Репортаж: Lego-роботы обучают белорусских школьников

 
34 310
132
24 февраля 2014 в 8:30
Автор: Константин Сидорович. Фото: Аркадий Соболев

О том, что обучение должно быть тесно связано с практикой, в нашей стране говорят давно и упорно. Вот только в белорусских школах сам процесс обучения, основанный еще на советских методиках, меняется крайне неохотно. Развивать инженерное мышление, зазубривая формулы и правила, сложно. Особенно если речь идет о детях, которым намного проще и приятнее увлечься компьютерными играми, чем сухой теорией.

В конце прошлого века европейские и американские школы получили новый способ решения проблемы, связанной с необходимостью мотивировать детей во время учебы. В 1998 году компания Lego представила первое поколение конструктора для создания программируемых роботов — Robotic Command eXplorers.

С тех пор вышло еще три поколения роботизированных конструкторов, представленных теперь уже под брендом Lego Mindstorms. В середине прошлого десятилетия в мире был всплеск интереса к новой «игрушке»: школы оптом закупали комплекты, появились региональные и даже мировые соревнования, конкурсы, олимпиады.

В Беларуси интерес к продукции Lego в основном ограничивался стандартными конструкторами с набором пластиковых деталей и миниатюрными персонажами разной степени известности. Оно и понятно — школы больше озабочены сбором денег на краску и обои, им совсем не до каких-то там игрушек. И все же глобальное увлечение не могло не затронуть страну в центре Европы.

В 2009 году в рамках коммерческого проекта буквально в нескольких летних лагерях открылись курсы робототехники, основу которых составляло программирование моделей от Lego. Долго этот проект не продержался, но было сделано главное — новое занятие увлекло детей, а вместе с ними и их родителей. Сначала Mindstorms появились в обеспеченных семьях, затем в школах постепенно начали организовываться кружки.

Новый, на этот раз более осмысленный, продуманный и, похоже, нацеленный на перспективу виток интереса к «детским» роботам возник у нас в прошлом году. Виной всему выход новой версии конструктора — Mindstorms EV3, а также увлеченность сооснователя Epam Леонида Лознера. Его старший сын «заразился» Lego-роботами как раз во время занятий в летнем лагере. Спустя годы увлечение не прошло, к тому же весьма кстати вышел EV3.

«Сегодня мало педагогов, способных мотивировать школьников. Дети превращаются в безынициативную банду. Я хочу, чтобы в Минске была хорошая среда, стимулирующая желание учиться, и чтобы вокруг были умные улыбающиеся дети, которые стремятся к знаниям. В конце концов, они будут строить будущее», — рассказал Леонид Лознер в интервью журналисту Onliner.by.

Сооснователь Epam купил десяток комплектов Lego Mindstorms EV3 и передал их в столичные учреждения образования. Часть конструкторов попала в 50-ю гимназию. По словам Леонида Лознера, крайне важно развить в детях инженерное мышление. К сожалению, для большинства родителей покупка «игрушки» за $500—700 — слишком дорогое удовольствие. Но эту проблему можно решить с помощью создания тематических кружков или курсов по робототехнике.

«Было бы здорово, если бы в городе было три, четыре, пять, а лучше еще больше учреждений, которые бы смогли организовать городской чемпионат по Lego-роботам. Для этого ведь не так уж много надо — достаточно, чтобы в каждой школе было по пять наборов Mindstorms», — добавил Леонид Лознер, мечтающий, чтобы когда-нибудь на финал мирового конкурса по Lego-роботам отправилась команда из Минска.

Однако помимо материальной базы, в деле воспитания чемпионов или будущих инженеров не обойтись также без хороших педагогов. Именно такой преподаватель ведет Lego-кружок в гимназии №50. Александр Францкевич учится в аспирантуре, а роботами Mindstorms увлекается без малого пять лет.

Александр Францкевич

Занятия начались всего несколько месяцев назад, но ребята лишний раз доказывают, что с «мозгами» в стране все хорошо. Дети, никогда не державшие в руках Lego-роботов, буквально за месяц научились их собирать и программировать.

В гимназии азы инжиниринга осваивают шесть групп по десять учеников в каждой. Занятия бесплатны, проходят один раз в неделю и длятся один-два часа. Впрочем, они получаются настолько увлекательными, что могут идти и дольше. «Иногда задерживаемся до 20 часов, пока нас не начинают выгонять», — смеется Александр Францкевич.

Что же так привлекает детей, готовых забыть о видеоиграх и с удовольствием бежать в школу после уроков? Конструкторы Mindstorms хороши тем, что предлагают простор для безграничного полета фантазии. Из одного комплекта можно построить любого робота и запрограммировать его на выполнение огромного количества действий.

Конструктор EV3 состоит из шести сотен деталей. Помимо стандартных пластиковых «кубиков», шестерней, колес, балок и прочего, в коробке можно найти базирующийся на Linux микрокомпьютер (управляющий блок), сервомоторчики, гироскоп и пригоршню датчиков — вращения, прикосновения, освещенности, цвета и приближения (ультразвуковой сенсор). Покупка такого комплекта обойдется примерно в $500. Еще около $150 придется заплатить за дополнительный набор из почти 900 элементов.

Вместе с конструктором в комплекте поставляется инструкция, которая поможет построить пять базовых роботов, еще 12 модификаций доступны на сайте Lego. Как показывает практика, на сборку одной модели у ребенка уходит примерно полчаса.

Самое интересное начинается на этапе программирования. В 50-й гимназии для начала изучают пакет визуальной разработки Scratch. С его помощью дети получают базовые знания о кодинге, причем не через непонятные для них языки со множеством переменных, а с помощью наглядных блоков со списком команд, условий и действий. Функционально очень похожее ПО используется и в Mindstorms EV3. Здесь тоже достаточно перетягивать мышкой нужные блоки с командами, параметрами и инструкциями для робота.

Полный восторг дети испытывают тогда, когда им разрешают отойти от мануала и самостоятельно придумать своего робота. Что там шагающий и умеющий поднимать хоботом пластиковые «бревна» механический слон или балансирующий на краю стола «гуманоид»! Гораздо интереснее продумать, соорудить и запрограммировать собственного робота-сборщика, трансформера или модель автомобиля.

Создав программу поведения робота, ее надо загрузить в микрокомпьютер конструктора. Сделать это можно как через USB-кабель, так и посредством беспроводной связи. Роботом можно управлять через мобильные приложения, а также с помощью цветовых команд. Например, показываем машинке красный маркер, скажем, в виде джемпера, и автомобиль останавливается.

Здорово, когда удается смастерить автономный аппарат, способный самостоятельно функционировать в рамках загруженной программы. «Все были в полном восторге, когда наши дети сделали робота, который приветствовал каждого входящего. На первый взгляд все просто, но ребятам надо было сделать так, чтобы модель с помощью датчика расстояния реагировала на приближение и отдаление человека», — рассказала директор репетиторского центра «100 баллов» Инна Шуневич.

Инна Шуневич

На что способна фантазия, подкрепленная материальной основой в виде конструктора, можно увидеть в многочисленных видеороликах:

Пока в Беларуси таких суперустановок не создают, но начало положено. В мае в Минске пройдет робо-чемпионат среди учреждений образования. Посмотрим, чему можно научиться за полгода занятий с Lego Mindstorms. Возможно, недалеко и до участия в международных конкурсах?

«Это серьезная игрушка, к которой надо прикладывать свои интеллектуальные усилия», — подчеркнул студент факультета прикладной математики и информатики БГУ и одновременно преподаватель репетиторского центра Глеб.

Глеб, преподаватель репетиторского центра «100 баллов»

Он особенно ценит программные возможности датского конструктора. При желании можно составлять длиннющие цепочки задач, выполняя которые робот может показаться разумной машиной! Формулы, константы, генератор случайных чисел, поворот на заданный угол при определенных условиях, режим работы сервомоторов… Несмотря на то что для неподготовленного человека все это звучит пугающе, на самом деле оказывается, что вот такое продумывание и «детско-взрослое» программирование увлекает не хуже компьютерных шутеров.

Мимолетного по сути знакомства с роботизированными конструкторами хватает для того, чтобы «заразиться» ими всерьез и надолго. Причем это касается не только детей, но и взрослых. Кто знает, вдруг через год-другой Беларусь действительно сможет на равных выступать на международных соревнованиях по конструированию роботов?

Перепечатка текста и фотографий Onliner.by запрещена без разрешения редакции. db@onliner.by

Автор: Константин Сидорович. Фото: Аркадий Соболев
ОБСУЖДЕНИЕ