprocesorem. Kursy Arduino dla dzieci pomagają w rozwijaniu zarówno logicznego myślenia, jak i logicznego myślenia. Kursanci uczą się pracy z elementami elektronicznymi, tworząc własnego robota, w ten sposób stawiają pierwsze kroki w świecie programowania, opanowując algorytmy i przekładając swoje pomysły na realne projekty.

W dzisiejszych czasach można uczyć programowania na różne sposoby, używając różnych języków programowania, takich jak:

Każdy z tych języków ma swoje ograniczenia i zalety, opisane poniżej w formie tabeli:

Na podstawie danych możemy stwierdzić, że praca z tymi językami jest pożądana i, w zależności od stopnia skomplikowania, istnieje możliwość wyboru dla dziecka najbardziej odpowiedniego narzędzia do tworzenia pierwszych programów. Język Arduino stosowany jest jako podstawa większości metod nauczania z zakresu robotyki, a same lekcje programowania Arduino oferowane są w szkołach robotyki i programowania dla dzieci i młodzieży.

Pierwsze kroki nauki Arduino zaczynają się od przyswojenia podstawowych pojęć elektrycznych. Będą one stanowić bazę do dalszego projektowania robotów, dlatego bardzo ważne jest, aby dzieci wiedziały, dlaczego bateria ma biegunowość „+" i „-" i jak jej nie mylić, dlaczego silnik kręci się, i jak działa dioda LED. Są to proste informacje, podawane za pomocą przykładów, które wywołują u dzieci skojarzenia ułatwiające zapamiętanie otrzymanych treści i ich zrozumienie. Bardzo ważne jest utrwalanie zdobytej wiedzy, aby nie została ona zapomniana, dlatego kurs jest skonstruowany w taki sposób, by od czasu do czasu wszystko, czego dziecko nauczyło się na pierwszej lekcji, powtarzało w połowie i na końcu roku. W przeciwieństwie do budowy konstrukcji i pojęć elektrycznych, programowanie wraz z myśleniem logicznym u dzieci działają znacznie słabiej. Dzieciom trudniej wyobrazić sobie coś abstrakcyjnego i niezauważalnego, co nie pozwala na szybkie opanowanie podstawowych konstrukcji programistycznych, takich jak:

Wszystkie konstrukcje będziemy poznawać podczas kursów robotyki i programowania. Głównym celem jest, aby dziecko samodzielnie zastosowało w praktyce całą zdobytą wiedzę i potrafiło samodzielnie budować złożone algorytmy.

Z biegiem czasu w programie pojawią się nowe czujniki i urządzenia elektroniczne, tworzone za pomocą różnych interfejsów komunikacyjnych, co również ściśle pokrywa się z programowaniem, więc dzieci poznają konstrukcje bardziej szczegółowo, aby budować złożone algorytmy do pracy z urządzeniami peryferyjnymi.

Robotyka obejmuje wiele nauk i technologii, dlatego dzieci uczą się zasad działania niektórych elementów elektronicznych, nie tylko jako oddzielnych urządzeń, ale także jako części jakiegoś systemu. Tak więc na koniec roku akademickiego zespoły realizują projekt typu „inteligentny dom", w którym konieczne jest zastosowanie zdobytej wiedzy w zakresie połączeń i programowania, a także zrozumienia ich zastosowania w życiu.

Kolejnym krokiem jest tworzenie własnego projektu w formie zrobotyzowanego samochodu, ucząc się tych samych zasad programowania i wykorzystując podobne komponenty elektroniczne. Pomaga to samodzielnie zrozumieć, do czego może być używana i z czego może składać się platforma zrobotyzowana. Ponadto możliwość programowania samochodu umożliwia wcielenie pomysłów dziecka w życie.

Po zapoznaniu się z podstawami elektroniki i zasadami działania programowalnych platform, dzieci przechodzą do bardziej szczegółowego badania istniejących elementów elektronicznych. W przyszłości przyda im się to do tworzenia własnych płat elektronicznych, za pomocą których można będzie wykonywać dowolne zadania. Dzieci nauczą się nowych i złożonych pojęć, dzięki którym będą mogły tworzyć i lutować płaty elektryczne w celu uzyskania własnego, zrealizowanego samodzielnie i całkowicie gotowego projektu do swojego portfolio.

Robotyka nieustannie rozwija się, dlatego ważnym stało się uczenie maszynowe i wizja komputerowa, która pomaga robotom wykrywać obiekt i poprawnie na niego reagować. Pozwala to na rozpoznawanie twarzy, emocji, by następnie móc je przetwarzać. Wszystkie te nauki i technologie pomogą dzieciom szybko odnaleźć się w zawodach przyszłości.

Szkoła R0B0C0DE posiada własny dział rozwoju, który tworzy również nowe roboty do nauki w obecnych programach. Każda lekcja opiera się na powtarzaniu dotychczasowej wiedzy, zdobywaniu nowej i zastosowaniu jej w praktyce. Dwóch nauczycieli w grupie może poświęcić każdemu uczniowi wystarczająco dużo uwagi, aby pod koniec zajęć osiągnęło cel wyznaczony na początku lekcji. Uczniom przydzielane jest indywidualne miejsce pracy, a także sprzęt elektroniczny. Niektóre lekcje prowadzone są interaktywnie za pomocą robotów. Dzięki temu uczniowie mają okazję zobaczyć zastosowanie swojej wiedzy na przykładzie pracującej maszyny, co powoduje dodatkowe zainteresowanie i bodziec do uczenia się złożonego, ale ciekawego materiału. Robotyka już dawno przestała być nauką „dorosłych", a stała się przydatna od samego dzieciństwa, w czym może pomóc nasza szkoła.