Вивчення робототехніки методами дистанційного навчання в умовах кризових обмежень

Автор(и)

  • Вадим Луценко Київський національний університет будівництва і архітектури, Київ, Україна https://orcid.org/0000-0002-9727-5574
  • Андрій Запривода Київський національний університет будівництва і архітектури, Київ, Україна https://orcid.org/0000-0001-9171-9325
  • Олександр Гаврюков Київський національний університет будівництва і архітектури, Київ, Україна https://orcid.org/0000-0002-6377-4180
  • Ольга Бондарчук Київський національний університет будівництва і архітектури, Київ, Україна https://orcid.org/0000-0003-1893-1893
  • Тетяна Точиліна Запорізький державний медико-фармацевтичний університет, Запоріжжя, Україна https://orcid.org/0000-0002-4886-9720
  • Ірина Філіпенко Запорізький державний медико-фармацевтичний університет, Запоріжжя, Україна https://orcid.org/0000-0002-6668-2599

DOI:

https://doi.org/10.32347/2412-9933.2024.59.165-173

Ключові слова:

дистанційна освіта, STEM-технології, робототехніка, концептуальне моделювання, проєктування, контролер, периферійний пристрій, віртуальна модель

Анотація

Інтенсивний розвиток інформаційних технологій та їх застосування на виробництві обумовлює неперервне зростання вимог до рівня теоретичної і практичної підготовки фахівців у галузі автоматизації технологічних процесів. Вирішення цієї проблеми потребує застосування комплексного підходу до організації навчання, що  передбачає розроблення нових методів і методик викладання, а також постійну актуалізацію навчальних матеріалів. Аналіз практичного досвіду викладання за таких умов дає змогу виокремити особливий напрям в освіті, що поєднує методи наукових досліджень, технологій, інженерних навичок та математичні знання, і має назву STEM-освіти. Реалізувати повною мірою інтегральний характер STEM-підходу вдається в ході вивчення робототехніки. Розробка робототехнічних засобів поєднує  елементи механіки, електроніки, теорії машинобудування, вимірювання, програмування, автоматизованого управління, інформаційно-комунікаційних технологій. Викладання робототехніки на інженерних спеціальностях сприяє підвищенню загального рівня підготовки, розвитку творчих здібностей і комунікаційних навичок. Традиційно під час вивчення робототехніки значна частина часу приділяється роботі з обладнанням, проте спочатку карантинні обмеження, а зараз обмеження, що пов’язані з веденням бойових дій, обмежують можливості такого доступу. Логічним вирішенням цієї ситуації є організація освітнього процесу в дистанційній формі. У роботі обґрунтовано необхідність доповнення й узгодження методів дистанційної освіти з урахуванням культурно-психологічних та соціологічних чинників, обумовлених веденням бойових дій. Пропонується розширити курс основ робототехніки тематикою, що розглядає теорію і практичне застосування концептуального моделювання в проєктуванні робототехнічних систем та комплексів. Проаналізовано й аргументовано можливість проведення практичних і лабораторних занять на базі on-line платформ Tinkercad Circuits та WokWi. Запропоновано приклади, що демонструють потенціал і можливості застосування цього програмного забезпечення сумісно з методами концептуального моделювання.

Біографії авторів

Вадим Луценко , Київський національний університет будівництва і архітектури, Київ

Канидат технічних наук, доцент кафедри автоматизації технологічних процесів

Андрій Запривода , Київський національний університет будівництва і архітектури, Київ

Канидат технічних наук, доцент кафедри автоматизації технологічних процесів

Олександр Гаврюков , Київський національний університет будівництва і архітектури, Київ

Доктор технічних наук, професор кафедри автоматизації технологічних процесів

Ольга Бондарчук , Київський національний університет будівництва і архітектури, Київ

Кандидат технічних наук, доцент кафедри автоматизації технологічних процесів

Тетяна Точиліна , Запорізький державний медико-фармацевтичний університет, Запоріжжя

Кандидат педагогічних наук, доцент кафедри медичної фізики, біофізики та вищої математики

Ірина Філіпенко , Запорізький державний медико-фармацевтичний університет, Запоріжжя

Кандидат педагогічних наук, доцент кафедри токсикологічної та неорганічної хімії

Посилання

Concept of development of science and mathematics education (STEM education). URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/960-2020-%D1%80#Text

Institute of Modernization of the Content of Education. STEM education. URL: https://imzo.gov.ua/stem-osvita/

Harting, K., Erthal, M. (2005). History of distance learning. Information Technology, Learning, and Performance Journal, 23, 1, 35–44

Kentnor, H. (2015). Distance Education and the Evolution of Online Learning in the United States. Curriculum and Teaching Dialogue, 17, 1 & 2, 21–34. URL:https://digitalcommons.du.edu/cgi/viewcontent.cgi? article=1026&context=law_facpub

Kukharenko, V. М. (2007). Distance Learning. Encyclopedic edition: Education – method. manual Kyiv, Ukraine: "Computer" Editorial Office LLC. URL: http://library.kpi.kharkov.ua/files/new_postupleniya/dictna.pdf

Kukharenko, V., Bondarenko, V. (2020). Emergency distance learning in Ukraine: Monograph. Kharkiv, Ukraine: Publishing House of KP "City Printing". URL: http://library.kpi.kharkov.ua/files/new_postupleniya/ekdina.pdf

Mayatina, N., Lysenko, T., Dmytrienko, O. (2021). Modern models of distance learning. Ukrainian Pedagogical Journal, 2, 84–95.https://doi.org/10.32405/2411–1317–2021–2–84–95

Lyaska, O., Chagrak, N., Stryzhenko, T. (2021). Evaluation of the effectiveness of teaching technologies in the conditions of distance education. Ukrainian Pedagogical Journal, 106–115. https://doi.org/10.32405/2411–1317– 2021–3–106–115.

Morse, N. V., Strutynska, O. V., Umryk, M. A. (2018). Educational robotics as a promising direction for the development of STEM education. The open educational environment of a modern university, 5, 178–187. URL: http://openedu.kubg.edu.ua/journal/index.php/openedu/article/view/175/233#

Alhammad, M. M., Moreno, A. M. (2018). Gamification in software engineering education: A systematic mapping, Journal of Systems and Software, 141, 131–150.

Wohlin, C., Regnell, B. (1999). Strategies for industrial relevance in software engineering education. Journal of Systems and Software, 49, 125–134.

Gannod, G. C., Burge, J. E., Helmick, M. T. (2008). Using the inverted classroom to teach software engineering, in: 30th Int. conference on Software Engineering, Рp. 777–786.

Daun, M., Grubb, A. M., Stenkova, V., Tenbergen, B. (2023). A systematic literature review of requirements engineering education. Requirements Engineering, 28, 145–175

Buchmann, R., Ghiran, A.-M., Döller, V., Karagiannis, D. (2019). Conceptual modelling in education: a position paper, in: 4th Workshop on Managed Complexity.

Buchmann, R. A., Ghiran, A.-M., Döller, V., Karagiannis, D. (2019). Conceptual modeling education as a “design problem”. Complex Systems Informatics and Modeling Quarterly, 21–33

Shaw, M. (2000). Software engineering education: A roadmap, in: Conf. on the Future of Software Engineering, 371–380.

Manjunath, M., Jesus Raja, J., Daun, M. (2023). How teaching conceptual modeling to robotics students changes their perception of software engineering, CEUR Workshop Proceedings, 3618.

Arduino Hardware. URL: https://www.arduino.cc/en/hardware.

ESP 32. URL: https://www.espressif.com.

AUTODESK Thinkercad. URL: https://www.tinkercad.com.

WOKWI. URL: https://wokwi.com.

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-09-27

Як цитувати

Луценко , В. ., Запривода , А. ., Гаврюков , О. ., Бондарчук , О. ., Точиліна , Т. ., & Філіпенко , І. . (2024). Вивчення робототехніки методами дистанційного навчання в умовах кризових обмежень. Управління розвитком складних систем, (59), 165–173. https://doi.org/10.32347/2412-9933.2024.59.165-173

Номер

Розділ

ІНФОРМАТИЗАЦІЯ ВИЩОЇ ОСВІТИ