Мода на роботов
Казахстанские школьники уже в будущем учебном году начнут изучать робототехнику. Только в Павлодарской области проект запустится сразу в 72 школах.
В 17 общеобразовательных и в девяти специализированных павлодарских школах откроются кружки и факультативы по робототехнике. К примеру, в этот список попадут: областная казахская гимназия-интернат имени Алтынсарина, школа «Жас дарын», школы №9 и №34.
- Курс «Робототехника» будет способствовать формированию у школьников навыков моделирования, инженерного и дизайн-мышления, - уверены в управления образования. - Задачей нового предмета станет внедрение новых подходов при изучении точных наук.
Сейчас в области уже есть семь учреждений, где изучают робототехнику - колледж транспорта и коммуникаций, бизнес колледж, казахско-турецкие лицеи для одаренных юношей и девочек, Назарбаев Интеллектуальная школа, Дворец школьников и центр досуга, занятости и творчества «Кайнар» в Экибастузе.
Обучение в таких кружках будет проходить в два этапа – в 5-7 и в 8-11 классах. Стоит отметить и то, что заниматься робототехникой школьников никто заставлять не будет, посещать курс они смогут по желанию. Другой вопрос, где найти столько преподавателей?
Предмет новый, поэтому учителям тоже придется временно сесть за парты. Для этого на базе Назарбаев интеллектуальной школы 142 учителя информатики пройдут бесплатные летние курсы. Еще 40 преподавателей подготовят на базе казахскo-турецких лицеев.
Робототехника – удовольствие не из дешевых, и по информации управления образования, кружки будут финансироваться за счет той части учебного плана, куда входят все факультативные занятия школьников, а также за счет имеющихся штатных единиц педагогов дополнительного образования. Покупку оборудования возьмет на себя местный бюджет. К слову, учить школьников будут на базе таких известных платформ, как Lego Mindstorms EV3 и Arduino. Один комплект Lego, в свою очередь, обойдется бюджету почти в 150 тысяч тенге. Однако без специального программного обеспечения он ничем не будет отличаться от обычного конструктора, поэтому за групповую лицензию придется заплатить столько же, сколько и за сам набор.
— Работать с одним набором может одновременно не больше двух человек, иначе заниматься будет неудобно, - объясняет педагог дополнительного образования Евгений Вазиянов. – К примеру, мы на 12 учеников закупили шесть наборов, но уже чувствуем, что при подготовке к соревнованиям нам их не хватает.
От фантастики до реальности
Само понятие «робот» было придумано больше 90-ста лет назад чешским писателем Карелом Чапеком для его научно-фантастической пьесы, а понятие «роботика» или «роботехника» впервые использовал Айзек Азимов в своем рассказе «Лжец», опубликованном в 1941 году.
Образовательная робототехника как явление существует достаточно давно, и все больше она вливается в дополнительное образование. Особенно хорошо развита соревновательная робототехника.
— Если учитель информатики владеет языками программирования, то думаю, ничего сложного в том, чтобы научиться робототехнике, для него не будет. Такой курс уже преподают по всему миру, нам тоже когда-то нужно было начинать, - говорит Илья Поляков, учитель информатики школы №34. - Ученику трудно представить, что стандартные задачи, которые он решает на уроках, могут однажды ему пригодиться, они не воспринимаются им, как кусочки единого алгоритма. А тут, написав программу, можно на практике увидеть, как это работает.
Преподаватель уверен, что примеры всех алгоритмов и конструкций можно найти в интернете, главное, чтобы сам учитель был заинтересован в предмете.
Какие бывают роботы
Сегодня работа в области робототехники требует от человека самых разнообразных знаний и навыков. Он должен неплохо разбираться в механике и в программировании, в электронике и в информатике. Самыми известными платформами для занятий робототехникой считаются Lego и Arduino.
— Всегда нужно учитывать возрастные особенности. К примеру, Lego подойдет для 5-7 классов, а Arduino они не потянут - это для детей постарше, - говорит Евгений Вазиянов. - Платформа Arduino предполагает работу с платами, паяние и ручную сборку, соответственно, здесь нет игрового момента.
Сегодня сфера деятельности компании Lego намного шире, чем производство игрушек. Здесь создают одежду, фильмы, игры, и конечно, из кирпичиков Lego до сих пор можно собирать модели автомобилей, самолетов, кораблей и зданий. Причем современные детальки вполне можно присоединить к деталям 60-летней давности.
С конца прошлого века компания выпускает еще и специальный робототехнический конструктор, сегодня ставший лидером образовательной робототехники - Lego Mindstorms. Идея добавить к стандартным деталям Lego электронный программируемый блок, датчики и электродвигатели, сделать программирование простым и понятным даже детям, оживила компанию, которая к тому моменту уже одиннадцать лет подряд несла убытки.
Впервые робототехнический конструктор Lego Mindstorms появился в 1998 году, в 2006 году вышла вторая версия конструктора - NXT, и в начале 2013 года появился EV3, на котором и предстоит учиться павлодарским школьникам. Сегодня из этого конструктора можно построить не только игрушечных роботов, но и прототипы серьезных систем и механизмов.
Сердцем робота является микрокомпьютер, именно он с развитием конструктора и претерпевает наибольшие изменения. Притом, и здесь детали от старых версий могут использоваться вместе с новыми. Например, датчики от NXT-версии совместимы с EV3.
— Дети всегда почему-то думают, что роботы бывают только такие, как мы на занятиях делаем или похожие на них, - отмечает педагог дополнительного образования Евгений Вазиянов.- А на самом деле это сложные системы, которые теперь сопровождают человека везде: в транспорте, в медицине и в космосе. Вспомните даже двери в супермаркетах – там тоже стоят специальные датчики.
Ломать проще, чем строить
Занятия по робототехнике обычно начинаются с теории: детям объясняют задание, с ними разбирают программу, режимы моторов и принципы работы датчиков, и только после – конструируют и запускают роботов. В 11-12 лет это еще своего рода игра.
— Кроме кружка робототехники, я преподаю еще и общетехническое моделирование. Там мы всегда старались сделать движущиеся модели, но нам для этого не хватало знаний, поэтому и появился новый кружок, - рассказывает педагог дополнительного образования.
Кружок общетехнического моделирования существует еще со дня основания Дворца школьников: менялись кабинеты и педагоги, но кружок оставался. Но сейчас Евгений Вазиянов, преподаватель более чем с 20-летним стажем опасается, что, начав развивать робототехнику, про классические кружки совсем позабудут.
— В определенный момент может получиться, что мы и старые классические кружки уничтожим, и новые толком не разовьем. Вот в чем проблема, - замечает Евгений Вазиянов. - Многие из моих учеников перешли с общетехнического на робототехнику, некоторые ходят сразу на два кружка - и то, и другое им нравится. Знаете, может, и не все мои ученики будут в будущем заниматься роботами, но уметь что-то делать руками нужно каждому.
Робототехника – не то направление, где все делается по шаблону, поэтому педагогу, лично не проверившему на практике каждый шаг программы, сложно будет научить этому детей. Однако даже правильно написанная программа – еще не гарантия успеха: к примеру, в соревновании на движение по линии, когда все возможности «кода» уже исчерпаны, поможет только изменение самой конструкции – счет идет на доли секунды. Таких подсказок в интернете нет, там только стандартные модели, поэтому без знаний в области кинематики и механики в процессе сборки не обойтись. С Arduino еще сложнее.
— При работе с Arduino, не зная основ общетехнического моделирования, не умея делать корпуса, красивого робота не собрать. Получится куча плат и торчащие провода, - говорит Евгений Вазиянов.
Существует немало разновидностей технических кружков. Это и радиоэлектроника, и судомоделирование, и авиамоделирование и ракетокосмическое моделирование. Но как правило, большого развития они сейчас не получают – слишком сложно и затратно их содержать, да и педагоги не идут. Сейчас сложилась такая ситуация, что спонсора бывает проще привлечь, чем преподавателя. Наглядный пример, общетехническая школа в Астане – с технической стороны укомплектована под завязку, а педагогов нет. Вернее, есть директор и завуч, которые просто физически не могут вести сразу все кружки, так и пылится новая техника в пустых кабинетах.
А бывает и по-другому. Существует такой вид автомоделизма, как трассовое моделирование. Возникло оно когда-то в США, и до сих пор за рубежом довольно популярно, даже международные соревнования проводятся. Что интересно, поклонниками этого направления часто становятся не только дети, но и взрослые. Однако в Казахстане оно практически не развивается. Вроде и трассу строили, но кто-то решил, что она будет мешать ходить людям и ее разобрали. Ломать, как известно, не строить.
Сейчас не слишком престижно быть преподавателем технического направления, не прибыльно, но все-таки находятся люди, которые хотят работать. И тут всплывает другая проблема - существуют определенный минимум детей, которые должны ходить на занятия, чтобы кружок работал: если учеников мало, то кружки закрывают. Однако сегодня на технические кружки много детей и не ходит, поэтому и получается, что где-то и техника есть, и дети заниматься хотят, а учить некому, а где-то просто учить некого.
Все будет, мы обещаем
Робототехника требует серьезных вложений, как в оборудование, так и в само помещение, где будут проходить занятия. А еще в любой момент может сломаться или потеряться деталь из комплекта Lego - покупать ее отдельно очень дорого. Кроме того, при занятиях с Arduino почти наверняка придется паять.
Однако в управлении образования заверяют, что для развития робототехники все условия будут созданы - для проведения занятий кружков в школах оборудуют специальные кабинеты, а при использовании платформы Arduino в соответствии с требованиями техники безопасности будут применяться только беспаячные платы.
Сегодня, что в Казахстане, что в России, нетрудно заметить повышенный интерес к образовательной робототехнике. И можно с уверенностью сказать, что в моде на роботов нет ничего плохого: это дает возможность заинтересовать большее число детей, в наш компьютеризированный век дать им базовые знания в техническом плане. Однако важно, чтобы стремление к чему-то новому не уничтожало ту классическую базу, на которой это «новое» и строится.
фото Валерия БУГАЕВА