Абдуллаев О.У., Остаева А.Б.
МЕТОДОЛОГИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И РАБОТЫ С УМНЫМ РОБОТОМ ДЛЯ СПРАВОЧНЫХ ЗАДАЧ В ШКОЛАХ КАЗАХСТАНА *
Аннотация:
в статье рассматривается разработка и внедрение методологии работы с умными роботами для выполнения справочных задач в школах Казахстана. Основной целью проекта является предоставление учащимся возможности глубже изучить основы робототехники и программирования с использованием настольного робота на базе ESP32 WROOM Dev Kit. Робот оснащен различными функциональными возможностями, включая распознавание речи, преобразование аудиосигналов в текст, генерацию ответов с использованием API OpenAI ChatGPT и отображение эмоций на OLED-экране. Применение робота в учебном процессе позволяет интегрировать знания из различных предметных областей, развивать навыки командной работы и проектной деятельности, а также улучшать коммуникативные навыки учащихся. В статье также подчеркиваются преимущества робота, такие как сокращение времени на поиск информации, доступ к проверенным учебным материалам, развитие самообучения и самодисциплины, что способствует более глубокому усвоению учебного материала и подготовке учащихся к успешной профессиональной деятельности.
Ключевые слова:
умный робот, робототехника, образование, программирование, школьное обучение, самообучение, интерактивное обучение, Казахстан, интеграция технологий
В настоящее время в школах Казахстана уделяется большое внимание внедрению инновационных технологий, которые способствуют развитию научно-технического творчества учащихся. Одним из таких проектов является разработка и внедрение методологии работы с умными роботами, предназначенными для выполнения справочных задач. В данном исследовании рассматривается создание небольшого настольного робота на базе ESP32 WROOM Dev Kit, способного понимать и отвечать на вопросы на казахском языке. Основной целью данного проекта является предоставление учащимся возможности более глубоко изучить основы робототехники и программирования.Робот, разработанный в рамках данного проекта, обладает рядом функциональных возможностей, включая способность распознавать речь с использованием микрофонного усилителя MAX9814, преобразовывать аудиосигналы в текст с помощью серверной обработки, генерировать ответы с использованием API OpenAI ChatGPT и воспроизводить аудиоответы через встроенные динамики. Кроме того, робот оснащен OLED-экраном для отображения эмоций и сенсором GY-PAJ7620U2 для управления жестами, что делает его более интерактивным и привлекательным для учащихся.Методология разработки данного робота включает несколько ключевых этапов. Первоначально проводится сбор и анализ требований к функциональности робота, что позволяет определить основные задачи и параметры системы. Далее осуществляется выбор аппаратной платформы и компонентов, включая микроконтроллер, сенсоры, исполнительные механизмы и средства коммуникации. Важным этапом является разработка программного обеспечения, которое обеспечивает взаимодействие всех компонентов системы и выполнение поставленных задач. Особое внимание уделяется вопросам безопасности и надежности работы робота, что включает тестирование и отладку всех его компонентов и программного обеспечения. В процессе разработки также учитываются аспекты эргономики и удобства использования, что особенно важно при работе с учащимися.Рисунок 1. Фото робота AIdos.Применение робота в образовательной среде имеет множество преимуществ. Во-первых, учащиеся получают возможность на практике изучить основы программирования и робототехники, что способствует развитию их аналитических и творческих способностей. Во-вторых, использование таких роботов в учебном процессе позволяет интегрировать знания из различных предметных областей, включая информатику, математику, физику и языки, что делает обучение более комплексным и междисциплинарным. Кроме того, проектирование и работа с роботами развивают у учащихся навыки командной работы и проектной деятельности, что является важным аспектом их профессиональной подготовки. Учащиеся учатся планировать и реализовывать проекты, решать возникающие проблемы и принимать коллективные решения, что способствует их личностному росту и профессиональному становлению.Разработка умного робота для выполнения справочных задач в школах Казахстана имеет множество преимуществ, которые делают его неотъемлемой частью современного образовательного процесса. Во-первых, использование такого робота помогает значительно сократить время, затрачиваемое учениками на поиск информации. В традиционных условиях ученикам часто приходится отвлекаться на смартфоны или другие устройства для поиска ответов на свои вопросы. Это не только занимает время, но и может способствовать прокрастинации, когда учащиеся отвлекаются на социальные сети и другие развлекательные приложения. Робот же предоставляет мгновенные ответы, позволяя ученикам сосредоточиться на учебном процессе и выполнять задания более эффективно.Во-вторых, робот оснащен базой данных, включающей учебные материалы, одобренные Министерством образования Казахстана. Это означает, что учащиеся получают доступ к проверенной и актуальной информации, соответствующей государственным образовательным стандартам. Наличие такой базы данных гарантирует, что все ответы, предоставляемые роботом, соответствуют учебной программе и требованиям, предъявляемым к качеству образования. Таким образом, робот становится надежным источником информации, что особенно важно в условиях растущего объема информации в интернете, где не все источники являются достоверными.Третье важное преимущество заключается в том, что робот способствует развитию у учеников навыков самообучения и самодисциплины. Возможность оперативно получить ответ на любой учебный вопрос стимулирует любопытство и стремление к знаниям. Ученики могут самостоятельно искать ответы на возникающие у них вопросы, не дожидаясь помощи от учителя или родителей. Это воспитывает в них самостоятельность и ответственность за свое обучение, что является важным качеством для успешного усвоения материала и дальнейшего профессионального развития.Четвертое преимущество заключается в том, что робот может быть использован для выполнения различных видов учебной деятельности. Помимо предоставления справочной информации, он может быть программирован для проведения интерактивных уроков, тестирования знаний, помощи в выполнении домашних заданий и даже организации учебных игр. Это делает учебный процесс более разнообразным и интересным для учеников, повышая их мотивацию и вовлеченность в учебу.Наконец, использование робота в учебном процессе способствует улучшению коммуникативных навыков учащихся. Робот может быть запрограммирован на взаимодействие с учениками на казахском языке, что помогает улучшить их языковые навыки и способствует сохранению и развитию национальной культуры. Кроме того, работа с роботом учит детей эффективно коммуницировать и работать в команде, что является важным навыком в современном мире.В заключение следует отметить, что разработка и внедрение умных роботов для выполнения справочных задач в школах Казахстана открывает новые перспективы для развития образовательного процесса и повышения качества обучения. Данный проект не только способствует развитию научно-технического творчества учащихся, но и позволяет интегрировать современные технологии в учебный процесс, делая его более интересным и актуальным. В перспективе планируется дальнейшее развитие и совершенствование данной методологии, а также расширение сферы применения роботов в различных областях образования и науки.
Номер журнала Вестник науки №6 (75) том 2
Ссылка для цитирования:
Абдуллаев О.У., Остаева А.Б. МЕТОДОЛОГИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И РАБОТЫ С УМНЫМ РОБОТОМ ДЛЯ СПРАВОЧНЫХ ЗАДАЧ В ШКОЛАХ КАЗАХСТАНА // Вестник науки №6 (75) том 2. С. 1406 - 1411. 2024 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/15698 (дата обращения: 16.05.2025 г.)
Вестник науки © 2024. 16+