Зачем «лирикам» робот?
Война физиков и лириков начинается едва ли не раньше, чем любые другие конфликты — ещё в ранней школе. Часть класса всем существом отрицает математику и физику, другая часть — спит на уроках истории и МХК. И дело не в том, что у каждого ребёнка больше развита «гуманитарная» или «техническая» часть мозга — дело в том, что нет заинтересованности учеников, а школьные принципы «гармоничного воспитания личности» отстали от жизни почти навсегда. Пустить всё на самотёк и пойти на поводу у желаний ребёнка — демократично и модно, но может аукнуться в дальнейшем.
Уже сегодня гуманитарные науки активно используют информатику и математику, и сращивание дисциплин будет продолжаться. Поддерживать чистого лирика со стороны школы и родителей крайне губительно для будущей профессии. Выход — заинтересовать и вовлечь.
Нет скуке
Все мы так или иначе сталкиваемся со школой и знаем, что дела там обстоят не очень — причём, чем дальше в регионы, тем печальнее. Последний энтузиазм прекрасных и творческих учителей упирается в недостаток материально-технической базы. Однако такая ситуация не означает, что нужно плыть по течению. Родители должны обратить внимание на склонности ребёнка и заниматься самостоятельно или, например, отдать школьника в робототехнический кружок. Почему это важно?
Работа с техникой (например, с наборами LEGO Education WeDo 2.0 или LEGO Education MINDSTORMS EV3) формирует понимание алгоритма, аналитическое мышление, навыки проектирования. Таким образом, ребёнок учится воспринимать мир не как набор разрозненных событий и явлений, а как систему, состоящую из подсистем. Появляется понимание взаимосвязей и влияния элементов. Такое восприятие поможет проще осваивать любые предметы.
Простой пример из жизни. Мальчик с огромным трудом понимал ботанику и старательно заучивал каждый вид как в первый раз. Это казалось каторгой всем — и учителю, и родителям, и самому ученику. Пока однажды разозлённый папа-инженер не бросил в сердцах: «Да что тут учить, все эти растения одно и то же: корень, ствол, листья, цветок, плод! Разница в форме». Пусть с точки зрения глубокой науки папа был не до конца прав, но школьный курс ботаники сдался без боя — сын понял, что такое система и её признаки.
Робот решает судоку. Чтобы создать такой механизм, молодой исследователь должен проделать серьёзную умственную работу, вникнуть в физику и математику. Это позволяет воспринимать задачи комплексно. Реализовано на LEGO Education MINDSTORMS EV3
Как правило, создание роботов происходит в команде — с родителями, учителем, другими учениками. Командная работа — навык, который вновь обретает ценность и будет востребован в профессии: в условиях информатизации любая деятельность превращается в проект, который сложно сделать в одиночку.
Внутри кружка или лабораторной работы в классе ребёнок впервые сталкивается с понятием разделения труда — например, в случае LEGO Education WeDo 2.0 или LEGO кто-то программирует, кто-то делает дизайн (каркас), кто-то фиксирует наблюдения, кто-то следит за порядком и группирует детали. Увы, до сих пор даже некогда успешные компании распадаются, не вписавшись в разделение труда или не понимая, что не обязательно всё делать самому. Не избегают этой участи и люди, поэтому ребёнку важно понять, что в команде все равноценные партнёры, которые делают общее дело.
В рамках создания работа как совместного проекта нивелируются различия в уровне знаний и навыков — дело найдётся и троечнику, и олимпиаднику. Итог будет общим, а дети узнают, как распределяется задача внутри команды и как оценивается вклад.
Ребёнок соприкасается с практикой. Создание робота — фактически повседневная рабочая задача из взрослого мира: планирование —> проектирование —> создание —> наблюдение и тестирование —> презентация завершённой задачи/проекта. Он будет понимать, как пригодятся те или иные знания и что лишней информации не бывает. Это поможет справиться с нелюбимыми предметами. К тому же, появляется и развивается навык дробления проблемы на составные части.
Пример того, как можно разделить задачу: сперва робот распознаёт цвета на гранях, а затем собирает кубик исходя из полученных данных. Реализовано на LEGO Education MINDSTORMS EV3
Происходит знакомство с «взрослыми» роботами. Эта фраза только на первый взгляд смотрится футуристично и выпадает из ряда. Уже сегодня роботы применяются в ритейле, обслуживании, медицине и многих других отраслях, с которыми человек постоянно взаимодействует. Дальше будет только больше, и важно уметь понимать интерфейс, «дружить» с ним. Если брать кальку с английского, то происходит демистификация сложной технологии и ребёнок (чуть позже — студент и молодой специалист) понимает, что можно доверить роботу, а что — нет.
Совсем уж необычное применение LEGO Education MINDSTORMS EV3. Спроектирована вязальная машинка. И это отличная иллюстрация того, как роботы проникают в другие отрасли, облегчают труд и освобождают время человека для творчества, созидания и проектирования.
Ребёнок соприкасается с наукой — и это едва ли не самый важный момент. Профессии будущего — наукоёмкие, связанные с различными дисциплинами. Они будут существовать на стыке нескольких типов знания, работать с пограничными отраслями (как, например, уже сегодня это делает компьютерная лингвистика или археология, использующая сверхточные приборы). И ребёнку важно дать понять, объяснить и, что немаловажно, продемонстрировать, как связаны различные науки и дисциплины. Вернёмся к той же филологии — сфере, кажется, самой далёкой от техники. Однако множество исследований проводится с точки зрения анализа текста, и в работе используются самые передовые достижения в алгоритмах.
Развивается воображение (и это развитие должно продолжаться на протяжении всей жизни), пространственное мышление, концентрируется внимание; мелкая моторика также способствует развитию когнитивных функций. За рубежом есть опыт применения подобных робототехнических решений для работы с аутистами — они на ура справляются с аккуратной последовательностью действий.
Подумайте, сколько всего учтено в этом слоне: движение суставов и синхронизация, хват предмета, направление движения, устойчивость и т.д. Реализовано на LEGO Education MINDSTORMS EV3
И родители, и учителя должны транслировать понимание того, что учить стихи, много читать и знать наизусть 700 дат всемирной истории — не значит иметь основу для будущей карьеры. И первичную профориентацию нужно проводить с позиций универсальности и смежности дисциплин.
Мнение педагога, которому не всё равно
Чтобы не быть голословными в обсуждении влияния занятий робототехникой на любого ребёнка, об опыте работы с простыми школьниками мы поговорили с блестящим педагогом, автором учебных пособий Лидией Георгиевной Белиовской.
Проекты LEGO Education представлены в российских школах уже много лет. Однако далеко не во всех учебных заведениях школьникам доступны такие занятия. Причин много, среди них нехватка профессиональных кадров, материальной базы и интереса у учителей. Лидия Белиовская — одна из тех, кто знаком с LEGO Education давно, экспериментирует с ним и вовлекает в занятия детей вне зависимости от их склонностей.
— Расскажите, пожалуйста, о себе — общий преподавательский стаж, стаж работы именно учителем информатики.
— Я закончила МГУ, факультет Вычислительной Математики и кибернетики. За моими плечами 20 лет стажа инженера, а потом и ведущего инженера. Мне удалось стать участником нескольких национальных проектов СССР: обработка космических снимков, компьютерная томография токового слоя плазмы (исследование проблем Токамака) ИОФАН, компьютерная ангиография на синхротроне (3D модель сердца) НИИ ФизПроблем. Я защитила кандидатскую диссертацию по теме «Компьютерная томография полупрозрачной плазмы».
И вот уже 16 лет, как я работаю в школе учителем информатики высшей квалификационной категории, являюсь экспертом ЕГЭ по информатике. Опыт работы ведущего инженера в ведущих НИИ СССР позволил вести успешную и яркую проектную деятельность со школьниками. Недостатка тем и идей никогда не было и сейчас нет.
— В каком году в учебном заведении, в котором вы работали, впервые стали использовать решения LEGO Education?
— Когда я пришла в свой первый учебный класс, оборудование уже было в школе, но активно его никто не использовал. Это был 1998 год. Тогда я начала работать в школе с одаренными детьми, параллельно осваивала новеллы образования. Обучение в ИНТ у Булин-Соколовой Е.И. раскрыло новые горизонты. Мне многое было понятно, было не трудно, а интересно, и я сразу взялась за сложное, стала создавать программируемые системы на LEGO. Потом уже как педагог защитила несколько проектных работ по LEGO-педагогике. Многое осваивала и придумывала сама, даже не пользуясь Интернетом.
— Как это в целом было воспринято учащимися?
— Конечно, с огромным интересом! Представьте только: у школьников были идеи и они смогли их осуществить в реальности. Пробовали и получалось. И такие конструкторы яркие, удобные — радость у ребят просто фонтанировала.
— Сколько времени у них ушло на то, чтобы привыкнуть к новшествам и использовать LEGO Education в учебном процессе?
— Начали работу буквально мгновенно. С нетерпение ожидали окончания теоретической части урока, чтобы потом все реализовать самим. Конструировали почти всегда сами, не по инструкции, потому что по книжке было просто неинтересно. Но, как правило, потом обязательно возвращались к инструкции. Как же надо сделать так, чтобы это было прочно, устойчиво и работало? «Да, моих знаний недостаточно», — думали они и обращались к книге.
— Долго ли втягивались остальные преподаватели?
— А остальные просто не подхватили. Это же надо тратить много времени на организацию учебного процесса, а тут ещё и условий не было: помещения, мебели, лишнего оборудования…
— Расскажите о главных сложностях, которые возникали при такой модернизации учебного процесса. Как со стороны учеников, так и, возможно, со стороны преподавателей.
— У учеников никаких сложностей не было, только огромный интерес. Впервые в обучении у школьников проходили опыты по физике с компьютерной обработкой. Сами делают установки, сами пишут программы, а материал ведь только что прошли на уроке физики.
Сложности были у администрации: включить курс в школьный учебный план, выделить помещение, оснастить нужной мебелью, найти педагога, чтобы это все освоил и захотел работать с учениками в режиме постоянного внимания и высокого темпа. Сложности у учителя вполне бытовые: подготовить оборудование для следующей группы. Дети хотели собрать установку сами, но времени на это не хватало— за перемену же не разберешь все установки. Ну тут, может, и оборудования просто не хватало.
Были сложности учебного процесса. В силу большой заинтересованности ребят очень трудно контролировать тишину. Только в конце курса дети привыкли работать в тишине, до этого страстно хотели поработать в команде (2–3 человека), громко обсуждали детали, спорили…
— Как педагог, имеющий возможность сравнить до и после — как бы вы оценили изменения в уровне вовлеченности учеников в учебный процесс?
— Прежде всего, это сенсорное развитие интеллекта, потому что можно что-то сделать своими руками, а главное — получается. И чтобы вникнуть и понять, не нужно много времени. Ребята просто мчались ко мне на уроки. Большой интерес вызывал процесс построения, «возникновения» графиков физических величин в режиме реального времени. Многие графики вызывали недоумения, обсуждали, почему получились именно такие зависимости? Сравнивали графики:, а как у соседей? Это очень важно. Сам делал опыт, как получилось — так получилось. Нельзя списать, качнуть из интернета, сам делаю и получается. Круто!
— На ваш взгляд, для какой из учебных дисциплин решения LEGO Education оказываются наиболее полезными?
— Физика, информатика, конечно, робототехника. У меня есть опыт преподавания робототехники в школе в 5 и 6 классах, есть материал для пособия. В этом году администрация отменила уроки по робототехнике в учебном процессе в нашем Лицее 1557. А мы планировали издать пособие, создали программу как положено по ФГОС, использовали в работе богатый, очень интересный материал LEGO по темам конструирования. Такие интересные, полезные разработки для учителей, так были рады, что их собирали и аккуратно хранили эти 20 лет. И, что удивительно, материалы не устарели! Сама преподаю информатику в школе много лет и знаю, как трудно работать без хороших учебников. Только сама что-то новое освоишь, разработаешь УМК — и вот устарело, убрали из программы. Все усилия напрасны. А LEGO-педагогика живёт. Детям понятно, интересно, всё совершенно современно.
— Ученики какого возраста осваивают новую программу лучше всего?
— Работала, в основном, с учениками 5–7 классов. Очень сожалею, что у школьников в начальной школе, которые потом придут ко мне на уроки, нет навыков конструирования и программирования на LEGO. Мои уроки всегда и у всех вызывали огромный интерес. Тут, вне зависимости от склонностей и способностей, для всех есть дело. Разноуровневая педагогика: кто-то конструирует в команде по инструкции, кто-то собирает модели сам, идет вперед по уроку, кто-то даже успевает написать программу для установки, а кто-то с огромным интересом и вниманием сортирует детали, просит, чтобы ему разрешили выполнить именно эту работу. И непонятно, как оценивать работу ученика на уроке. Оцениваешь старание и желание сделать больше нового — разве это неправильно? Оценки, как правило, хорошие. Но самое главное — большое, огромное удовольствие от уроков.
— Если бы вас попросили посоветовать использовать LEGO Education во всех школах, какие главные плюсы такого решения вы могли бы привести в пример?
— Дети на уроках работают не только головой, но и руками — это важно. Конструктор очень красочный и позитивный с точки зрения дизайна. И столько можно с его помощью проверить, узнать. Главный аспект для подготовки именно IT-специалистов— это проверка программ алгоритмов визуально с помощью роботов. Это технологии будущего.
Реализация авторской Программы в Лицее 1557 несколько лет ведется по разработанной Л.Г. Белиовской методике «Быстрый старт в школьной робототехнике: используем графическую инженерную среду программирования LabVIEW и LEGO», которая на Городском конкурсе педагогических работников города Москвы «Технологии будущего 2016» была отмечена Дипломом Лауреата. Конкурс проводили Департамент образования города Москвы и Департамент науки, промышленной политики и предпринимательства города Москвы. Содержание конкурсной работы можно посмотреть по ссылке. А мы поздравляем Лидию Георгиевну, восхищаемся проектами её учеников и надеемся, что всё будет ещё круче.
Формирование знаний и профориентации ребёнка — задача и родителей, и учителей, и тренеров кружков. Главное, помнить, что всё дело в мотивации и заинтересованности, но мотив должен быть выбран правильно. Лучше всего, если движущей силой будет стремление к успеху, к знаниям и навыкам. И не важно, в какой сфере мечтает развиваться ребёнок: космонавтике или живописи. Нужно, чтобы он понимал, что технологичный мир вокруг должен быть не обслугой, а эффективным инструментом в руках профессионала. Только тогда профессии будущего станут реальностью, качественно преображающей жизнь.
А вы придумали, чем займёте ребёнка на новогодних каникулах?
