• Грязнов Александр Сергеевич,
  

• Бетеньков Федор Михайлович,
  

• Олейников Антон Николаевич,
  

• Овчаров Александр Владимирович.

Идея настоящего проекта заключается в разработке открытого образовательного контента (http://osdlab.sf.net), использование которого позволит без значительных финансовых вливаний способствовать развитию системы дополнительного технического образования детей в условиях общеобразовательной школы.

Проект школьного технопарка представлен следующими основными направлениями:

1. Системы автоматизированного проектирования и технология числового программного управления;

2. Регистрация и обработка данных физического эксперимента;

3. Мобильная образовательная робототехника;

4. Технология программированного обучения в информационной системе управления обучение.

Разработка программного обеспечения и оборудования с открытым образовательным контентом на основе современных технологий для решения задач Концепции дополнительного образования школьников (начальной инженерной подготовки).

По направлениям деятельности, школьный технопарк позволяет сформировать следующие компетенции школьников:

1. Системы автоматизированного проектирования и технология числового программного управления. Технология ЧПУ представляется разработкой универсального станочного оборудования позволяющего: осуществить знакомство с технологией ЧПУ по ГОСТ (ISO), принципами работы, историей развития; освоить простейшую систему автоматизированного проектирования — CAD(Inkscape)/CAM(dlCAM — http://dlcam.sf.net); освоить производство сувенирной продукции на станке с ЧПУ различными способами (резка пенопласта, механическая, лазерная гравировка, пирография, ударная гравировка, примитивная 3D-печать и др.)

2. Регистрация и обработка данных физического эксперимента представлена цифровой лабораторией с открытым исходным кодом позволяющей: ставить научный физический эксперимент и обрабатывать данные как в реальном времени, так и в процессе постобработки с помощью программы dotScope (http://dotscope.sf.net) и аппаратной части на основе Arduino. Программно-аппаратный комплекс позволяет также осуществлять исследование технологических процессов и решать задачи автоматизации.

3. Мобильная образовательная робототехника представлена STEAM конструктором на базе Ардуино в котором сочетается минимум финансовых затрат на приобретение/изготовление его компонентов, максимальной функциональности (не уступающей роботам на основе конструктора LЕGO) и его Art-компонентой. Конструктор предназначен для формирования компетенций в области программирования и подготовки команды для участия в соревнованиях по мобильной робототехнике. На базе данного конструктора можно собрать робот-манипулятор, робота с шагающей и колёсной локомоцией. Кроме этого разрабатывается робот RobBX — Arduino аналог популярного робота Anki Cozmo. Проект RobBX (http://robbx.sf.net) основан на базе проекта электромеханического конструктора IQBX. Для возможности самостоятельного изготовления конструкторов на сайте технической поддержки школьного технопарка представлена открытая база SLT-моделей с исходными кодами OpenSCAD.

4. Технология программированного обучения в информационной системе управления обучением представлена «Сайтом программированного обучения» и готовыми цифровыми информационными ресурсами разработанными на базе данной оболочки, которые позволяют осуществлять информационную поддержку образовательной программы проекта школьного технопарка. Система управления обучением – «Сайт программированного обучения» (http://splms.sf.net) может являться альтернативой популярной системе дистанционного обучения MOODLE. В задачи системы входят: мобильный электронный журнал текущей успеваемости, обучающий модуль на базе универсального конструктора контента и принципах программированного обучения, система формирования документов и автоматизированный документооборот, автоматизированное создание программ учебных дисциплин, экспертная система документооборота, облачное файловое хранилище и облачный LaTeX-офис, модуль автоматизированной проверки решения задач по программированию на Pascal, С++, Qt. LMS «Сайт программированного обучения» можно адаптировать для проведения конференций, конкурсов, олимпиад (в том числе по программированию).

C++/Qt, Java/Procesing, С++/Arduino, LAMP, PHP фреймворк - SPLMS-engine, Bootstrap, jQuery

Совершенствование программного обеспечения, поиск новых решений, создание цифровых образовательных ресурсов.

Сотрудничество с различными образовательными организациями основного и дополнительного образования.

На сайте проекта (http://osdlab.sf.net) предоставляется открытый образовательный контент. Разработано программное обеспечение цифровой лаборатории (http://dotscope.sf.net), модуль «Производство» (http://dlcam.sf.net) для подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ. Представлены опытные образцы аппаратной части цифровой лаборатории представленные в двух концептуальных вариантах. Разработан опытный вариант конструктора мобильной образовательной робототехники. Разработан проект образовательной робототехники RobBX - робот с эмоциями (http://robbx.sf.net).

Опубликованы 3D-модели с исходными текстами. Разработана система дистанционного обучения и управления процессом обучения - «Сайт программированного обучения» (http://splms.sf.net). Разработаны обучающие видеоматериалы и цифровые образовательные ресурсы.

Осуществлена апробация программ дополнительного образования «Бимтроника» (7-11 лет) и «Ардублокер» (11-14 лет) на базе МБУ ДО ЦРТ «Индустриального р-на г. Барнаула».

Подписано трёхстороннее соглашение между АлтГПУ, комитетом администрации Первомайского р-на Алтайского края по образованию и Санниковской СОШ («Точка роста»).

Реализация небольших школьных технопарков по представленным выше направлениям в условиях общеобразовательной школы позволит сформировать необходимые компетенции начальной инженерной подготовки школьников для участия в надрегиональных этапах Всероссийской олимпиады школьников по технологии. Также полученные компетенции обеспечат более высокий уровень деятельности школьников в федеральных центрах, созданных в рамках национального проекта «Образование».

• Развитие системы начальной инженерной подготовки школьников.
• Способствование развитию небольших технопарков на базе общеобразовательной школы с целью дальнейшей модернизации содержания школьного предмета «технология».
  
• Формирование потенциала среди школьников в системе основного и дополнительного образования для федеральных центров, созданных в рамках приоритетного национального проекта «Образование», а также для возможности участия в современных направлениях Всероссийской олимпиады школьников по технологи.

В реализации проекта используются материалы авторов таких проектов как Ardublock (http://ardublock.ru) и IQBX (https://www.instagram.com/iqbx_craft/). Рассматривается возможность партнерского взаимодействия с подобными открытыми образовательными проектами, реализующимися на территории РФ.

Все проектные технические решения не являются плагиатом каких либо известных аналогичных систем, а являются глубокой переработкой и компиляцией наиболее адекватных элементов аналогов или подходов.

Полного аналога образовательного проекта не существует. Существуют аналоги отдельных технических решений:

Система сбора и обработки экспериментальных данных — dotScope в отличии от LoggerPro является кросплатформенной, расширяемой, свободной и совместимой с Arduino. Универсальное станочное оборудование с ЧПУ разрабатывает немецкая компания Stepcraft. Существующий поход позволяет собрать станочное оборудование с ЧПУ наименее затратным способом, на базе электроники, совместимой с Ардуино и оснастками из ручного инструмента (выжигателем, бормашинкой, 3D-ручкой, ударным гравером), что позволяет сочетать ручной труд и автоматизированный с ЧПУ. Бесплатная САПР, адаптированная для школьного учебного процесса.

Система дистанционного обучения – «Сайт программированного обучения» имеет множество отличий от известных аналогов, таких как MOODLE или Ilias и подобных. Кроме этого для известных систем дистанционного обучения отсутствует портал цифровых образовательных ресурсов, который можно было бы использовать для школьного образования. А федеральный центр информационно образовательных ресурсов (fcior.edu.ru) использует offline средства просмотра без возможности вносить коррекцию обучающих модулей. Все остальные решения являются сайтами портального типа.

Мобильная образовательная робототехника и аппаратная часть цифровой лаборатории также имеет множество альтернативных технических решений.