IT-отрасль открывает новые горизонты: информационные технологии на уроках труда

Сектор информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) продолжает показывать впечатляющий рост в экономике, активно влияя на многие сферы, включая образование. Современные школы и университеты все чаще обращаются к робототехнике и другим цифровым технологиям, чтобы подготовить студентов к профессиям будущего. Эти изменения требуют значительных инвестиций в ИКТ, что отражает текущие тренды развития отрасли.

По данным исследования Института статистики и экономики знаний НИУ ВШЭ, за первый квартал крупные и средние компании в этой отрасли реализовали продукцию на 1,7 трлн рублей, что на 32,7% больше , чем за аналогичный период прошлого года. Благодаря этому, доля ИКТ в общем объеме продаж товаров, работ и услугвыросла до 4,4% (против 4,1% годом ранее).

Основным двигателем сектора по-прежнему остается IT-отрасль, которая выросла на 58% по сравнению с прошлым годом, а объем продаж достиг 792,4 млрд рублей. Такие успехи в IT неразрывно связаны с постоянной подготовкой специалистов еще на уровне учебных заведений, где информационные технологии становятся важной частью образовательных программ. Телекоммуникационная сфера тоже не отстает, показав рост на 10,1% и достигнув 597,1 млрд рублей. Производство ИКТ товаров, работ и услуг увеличилось на 39%, до 201,7 млрд рублей, а выручка от других IT-услуг выросла на 8,7%, составив 65,4 млрд рублей. Эти достижения особенно важны, так как технологии, используемые в образовании, напрямую зависят от роста и развития этих секторов.

Оптовая торговля ИКТ-товарами также показала рост на 43,1%, достигнув 7,5 млрд рублей. Инвестиции в ИКТ-сектор составили 274,6 млрд рублей , увеличившись в 1,8 раза по сравнению с прошлым годом. Это значительно выше среднего темпа роста инвестиций по всей экономике, который составил 26,6%. Особенно заметен рост вложений в производство ИКТ (плюс 154,9%, до 29,5 млрд рублей) и IT-отрасль (плюс 115,5%, до 112,8 млрд рублей), что также способствует расширению использования ИКТ в образовательной сфере, начиная с внедрения новых технологий в школьные и вузовские программы.

Число работников в ИКТ-секторе за год выросло на 8,5% и достигло рекордного показателя – 1,5 млн человек. Этот темп роста на 8 процентных пунктов выше, чем в экономике в целом. Увеличение числа специалистов объясняется не только спросом со стороны бизнеса, но и усилением подготовки кадров еще в учебных заведениях. Уже в школах происходит знакомство с основами программирования и робототехники, что позволяет быстрее интегрировать кадры в эту динамично развивающуюся сферу. Сейчас в ИКТ занято 3,48% от общего числа работников по всей стране. Средняя зарплата в этом секторе поднялась до 154,2 тысячи рублей в месяц, что на 26,2% больше, чем раньше, и почти в два раза выше среднего уровня по экономике.

Особенно сильно рост IT-отрасли влияет на развитие образовательных программ и кадровой подготовки.

Современные учебные заведения активно внедряют курсы и программы, ориентированные на потребности ИКТ-сектора. Высокие темпы роста отрасли требуют постоянного притока квалифицированных специалистов, и учебные учреждения стремятся соответствовать этому запросу.

Университеты и колледжи развивают IT-направления, готовя специалистов, способных сразу влиться в рабочий процесс. Также возрастает роль корпоративного обучения и переподготовки кадров, что позволяет работникам адаптироваться к быстро меняющимся требованиям рынка. Таким образом, образование становится ключевым фактором, обеспечивающим устойчивое развитие и конкурентоспособность IT-отрасли в России.

По мнению экспертов, такой рост в ИКТ-секторе связан с активным развитием собственных разработок и производством отечественных IT-продуктов, а также с увеличением производства ИКТ-оборудования и электроники, включая создание и расширение сборочных линий.

Благодаря тому, что направление IT-технологий развивается семимильными шагами, затрагивается и сфера школьного образования. Особенно важно программирование, которое становится базовой компетенцией во многих отраслях.

Одним из ярких примеров его применения является робототехника. Здесь программирование играет ключевую роль, поскольку именно через программные решения роботы получают «мозг», который позволяет им выполнять сложные задачи: от управления движением до анализа данных.

Использование робототехники набирает популярность не только в промышленных секторах, но и в образовательной среде. Теперь школьники уже на уроках труда изучают основы программирования и робототехники, что помогает им лучше понять, как работают современные технологии, и подготовиться к будущей профессии. Введение блока по робототехнике на уроках стало важным шагом в развитии IT-навыков у молодежи и их интеграции в стремительно развивающуюся цифровую экономику.

Робототехника в современных школах

Интерес к робототехнике в России начал активно расти с 2019 года, когда президент заявил о необходимости готовить своих инженеров и развивать технологические стартапы. С переходом к импортозамещению внимание к инженерному образованию стало еще более пристальным.

Реально добиться технологического суверенитета можно через 10–15 лет, когда будет достаточно квалифицированных специалистов и знаний. Для этого важно начинать развивать технологическую грамотность у школьников уже сегодня. Это дает школам дополнительные очки в рейтинге, а детям – новые возможности для развития.

Как это работает? У школьников, которые занимаются робототехникой, значительно больше шансов поступить в профильные университеты. Например, победители и призеры Всероссийской олимпиады по Труду (Технология) (специализация Робототехника) могут поступить в лучшие вузы страны без экзаменов.

Помимо этого, дополнительные баллы к ЕГЭ и привилегии при поступлении дают такие мероприятия, как:

• Национальная технологическая олимпиада.
• Всероссийский конкурс научных работ школьников «Юниор».
• Московская олимпиада школьников (профиль Робототехника).
• Олимпиада школьников «Ломоносов» (профиль Робототехника).

Занятия робототехникой также помогают школьникам определиться с будущей профессией (это одно из требований ФГОС). К десятому классу, когда ученики выбирают дальнейший путь – профильное обучение или переход в СПО, они смогут понять, интересна ли им эта область, попробовав себя на уроках технологии.

Этот важный шаг поможет возродить интерес к среднему профессиональному образованию.

Что требуют новые стандарты

ФГОС третьего поколения устанавливает только общие требования к предмету. Конкретные детали изложены в новой рабочей программе по предмету «Труд (Технология)». В ней обозначены цели и задачи дисциплины, обязательные и дополнительные модули, а также ожидаемые результаты обучения. По этому документу педагоги и ученики обязательно должны изучить:

• производство и технологии;
• 3D-моделирование, прототипирование, макетирование;
• робототехнику;
• технологии обработки материалов и пищевых продуктов;
• компьютерную графику и черчение.

Дополнительно по выбору школы могут быть включены:

• автоматизированные системы;
• растениеводство и животноводство.

Администрация каждой школы сама определяет, в каком порядке изучать модули и сколько времени на них выделить. В программе на робототехнику отводится 20 часов в год для 5–7 классов и 14 часов для 8–9 классов. Предполагается, что за это время ученики пройдут путь от базовых навыков (конструирование, программирование, запуск робота) до управления роботизированными системами.

Проблема в том, что даже самые современные учебники по технологии до сих пор написаны по старым стандартам 2010-х годов. В них почти не затрагиваются новые технологии, такие как 3D-моделирование, робототехника и прототипирование. Исправить это пытаются отечественные производители робототехнических наборов.

Кроме того, многие энтузиасты среди учителей и преподавателей дополнительного образования уже давно создают свои авторские программы и успешно проводят по ним занятия. Поэтому если у школы и учителя есть желание и возможности, можно смело запускать модуль робототехники и экспериментировать в этой области.

Учебная программа

В модуле наиболее полно реализуется идея конвергенции материальных и информационных технологий. Значимость данного модуля заключается в том, что при его освоении формируются навыки работы с когнитивной составляющей (действиями, операциями и этапами).

Модуль «Робототехника» позволяет в процессе конструирования, создания действующих моделей роботов интегрировать знания о технике и технических устройствах, электронике, программировании, фундаментальные знания, полученные в рамках учебных предметов, а также дополнительного образования и самообразования.

Ниже список тем для изучения в соответствующих классах обучения.

5–6 класс: основная робототехника

В 5 и 6 классах школьники начинают погружаться в мир робототехники, знакомясь с основами автоматизации и роботизации. Они узнают, что такое роботы, как они работают и почему они так важны в современном мире.

В 5 классе ребята изучают различные виды роботов: от промышленных до бытовых, понимают, какие задачи они решают и зачем они нужны. К примеру, роботы могут помогать на заводах, дома или даже в космосе. Важно, что конструкция робота напрямую связана с его функциями — оттого, как устроен робот, зависит, что именно он может делать.

Школьники также знакомятся с набором робототехнического конструктора, из которого можно собрать настоящего робота, и учатся читать схемы и собирать модели по готовым инструкциям. Для того чтобы робот работал, его нужно запрограммировать, поэтому ребята осваивают основы программирования и начинают с визуальных языков программирования, с помощью которых можно управлять роботами, используя простые команды. Это дает начальные навыки, которые пригодятся в дальнейшем изучении. Кроме того, школьники узнают о профессиях, связанных с робототехникой: кем можно стать, если увлекаешься созданием роботов.

В 6 классе обучение углубляется. Здесь школьники переходят к изучению мобильных роботов: тех, которые могут передвигаться. Они узнают, как организовать их движение, чем отличаются транспортные роботы и зачем они нужны. Ребята начинают разбираться в таких важных компонентах робота, как контроллеры, моторы и датчики, и учатся работать с ними. Одним из главных заданий становится сборка собственного мобильного робота.

Для управления мобильными роботами школьники снова используют программирование. Они продолжают изучать визуальный язык программирования, но уже на более сложном уровне, осваивая команды и инструменты, которые помогают управлять движением и действиями роботов. В 6 классе ребята также углубляются в профессии, связанные с робототехникой, и завершают учебный проект по созданию собственного робота.

7 класс: углубленная робототехника и автоматизация

В 7 классе школьники продолжают изучать робототехнику, углубляясь в темы, связанные с промышленными и бытовыми роботами. Они узнают, где такие роботы применяются и чем они отличаются друг от друга. Промышленные роботы помогают на производстве: они могут собирать автомобили или работать на конвейерах, а бытовые роботы, например, роботы-пылесосы, помогают дома. Школьники разбираются, почему эти роботы устроены по-разному и как это связано с задачами, которые они решают.

Еще одной важной темой становятся беспилотные системы. Ребята изучают, какие бывают беспилотники и для чего они нужны. Например, это могут быть дроны, которые используют для съемок или для доставки товаров. Кроме того, школьники учатся программировать контроллеры роботов на конкретном языке программирования, чтобы научить робота выполнять нужные действия.

Они изучают, как управлять компонентами робота, как заставить его двигаться, реагировать на команды и выполнять задачи. В процессе работы ребята проверяют, правильно ли функционирует робот, и ищут способы улучшить его конструкцию.

Кроме того, школьники продолжают изучать мир профессий в робототехнике, узнавая, кем можно стать, если серьезно увлекаешься созданием и программированием роботов. Завершающим этапом становится работа над учебным проектом, где ребята применяют все знания на практике, создавая и программируя собственные робототехнические системы.

8 класс: специализированная робототехника

В 8 классе школьники начинают изучать беспилотные летательные аппараты, или дроны. Они знакомятся с историей появления этих устройств и тем, как их используют в разных сферах: от съемок и доставки товаров до военных операций и научных исследований.

Ребята изучают виды дронов и их назначение. Некоторые дроны созданы для разведки, другие — для выполнения задач на больших высотах, а есть и такие, которые используются для развлечений. Важной частью обучения становится понимание конструкции беспилотников: как они устроены, из каких частей состоят и что нужно учитывать при их создании.

Особое внимание уделяется безопасности, в частности, работе с аккумуляторами для дронов. Школьники узнают, как правильно обращаться с батареями, чтобы избежать поломок или перегрева. Также они изучают, как воздушные винты и законы аэродинамики влияют на полет дрона, и как это помогает ему стабильно летать.

Еще одной важной темой становится управление дронами. Школьники учатся, как правильно контролировать дрон, что нужно учитывать во время полета и какие органы управления отвечают за различные действия аппарата. Большое внимание уделяется правилам безопасности при подготовке и проведении полетов, чтобы избежать аварий и несчастных случаев.

Как и в предыдущих классах, ученики узнают о профессиях в робототехнике, но теперь с уклоном на работу с беспилотными системами. Они узнают, какие навыки могут понадобиться для того, чтобы работать с дронами в будущем.

Кульминацией обучения в 8 классе становится проект по созданию собственного беспилотного аппарата. Ребята применяют все полученные знания, чтобы собрать, настроить и протестировать дрон, что помогает закрепить теорию на практике и развивает инженерное мышление.

Какое оборудование выбрать

Перейдем к основной проблеме – оборудованию для уроков технологии.

Еще несколько лет назад лучшее оборудование получали только те школы, которые выигрывали призовые места на всероссийских олимпиадах и соревнованиях. Сейчас же есть минимальные стандарты для оснащения всех школ, и в этот список входят робототехнические конструкторы.

Однако проблема в том, что многие из этих наборов либо слишком дорогие, либо устарели, либо вообще ушли с российского рынка. Пока списки не обновили, многие отечественные конструкторы не получится купить на бюджетные средства.

Если у школы есть возможность привлечь внебюджетные средства, например, через помощь меценатов, платные кружки или фонды, стоит подбирать разные конструкторы для разных задач.

Обязательных детальных требований к оснащению предметного кабинета Труд (Технология) в настоящее время не установлено. Согласно Дорожной карте Минпросвещения России по введению предмета Труд (Технология), на 2024 год ожидается внесение изменений в Приказ Минпросвещения от 06.09.2022 №804 «Об утверждении перечня средств обучения и воспитания, соответствующих современным условиям обучения, необходимых при оснащении общеобразовательных организаций в целях реализации мероприятий государственной программы Российской Федерации «Развитие образования», направленных на содействие созданию (создание) в субъектах Российской Федерации новых (дополнительных) мест в общеобразовательных организациях, модернизацию инфраструктуры общего образования, школьных систем образования, критериев его формирования и требований к функциональному оснащению общеобразовательных организаций, а также определении норматива стоимости оснащения одного места обучающегося указанными средствами обучения и воспитания».

Одним из новых направлений предмета Труд (Технология) является конструирование, программирование и пилотирование беспилотных летательных аппаратов, а также управление ими. Рассмотрим новый квадрокоптер из линейки образовательных дронов Квадрокоптер Геоскан Пионер FRV и симулятор Pioneer Drone Sim.

Расскажем о них немного подробнее.

Геоскан Пионер FPV

Это новинка среди образовательных дронов. Быстрый и мощный, он создан для увлекательных полетов как в помещениях, так и на улице. Его форм-фактор CineWhoop с 3-дюймовыми пропеллерами, защитой винтов и возможностью установки экшн-камеры делает его идеальным для захватывающих маневров.

Пионер FPV компактный и маневренный, что позволяет ему легко преодолевать преграды и выполнять сложные трюки даже в ограниченном пространстве. Он оснащен полетным контроллером с добавленным режимом Acro для более динамичных полетов.

Этот дрон отлично подойдет для учебных целей в школах, кружках и ЦМИТах, а также для соревнований или просто для изучения нового хобби.

С Геоскан Пионер FPV можно:

• Тренироваться в пилотировании и съемке.
• Участвовать в соревнованиях по пилотированию дронов.
• Осваивать увлекательное хобби.

Кроме того, дрон можно оснастить дополнительной камерой, чтобы снимать видео высокого качества с отличной стабилизацией.

Симулятор Pioneer Drone Sim

Этот реалистичный FPV-симулятор подойдет и для новичков, и для опытных пилотов. Он позволит отточить свое мастерство и участвовать в увлекательных командных гонках.

Это отличный способ научиться пилотировать и снимать фото и видео без риска повредить настоящий квадрокоптер. Тренироваться можно прямо у себя дома с компьютером или ноутбуком.

В симуляторе доступны различные локации, трассы и полетные миссии. Управлять дроном можно с помощью геймпада или пульта. Pioneer Drone Sim позволяет создавать дроны с реалистичной физикой и настройками, адаптированными под каждую модель.

Доступно три уровня сложности:

• Acro (Acrobatic) – здесь полеты без стабилизации и полное ручное управление. Отлично подходит для гонок и отработки трюков.
• Angle обеспечивает плавное управление с стабилизацией по горизонту и ограничением углов наклона. Идеален для обучения и начинающих пилотов.
• PosHold – дрон стабильно держит позицию и высоту, что упрощает выполнение точных маневров и съемку с заданного места.

Для изучения основ автоматизации и программирования на уроках Труд (технология) по модулю «Робототехника» оптимально подходит Робототехнический набор КЛИК-2.

Робототехнический набор КЛИК-2

Набор предназначен для детей от 7 лет и отлично подходит как для самостоятельного обучения, так и для использования в начальной и средней школе.

В комплект входит все необходимое для погружения в мир робототехники: от основ конструирования и программирования до изучения технического зрения роботов. Набор включает смарт-камеру Makeblock, что расширяет возможности проекта.

Детали и корпуса электронных компонентов сделаны из качественного ABS-пластика и напоминают LEGO, но имеют свои особенности, которые позволяют создавать сложные конструкции с меньшим количеством элементов. Некоторые детали специально разработаны российскими специалистами для серии КЛИК и уникальны на рынке.

С КЛИК-2 можно изучать:

• Конструирование и механику.
• Основы робототехники с блочным языком программирования.
• Творческое проектирование и участие в соревнованиях.
• Мобильную робототехнику и мехатронные системы.
• Программирование на языке C++.
• Техническое зрение роботов.

В 5–7 классах ребята могут собирать работающие модели роботов, изучая основные принципы проектирования, конструирования, управления и программирования. Все это соответствует требованиям ФГОС. Этот процесс помогает объединить знания о технике, электронике и программировании, развивая у детей навыки конструирования, анализа и работы с современными технологиями. Это станет отличной базой для их дальнейшего профессионального развития в сфере инженерии и робототехники.

Что ученики освоят с робототехническим набором КЛИК-2 по предмету Труд (Технология)?

Организация рабочего места. Ребята научатся правильно организовывать свое рабочее место, учитывая особенности набора КЛИК-2. Они будут знать, как правильно размещать детали конструктора и электронные компоненты.

Соблюдение правил безопасности. Ученики будут следить за безопасностью при работе с набором КЛИК-2, включая соединение пластиковых деталей и использование электронных модулей, таких как контроллеры и моторы. Это поможет им безопасно работать с современными технологиями.

Выполнение технологических операций. Школьники освоят сборку и программирование сложных робототехнических конструкций с помощью деталей КЛИК-2 и бесплатных программ, таких как mBlock5 и Arduino IDE. Это позволит им понять, как создавать и управлять роботами, используя передовые российские технологии.