Анатолий Василюк и его коллега Павел Клименко создали школьную программу по робототехнике. Первого сентября 25 школ на Черкасчине опробовали программу на практике.
У меня есть робот Степан. Степан может попятиться, если перед ним препятствие на расстоянии 30 см. Степан — это логический оператор «если» и возможность объяснить его не на доске, а на практике.
Мне было 22, я был молодым учителем и ехал на конференцию из Киева в Казань. Мой сосед по купе заинтересованно суетился с роботом. Цветным, маленьким, на вид совсем детским. Вскоре мы уже игрались вдвоем.
Соседом по купе оказался известный русский робототехник Сергей Филиппов. Во время поездки он успел не только показать, как работают работы, но и рассказал, как использовать их в обучении. Впоследствии я приехал к Филиппову поучиться.
С той встречи прошло одиннадцать лет, и я оставил школу. Но не преподавание.
В ближайшее время роботов в мире станет намного больше. И нам нужно решить, кто кем будет руководить: мы работами или они нами. Если мы, то детей нужно учить уже сегодня. Кроме того, робототехника — мощный инструмент для изучения разнообразных дисциплин.
Программы для уроков
Уроки робототехники — это командная работа, дети работают в паре: собирают робота, пишут программу. Для этого, конечно, нужны наборы. Теперь с закупками школам помогают спонсоры или родители. Чтобы обеспечить оборудованием, достаточно 350 грн на ребенка, если есть две параллели по три класса (5-й и 6-й), а в них не менее 24 учеников.
Робототехника включает и конструирование, и программирование, и математику. Сейчас в Украине около 50 школ имеют комплекты роботов на класс. Уроки может проводить каждая школа, у которой есть учитель-энтузиаст и оборудование. В Украине существует несколько учебных программ («Технология создания робототехнических систем» и «Технология управления робототехническими системами»), но этих материалов для новичков недостаточно.
Поэтому мы с коллегой работаем над школьным курсом для 6-8-х классов, который предусматривает один урок робототехники в неделю. Сейчас полностью готова годовая программа на 35 занятий, для которых разработаны 23 уникальные модели роботов. К каждому уроку есть методические рекомендации для учителя, развернутая презентация, инструкция по сборке, список с названиями деталей, правила техники безопасности и рабочие листы для учеников. Чтобы учителя не сетовали, что нет материалов. Потому что признаем: придет учитель на урок с книгой или с роботом — зарплата не изменится. Другое дело — что получат дети?
Согласно нашей программе, дети работают не только с готовыми инструкциями, но и делают собственные модели. Из одного комплекта деталей можно сделать около 180 разных роботов. В интернете инструкций немного, да и в Украине немногие занимаются их разработкой. Зато в нашем курсе каждое пятое занятие — творческое. Эти авторские работы не всегда выходят красиво, но ребенок делает сам! Я вспоминаю, как в свои 22 взял робота в руки. Я очень радовался, когда собрал его через час и двадцать минут. Но когда увидел, как ученики сделали то же самое за 45 минут, понял: у меня что-то пошло не так.
Преимущество школьного предмета «Робототехника» в том, что учить его будут все. Задание учителя — подобрать аргументы, почему дети должны это делать.
Уроки с роботами
После робототехники другие уроки могут показаться скучными. Но общество дойдет-таки до того, что надо жить не только конспектами 30-летней давности, а давать детям актуальные знания. Потому что сколько выпускников устроились на работу программистами Pascal (язык программирования, созданный в конце 60-х)?!
Цель информатики — научить программированию. Мы делаем это с помощью графических блоков в программе Mindstorm — и со временем объясняем ученикам, что этим блокам соответствует код на других языках программирования.
Но сначала робота нужно спроектировать. В специальной программе можно деталь за деталью построить 3D-модель, а потом сделать то же в реале.
Когда готовы и робот, и программа, больше всего времени занимает тестирование. В конце нашего урока работы отправляются на соревнование. Так мы смотрим, удачными ли они получились. Например, есть соревнование для роботов-сумо. Победитель должен вытолкнуть других роботов из круга. С технической точки зрения это будет означать, что у него самый лучший понижающий редуктор и самый низкий центр масс.
После урока дети должны проанализировать сделанное и изученное: почему их робот гусеничный, почему гусеницы треугольной формы, почему робот несовершенен, для чего датчики?
На роботах можно усвоить не только конструирование, но и вплести очень многие межпредметные связи.
Возьмем математику. Имеем колесо для робота диаметром 56 мм и задача — понять, сколько проедет робот за один оборот колеса. Умножаем 56 на 3,14 и получаем результат. Теперь можем посчитать, сколько нужно оборотов, чтобы проехать один метр.
В химии можем объяснять экзо- и эндотермические реакции. Во время гашения извести мы получаем большое количество тепла. Чтобы проверить — ставим датчик в стакан и получаем график, на котором видно, что температура растет. Или заливаем соль аммония водой, и температура падает.
В биологии изучаем транспирацию — испарение с поверхности листка большого количества воды, благодаря которому температура снижается на 5-7 градусов. Кладем листок под стакан, ставим датчик и поливаем растение. Видим график, который показывает, как охлаждается растение.
Не надо навязывать детям знания. Нужно заинтересовать их так, чтобы они захотели повторить что-то из того, что уже существует, а впоследствии придумали что-то свое.
