С активным развитием электроники и информационных технологий современные игры и игрушки для детей дошкольного и школьного возраста зачастую имеют электронные обучающие и развлекающие элементы. Наиболее близким аналогом обучающего стенда являются разного рода обучающие коврики.
Целью настоящей работы является изучение возможности создания технологичного интерактивного обучающего стенда, в котором в качестве учителя, задающего вопросы и проверяющего правильность ответа на них является робот.
Был проведен опрос среди учеников 3 класса с целью выявления наиболее проблемных правил, которые чаще всего нарушаются школьниками. В качестве предмета исследования выбраны ситуации, которые наиболее часто происходят на оживленном участке дороги с запретом стоянки рядом со школой. Результаты опроса показали, что ученики хуже всего знают о возможности завершения маневра любым из участников движения и обязанностях других участников движения дать возможность завершить этот маневр, а также имеется недопонимание правил стоянки и остановки.
Изучена актуальность разработки стенда, исследованы аналогичные разработки, спроектирован, собран и протестирован на ряде примеров прототип из конструктора Lego.
Финальной целью проекта является создание интерактивного стенда, состоящего из следующих элементов:
- Поле для расстановки фигур (город).
- База данных с различными ситуациями на дороге, из которых ведущий может составлять различные задания.
- Мобильное приложение, которое устанавливается на телефон обучающегося. Телефон фиксируется на штативе, входящем в комплект стенда.
На текущем этапе рассмотрен процесс создания автоматического стенда для обучения детей правилам дорожного движения в игровой форме. Стенд представляет собой собранную из деталей конструктора LEGO платформу с моделями домов, машин, пешеходов, светофоров, образующими перекресток с обозначенными пешеходными переходами, стоянками для автомобиля и т.д.
Основной частью стенда является камера технического зрения (Pixy-камера), установленная на определенной высоте, чтобы она могла захватить перекресток и ближайшие макеты зданий в кадр. Камера неподвижно фиксируется на штанге, собранной из деталей конструктора LEGO Mindstorms EV3 45544, а сама штанга жестко прикрепляется к микроконтроллеру EV3.
В настоящий момент прототип стенда работает по следующему принципу. После расстановки фигурок пешеходов, автомобилей и установки цвета светофора, камера распознает расположение объектов и проверяет выполнение одного из трех сценариев:
- пешеход переходит дорогу на красный свет:
- пешеход завершает маневр на зеленый свет:
- автомобиль припарковался в зоне действия знака 3.28 «Стоянка запрещена».
Функционирование собранного в ходе работы прототипа было продемонстрировано участникам опроса. Были показаны возможности стенда и совместно решены несколько заданий. После демонстрации ученикам вновь было предложено ответить на те же самые вопросы. Результаты повторного опроса показали, что практические вопросы о соблюдении ПДД вызывают затруднения даже при визуальной демонстрации. Тем не менее, количество верных ответов несколько увеличилось для ряда вопросов о завершении маневра, вопросы о правилах остановки и высадки пассажиров оказались усвоены полностью. А вопрос о времени стоянки до сих пор вводит в заблуждение. Также вызвали некоторые затруднения и вопросы о правилах движения велосипедистов: наглядная демонстрация весной и летом несоблюдения данного правила в данном случае работает намного эффективнее.
Таким образом, выдвинутая гипотеза о возможности создания технологичного обучающего стенда-игры с целью поднятия уровня знаний основных правил дорожного движения нашла свое подтверждение.