Вивчення робототехніки методами дистанційного навчання в умовах кризових обмежень

Abstract

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. Abstract. The rapid development of information technologies and their application in production necessitates the continuous increase in the theoretical and practical training requirements for specialists in the field of automation of technological processes. Addressing this issue requires a comprehensive approach to organizing education, which includes the development of new teaching methods and techniques, as well as the constant updating of educational materials. Analyzing practical teaching experience under such conditions highlights a special direction in education that combines methods of scientific research, technology, engineering skills, and mathematical knowledge, known as STEM education. The full integration of the STEM approach is most effectively realized through the study of robotics. The development of robotic systems combines elements of mechanics, electronics, machine theory, measurement, programming, automated control, and information and communication technologies. Teaching robotics in engineering specialties enhances overall training levels, fosters creative abilities, and improves communication skills. Traditionally, a significant portion of time in robotics studies is devoted to working with equipment. However, initially due to quarantine restrictions and now due to limitations associated with ongoing hostilities, such access is restricted. A logical solution to this situation is the organization of the educational process in a remote format. This paper substantiates the need to supplement and coordinate remote education methods considering the cultural, psychological, and sociological factors influenced by the hostilities. It is proposed to expand the robotics basics course with topics covering the theory and practical application of conceptual modeling in the design of robotic systems and complexes. The possibility of conducting practical and laboratory classes based on online platforms such as Tinkercad Circuits and WokWi is analyzed and justified. A series of examples demonstrating the potential and capabilities of using this software in conjunction with conceptual modeling methods is proposed.