Преподаване на роботика и STEM предмети с помощта на образователен робот и 3D принтери

Използването на 3D принтери за производство на аксесоари за образователни роботи и части за техния ремонт по време на часовете по роботика в техническите училища може да помогне на учениците да развият реални STEM умения. Дългогодишно предизвикателство при преподаването на STEM с помощта на промишлени роботи е, че когато частите се счупят или се нуждаят от подмяна, това често означава закупуване на скъпи компоненти за вече скъп продукт.

Кшищоф Шилински, учител в Центъра за професионално обучение и Училищен комплекс № 1 в Старгард, Полша не се тревожи за това какво може да се случи по време на час. Това е така, защото образователните работни места, използвани от неговите ученици, са оборудвани не само с образователни роботи, но и с 3D принтер, предназначен за ремонти.

„Студентите могат сами да вземат размери на повредени части, след което да ги моделират в CAD и да ги отпечатат“, казва Шилински. „Само размерите не са достатъчни – студентът трябва да извърши и математически изчисления. Следователно проектирането развива пространственото въображение и резултатът е отпечатан, перфектно пасващ компонент.“

Шилински и колегите му споделиха съвети за преподаване на роботика, комбинирана с 3D печат, в подкрепа на успеха на учениците и тяхното професионално образование в областта на STEM.

снимка: Tiesse Robot

Роботът Kawasaki Astorino е предназначен за използване с 3D принтер 

Преподаване с роботи: Нека учениците решават

Роботиката, както много STEM предмети, трябва да бъде практически занимателна за учениците. Ето защо Павел Дервич от Училищния комплекс по електротехника и електроника в Торун съветва да не се решават проблемите, които се появяват пред учениците.

„Помогнете им само колкото е необходимо, но ги оставете сами да измислят различни решения“, казва Дервич. „Най-важното нещо за един ученик е да създава свои собствени алгоритми в програмите и да прави изводи от евентуални неуспехи.“ Той добавя, че на учениците трябва да се напомня, че допускането на грешки на този етап е очаквано и е ключова част от учебния процес.

Славомир Шимановски е съгласен. „Трябва да гарантираме, че учениците не приемат пасивно технологичните и инженерните решения“, казва Шимановски, учител в Техническия училищен комплекс в Остров Велкополски. „Искаме те да бъдат творци – способни не само да разработват програми за робот или PLC контролер, но и да проектират машинни части или компоненти на роботизирани производствени линии.“

Ползи от обучението по 3D печат

Учителите вярват, че включването на 3D печат в обучението по роботика в частност – и в STEM образованието като цяло – предлага на учениците множество възможности за придобиване на нови компетенции.

„Пространственото моделиране развива широк спектър от умения и компетенции“, казва Шимановски. „Освен работа в екип и креативност, 3D печатът учи на технически подход към много области на живота, включително тези, свързани с роботиката или широко разбираната индустриална автоматизация.“ той добавя: „Когато разработваме дори най-простата част за печат, първо трябва да си я представим. 3D моделирането изгражда пространствено мислене и умения за визуализация. Когато реконструираме машинни компоненти, трябва да демонтираме, анализираме, измерваме или поне да определим размера и пропорциите на детайлите.“

Обучение в реални работни среди и извън тях

Комбинирането на уроци по роботика с уроци по 3D печат помага на учениците да развият умения, които им дават по-бърз старт на пазара на труда. Важно е обаче тези уроци да са разработени с оглед на настоящите и постоянно променящи се нужди на индустрията.

„Учителите трябва да бъдат отворени за сътрудничество с компании, където учениците ще намерят работа в бъдеще“, казва Шилински. „Важно е да се обучава персонал, който не само има общи познания за продуктите, но и разбира нуждите на местния пазар на труда.“ Той добавя, че това не винаги е лесно. „Предизвикателството за мен като учител по роботика е да отговоря на очакванията, свързани с образователния процес, и да подготвя правилно учениците за изискванията на пазара на труда и Индустрия 4.0.“

От своя страна, Шимановски добавя, че един от начините за постигане на целите на преподаването в роботиката е възприемането на STEM концепцията за учене чрез откривателство. „Такива уроци са силно ангажиращи за учениците и им носят голяма радост, когато могат сами да създават и откриват неща“, казва той. „Те не участват пасивно в процеса на преподаване и учене – те всъщност го създават и до известна степен дори го ръководят.“

Източник: Ерик Офганг, Преподаване на роботика и STEM с помощта на 3D принтери, 30.10.2024

Ако се интересувате от робота Kawasaki Astorino, моля, свържете се с  фирма Бимекс Лимитид ООД