Игры в роботов по-­американски

 

Алексей КУТОВЕНКО

Дефицит кадров, наблюдающийся сегодня в сфере робототехники, будет только расти. Разумное решение проблемы — популяризация технического образования, привлечение к робототехнике детей. Большой опыт реализации подобных программ накоплен в США.

Данный вопрос — часть общей проблемы трансформации образования в современном мире. Чтобы завтра в стране работало достаточное количество конкурентоспособных специалистов, необходимо инвестировать в их обучение уже сегодня, в том числе в детское техническое творчество.

Проблемы и решения

Все более популярной в мире становится аббревиатура STEM (Science, Technology, Engineering, Math), обозначающая комплекс учебных предметов, которые у нас принято называть научными и техническими дисциплинами.

Одна из серьезных проблем обучения — абстрактный характер таких дисциплин. Робототехника же позволяет визуализировать научные концепции: они становятся понятнее, привлекательнее, и дети не бросают заниматься изучением техники в самом начале пути. Как отмечают американские специалисты, на привлечение детей к робототехнике уже двадцать лет работают масс-медиа, киноиндустрия и сфера развлечений, в которой роботы — частые персонажи.

Сейчас активно формируется общая среда, способствующая техническому творчеству. Достаточно посмотреть на растущий ассортимент хобби-конструкторов, позволяющих собирать роботов. Идет поиск и в сегменте школьного обучения, предусматривающий построение четкой образовательной системы, последовательно пройдя по всем ступеням которой ребенок сможет стать востребованным специалистом в будущем.

Методики вовлечения

Наиболее эффективной признана проектная работа в составе малых групп. В качестве технической базы лучше всего зарекомендовали себя упрощенные платформы, разработанные для иллюстрации конкретных задач и в обязательном порядке снабженные методическими материалами.

Для привлечения детей важны «впечатляющие демонстрации» с участием роботов, именно они пробуждают первоначальный интерес. В данном случае широко применяются технологии дополненной реальности, используются манипуляторы Kinect, сенсорные перчатки, планшеты, смартфоны. Затем детям предлагается воспроизвести увиденное и с помощью конструкторов решить новые задачи. В дальнейшем наблюдается эффект снежного кома: новичков привлекают успехи, которых достигли более старшие участники проектов.

Впрочем, не все так радужно. Основные трудности, которые возникают перед будущими конструкторами и становятся причиной отказа от продолжения обучения, — слишком длительные проекты и смена версий платформ и программного обеспечения в ходе реализации проектов.

Конструкторы и педагогические платформы

Как показывает опыт, только набора-конструктора, даже очень хорошего, для успеха организованного обучения недостаточно. Требуется выверенная программа, системно раскрывающая перспективы.

Сегодня в школах применяют продукцию Lego, Pitsco, однако особого упоминания заслуживают прежде всего платформы RobotsLab и VEX Robotics, выстроенные именно в рамках комплексной модели обучения. Первая из них предлагает специально разработанный комплект для школ, который включает квадрокоптер, манипулятор «механическая рука», несколько роботов попроще и планшет с программами управления. Для комплекта разработаны методики обучения, в рамках которых ученики знакомятся, в частности, с линейными и квадратичными уравнениями, другими математическими функциями. Общая идея применяемой RobotsLab методики состоит в том, что сначала дети вовлекаются в процесс управления роботом, квадрокоптером, а затем планомерно подводятся к алгоритмическим задачам, благодаря решению которых робот сможет выполнять те или иные действия самостоятельно.

Методики базируются на модели проектного обучения. Например, на основе истории марсианских «роверов» NASA проводятся занятия по программированию робота, собирающего шары определенного цвета. В последние версии комплекта RobotsLab добавлены 3D-принтеры, а в методические разработки включены уроки, на которых новый робот печатается полностью, за исключением микропроцессорной начинки.

Компания VEX Robotics также ориентируется на школы и продает образовательные платформы, в которые входят как наборы для создания роботов, так и готовые методики обучения. Для вов­лечения детей в техническое творчество постоянно проводятся соревнования. По оценкам компании, в 2015 году ее продуктами воспользовались полмиллиона школьников, а в организованных состязаниях приняли участие 15 тыс. человек из 29 стран. Подход оправдывает себя: согласно результатам проведенных VEX Robotics опросов, 75 % киберспортсменов планируют продолжить обучение в технических вузах, а 89 % видят свое будущее рабочее место в компаниях, связанных с робототехникой.

Корпорации и господдержка

Если говорить о системной организации детского STEM-обучения, то в США пытаются выстраивать длительные траектории, стартующие в начальной школе и ведущие в отраслевой колледж. На эти программы выделяются и государственные средства. Так, уже несколько лет действует система грантов Министерства обороны США. В ее рамках средства на развитие робототехнических программ получают даже региональные учебные заведения. Одно из условий предоставления гранта: обучение должно быть рассчитано на продвижение ученика от начальной школы до высшей.

Несравнимо большие средства на развитие робототехники получают вузы. Например, с 2013 года в штате Огайо консорциум RAMTEC, объединяющий три университета, привлек на эти цели 14,9 млн долларов.

Поддерживают образование и крупные корпорации. Однако они также предпочитают работать на уровне высшей школы, организуя центры обучения, цель которых — привлекать студентов к промышленному роботостроению, и выплачивая стипендии. В частности, активно действует в этом направлении Toyota.

Опубликовано: “Белорусы и рынок” № 11 (1193) 26 марта - 1 апреля 2016 г.