Век информационных технологий полностью вступил в свои права. «Умные»
вещи, смартфоны, всевозможные электронные устройства, интернет, что нам казалось относятся к далекому фантастическому будущему, уже вокруг нас. Для нас, но не для подрастающего поколения. Наши дети уже с первых дней жизни видят компьютеры, гаджеты для всех и всего и воспринимают их как обыденность современной жизни. Еще не научившись самостоятельно ходить или надевать ботинки, ребенок уже может уверенно использовать мобильный телефон или планшет.
Технологический процесс, изменяя нас, также кардинальным образом меняет сферы нашей жизни, в том числе образование. Детские сады и школы все активнее применяют достижения индустрии высоких технологий при обучении. Уже мало кого
можно удивить «умными» электронными досками или обучающим приложением, но,
пожалуй, еще есть то, что может заинтересовать поколение «индиго». Это – роботы.
Несколько десятилетий назад мы, будучи детьми, зачитывались рассказами Кира Булычова и завороженно смотрели «Гостью из будущего». Чуть позже появление блокбастеров века – «Терминатор», «Звездные войны» – открыло новый мир
будущего. Цунами роботомании и научной фантастики надежно захватило умы молодежи. А сегодня роботы уже почти вошли в дом каждого человека и вызывают самый неподдельный интерес у подрастающего поколения.
Несмотря на то, что общепринятый термин возник лишь в середине XX века, сама
идея создать робота появилась существенно раньше того, как ее стало возможным
технически реализовать. Взять, к примеру, легенду о пражском Големе или пьесу чешского писателя Карела Чапека «Rossumovi univerzální roboti» («Россумские универсальные роботы»). Сейчас робототехника – самостоятельная наука, впитавшая в себя множество других, а также полноценная отрасль производства и экономики. Сам смысл робототехники заключен в идее создания технических систем, которые
призваны заменить человека.
О перспективах развития робототехники в нашей стране и о возможностях обучения им молодого поколения редакции ICTNEWS рассказал основатель школы робототехники «Roboкidz Education» в Узбекистане Тимур Азаматов.
– На сегодняшний день представление о роботах у многих достаточно узкое и однобокое. На самом деле в современном мире роботы – довольно востребованы. Их
используют в абсолютно разных сферах жизни, будь то медицина, производство и
быт (к примеру, Интернет вещей), развлечения, системы безопасности и даже
космос. Обучение в школе робототехники – это первый шаг в мир новых возможностей.
Наша школа «Robokidz Education», открытая в прошлом году, – это первая школа робототехники в Узбекистане. Принцип обучения построен таким образом: в
небольших группах каждый ребенок собирает и программирует модели роботов с
помощью специальных образовательных конструкторов. Игровая форма обучения в
доступном и интерактивном виде позволяет изучать достаточно сложные законы
физики, статики, кинематики, алгоритмы программирования и устройство компьютера, а также много других прикладных дисциплин уже с первого класса.
Arduino – торговая марка аппаратно-программных средств для построения простых систем автоматики и робототехники, ориентированная на непрофессиональных
пользователей. Программная часть состоит из бесплатной программной оболочки (IDE) для написания программ, их компиляции и программирования аппаратуры. Аппаратная
часть представляет собой набор смонтированных печатных плат, продающихся как официальным, так и сторонними производителями. Полностью открытая архитектура системы позволяет свободно копировать или дополнять линейку продукции Arduino.
Хотелось бы отметить, что с самых первых дней учебы мы пытаемся привить ребятам командное чувство и чувство ответственности за каждого ученика в классе, так как они – будущие члены одной команды. Кроме того, в ходе учебного процесса ребята получают навыки по выходу из конфликтных ситуаций, самостоятельно принимают решения и проявляют чувство лидерства в команде во время решения задач. А главное, дети познают новые профессии. Сама же базовая программа робототехники длится до восьми месяцев.
Для каждого курса прописана определенная образовательная программа. Уроки
по робототехнике ведутся в логической последовательности, и пропуск одного-двух занятий может сказаться на успеваемости учеников. Это как с математикой:
стоит пропустить одну тему, все остальные станут непонятными и сложными.
МЕХАНИЗМ ОБУЧЕНИЯ
Как и в любом образовательном учреждении, так и в нашей школе курсы для
разных возрастных групп имеют свои отличия. К примеру, дети в младшей группе
собирают модели роботов-животных и тем самым познают окружающий мир. В старшем возрасте (от 12 лет и выше) собирают мини-модели уже промышленных роботов: робот-манипулятор, производственная линия с сортировкой и так далее.
Наши ученики сначала знакомятся с конструктором и названием деталей. Затем изучают работу различных передач, после начинают сборку модели с применением той передачи, которую изучили на уроке, затем программируют модель. По
завершении этих этапов ученики рассказывают, как работает робот и из чего
состоит их модель. В их распоряжении имеются более 20 действующих моделей:
животные, летательные аппараты, станки, военная техника, а также модели домашней бытовой техники (миксер, вентилятор, швейная машинка). Материалы используем
на базе обучающих наборов Lego. В категории детей от 6 до 14 лет – конструкторы
«LEGO Education», они схожи с детскими наборами LEGO, но с образовательной
направленностью. В старшей возрастной категории – конструкторы на базе микроконтроллеров Arduino.
Занятия, которые проводятся в интерактивной форме, как правило, разделены на теорию и практику. Теория сопровождается визуальными слайдами, а сборка
и программирование роботов подкрепляются теоретическими знаниями. В школе
имеются несколько учебных курсов, но основным и главным считается курс «Lego
Mindstorms». Мы стараемся дать детям не только общие познания в робототехнике, но и развить мелкую моторику рук, а пространственное и логическое мышление
положительно влияют на речевые способности ребенка. Занятия позволяют детям
осознать на практике необходимость изучения таких дисциплин, как математика и
физика, что позволит ученикам научиться понимать и интерпретировать двухмерные
чертежи для создания трехмерных моделей, строить и тестировать конструкторские разработки, использовать математические и научные концепции для решения
задач реальной жизни. В дальнейшем, конечно, это существенно поможет им
принимать более осознанные решения при выборе профессии или в других важных вопросах.
На уроках, как уже отмечалось, мы используем образовательную робототехническую платформу LEGO® MINDSTORMS® Education EV3, которая с входящим в комплект поставки программным обеспечением представляет из себя универсальное образовательное средство. Обычно в стандартный состав набора входят несколько сервомоторов, программируемый блок EV3, датчики касания, определения цвета и ультразвуковой сенсор. Программное обеспечение для Lego Mindstorms создано на основе программного решения для выполнения технических задач и тестирования LabView.
НАШИ УСПЕХИ
Наша школа, несмотря на ее молодой возраст, уже может по праву гордиться своими учениками и их достижениями. К примеру, мы изначально стали участвовать в международных состязаниях. В прошлом году наши ребята побывали в Москве на
«РобоФест» – самом масштабном в Европе и одном из крупнейших в мире фестивалей, ежегодно собирающем на своей площадке лучших представителей научно-технического творчества в возрасте от 6 до 30 лет, которые показывают свои
уникальные разработки. По итогам состязания наши слушатели получили шестое
место. В этом же году творческие проекты ребят были представлены на международном этапе Всемирной олимпиады роботов (WRO-2016), где четыре ученика получили возможность участвовать в WRO, которая проводилась в Индии.
Всемирная олимпиада роботов (WRO – World Robot Olympiad) – международные состязания роботов – это соревнования для школьников в возрасте от 10 лет до 21 года. Первый фестиваль состоялся в 2004 году в Сингапуре, сейчас в нем участвуют более 1500 талантливых ребят из 54 стран.
В 2017 году ученики нашей школы посетили Казахстан, где приняли участие в WRO-2017. В чемпионате участвовали более 300 школьников из Казахстана, а мы в общем зачете заняли 2-е место. Но на этом этапе не остановились, а пошли дальше, приняв приглашение на участие в 2017–First Global (Нью-Йорк, США), заняв
там 21-е место в индивидуальном зачете и 99-е в общекомандном. В соревнованиях
участвовали 163 команды из разных стран мира. В этом году планируется провести
национальный отборочный турнир для участия в WRO-2017. Победители полетят
в Коста-Рику для участия в WRO, где будут официально выступать от Узбекистана, а
также представители школы примут участие в ICTWEEK-2017. Так что у учеников
нашей школы есть и желание для дальнейшего роста, и возможности для будущих
побед.
Конечно, робототехника требует развития и продвижения физико-математических направлений в образовательных учреждениях. Хотелось бы, чтобы для начала были созданы условия для помощи преподавателям обычных, не специализированных школ, по освоению базовых положений робототехники и ознакомлению с методиками преподавания робототехники учащимся.
Современные эксперты озвучивают достаточно уверенные прогнозы в появлении к 2025 году так называемого бума персональной и сервисной робототехники. Нарастающие темпы развития, как правило, требуют множества новых специалистов в области самых различных профессий. Раньше, во времена «века производства», требовался человек, который может стоять у станка, а сейчас, в «век информатизации», все более необходим не только тот, кто может создать робота, но и обладает умениями использовать его вместо станка. Ожидается, что одной из самых востребованных специальностей после 2025 года будет программист-робототехник. А раз спрос рождает предложение, начинать осваивать новые навыки, умения и специализации нужно уже сейчас, чтобы молодое поколение могло уверенно войти в жизнь. Положительные стороны от этого видны со всех сторон: это выгодно государству, бизнесу, промышленности, науке, а самое главное – человечеству.