В апреле текущего года Роскосмос, «Объединенная ракетно-космическая корпорация» и компания LEGO Education представили первое российское образовательное робототехническое пособие «Лунная Одиссея». Пособие предназначено для учителей и учеников 5-9 классов. Такой проект — скорее исключение из правил. Отечественные учебные пособия о робототехнике пока — редкость.
По каким учебникам учатся сегодняшние школьники-робототехники? Какие материалы в соревновательной робототехнике используют лучшие тренеры? Какими книгами пользуются учителя на уроках информатики? Мы поговорили о настоящем и будущем российских учебников с практиками робототехники.
Какой учебной, методической, научной литературой по робототехнике вы пользуетесь или пользовались?
Сергей Косаченко, тренер команд ОГБОУ «Томский физико-технический лицей»:
В нашем Томском физико-техническом лицее первоначально на учебных занятиях мы использовали знаменитую книгу «Робототехника для детей и родителей» Сергея Александровича Филиппова. В этой книге хорошо описаны базовые алгоритмы, которые изучали на элективных занятиях по робототехнике.
Однако, структура данной книги не совсем подходит под школьные уроки, поэтому когда настал момент выбора УМК (учебно-методический комплекс — прим.ред.) для введения обязательных учебных занятий по робототехники в рамках предмета «Технология» в 5 и 6 классах, мы остановили свой выбор на учебном пособии «Первый шаг в робототехнику. 5–6 классы: практикум» Дениса Геннадьевича Копосова.
Эта книга подходила нашему лицею и по рассматриваемому в ней робототехническому конструктору (LEGO Mindstorms NXT), которым были укомплектованы наши робоклассы.
Со временем мы ввели учебные занятия и по микроэлектронике на основе контроллера Arduino, поэтому при дефиците учебной литературы, структурированной под школьные учебные занятия, мы, используя и перерабатывая информационный материал из сети интернет, например, wiki компании Амперка, написали сначала поурочные разработки (карты уроков), которые позже оформились в книги, соавтором которых я также являюсь: «Основы программирования микроконтроллеров (часть 1)» и «Основы робототехники (часть 2)». Это стало возможным благодаря сотрудничеству с компаниями Амперка и Экзамен-ТехноЛаб. В обеих книгах рассматривается Arduino-совместимый контроллер, имеются подробные примеры его программирования. Мне также известны замечательные книги по робототехнике Олега Горнова и семьи Овсяницких (Л.Ю. Овсяницкая, Д.Н. Овсяницкий, А.Д. Овсяницкий), которые мы не используем в лицее из-за их ориентации на не используемые у нас робототехнические наборы.
Сергей Мустафин, эксперт РАОР, тренер всероссийской сборной по робототехнике, тренер команд-чемпионов всероссийских и всемирных состязаний роботов:
На мой взгляд, к сожалению, литературы, позволяющей ребятам заниматься, готовиться к соревнованиям, практически нет. Либо ВУЗовские учебники, либо относительно простые методички. Преимущественно используются интернет-ресурсы.
Виктор Тарапата, учитель информатики ГБОУ Школа №283, ведущий методист по образовательной робототехнике издательства Лаборатория знаний (Пилот):
До появления серии «РОБОФИШКИ» издательства Лаборатория знаний в преподавании на уроках информатики в школе я руководствовался просто своим собственным опытом, полученным ещё в школе, когда нам привезли наборы робототехники, и мы с одноклассником в них копались. Когда я уже сам начал преподавать, то, следуя педагогическому чутью и логике, начал разрабатывать траекторию преподавания. Чуть позже на столе появился практикум и рабочая тетрадь Д.Г. Копосова, учебное пособие С.А. Филиппова, из поездок на конференции и фестивали привозил некоторые методические наработки университетов. Занимаясь преподаванием и научной работой в этом направлении, я наработал различные идеи, в частности, применение метода проектов в урочной деятельности. Что и стало, в дальнейшем, одной из основ для создания серии РОБОФИШКИ. Если говорить о сегодняшнем дне, то предпочитаю пользоваться изданиями именно этой серии, собственной фантазией и, конечно же, фантазией моих ребят-учеников.
Лидия Белиовская, учитель информатики лицея № 1557 в Москве:
В основном пользуюсь только пособиями курсов по программированию на LabVIEW, книгами по машинному зрению. Так как я работаю в обучении школьников и педагогов робототехники более 20 лет, у меня есть и свои разработки уроков, выполненные со школьниками проекты.
Жаль, что создание учебников заказывают педагогам с маленьким педагогическим стажем и особенно с небольшим опытом работы с детьми по робототехнике (например, учебник Тарапаты В.В. и Самыкиной Н.Н. “Робототехника в школе: методика, программы, проекты”). Нет веры, что данный путь сможет привести к реальным успехам, к значимым и интересным проектам: Н.Н. Самыкина, например, никогда сама не занималась робототехникой. Мы знаем ее учебники по информатике… Но и они устарели… Потому такие мало кто использует: лучше подумать самому или разобраться с описанным проектом в интернете.
Сама я пишу пособия по просьбе учителей и для учителей. Подробно по шагам, Так, чтобы все получилось, например “Основы машинного зрения в среде LabVIEW: Учебный курс”.
Насколько сильно дифференцированы учебники по возрастам на ваш взгляд?
Сергей Косаченко: Учебные пособия Д.Г.Копосова хорошо дифференцированы по возрастам, что отражается в их названиях. Книга С.А.Филиппова, выдержавшая уже третье издание, является, на мой взгляд, универсальной.
Сергей Мустафин: Либо простые методички либо очень сложные учебники высшей школы. Безусловно, есть несколько исключений (Филиппов, Овсяницкий…).
Виктор Тарапата: Для строгости, мы не можем говорить об учебниках, так как учебник бывает только по предмету, который есть в учебной программе. Поэтому сегодня приходится говорить, в общем, только об учебных пособиях. Их дифференцированность по возрастам имеет явный крен на пользователей робототехнических комплексов компании LEGO, а это 5-6 класс (в большинстве). В иноязычном сегменте также есть достаточно много литературы и ресурсов по платформе Arduino, и всё это потихоньку локализуется или создаётся своё в русскоязычном сегменте. Arduino — это платформа, которой дети могут начинаться заниматься с 8 классе — это оптимально, так как будет создана корреляция со школьной программой по физике, информатике, математике.
Лидия Белиовская: Я знакома с учебниками для средней школы. А вот учебников для старшеклассников, на мой взгляд, нет. Можно посоветовать книгу “Программируем микрокомпьютер NXT в Lab VIEW” + DVD.
Как по вашему мнению, в образовательной робототехнике в России достаточно учебных материалов для учащихся?
Сергей Косаченко: Я не ощущаю избытка в русскоязычных учебных материалах по робототехнике для учащихся, скорее наблюдается дефицит. Иными словами, есть темы, которые многократно повторяются в разных книгах, и есть темы, которые либо слабо освещены, либо вообще никак не адаптированы для российских школьников.
Переводы и издания интересных зарубежных книг появляются на нашем рынке на три-четыре года позже.
Сергей Мустафин: Безусловно недостаточно.
Виктор Тарапата: Несмотря на то, что издательство Лаборатория знаний сегодня является лидером по количеству выпускаемых учебных материалов по робототехнике и другие издания и интернет-ресурсы стремятся предложить всё больше материалов, всё-таки ощущается очень сильная нехватка, неинформированность об этих материалах педагогов, которые в школах ведут робототехнику.
Если в среднем образовании ситуация уже меняется, то на высшем уровне, в педагогических вузах, нет ни одного широкоформатного учебного пособия по методике обучения робототехнике, что можно было бы сделать для студентов математических, физических и информационно-технических направленностей. Отсюда явная нехватка квалифицированных кадров.
С другой стороны, систематизировать преподавание робототехники или средствами робототехники довольно проблематично из-за сменяемости платформ, разрозненности развития этого направления на уровне регионов. Но радует то, что эти проблемы уже осознаны и поступательно решаются сообществом.
Лидия Белиовская: Образовательных материалов для учащихся достаточно. Для педагогов желательно разработать дополнительно методические пособия.
Сейчас в робототехнике довольно сложная ситуация с кадрами. Педагоги-профи сложно входят в робототехнику, а грамотная технически молодежь может работать со школьниками и родителями с большими трудностями.
Нужен ли единый учебник по робототехнике? Нужна ли единая учебная программа?
Сергей Косаченко: На мой взгляд, единый учебник по робототехнике, будет скорее очень вреден для перспективного развития образовательной робототехники в России. Основная причина кроется в невозможности написания единого учебника таким образом, чтобы в нем описывались практические задания под разнообразные робототехнические наборы. Это вынудит авторов такого учебника пойти на компромисс и выбрать в качестве базового какой-то один робототехнический набор. К сожалению, сегодня идеального робототехнического набора для учебных занятий в школе по робототехнике на рынке не существует.
Напротив, единая учебная программа по робототехнике в статусе рекомендованной с подробным учебно-тематическим планированием, без упоминаний в названиях тем конкретных брендов и робототехнических наборов в настоящий момент очень необходима для школьных педагогов, и, по моему, она оказала бы значимую помощь при введении учебных занятий робототехники в российских школах.
Сергей Мустафин: На мой взгляд это невозможно. Робототехника — собирательная наука с множеством разделов и направлений. Изучение сильно завязано на оборудовании, которое невозможно и не нужно стандартизировать.
Виктор Тарапата: Как я уже говорил ранее, единый учебник возможен при появлении такого предмета как Робототехника. Поэтому вопрос, скорее, а нужен ли такой предмет, прежде всего, в школе? Ответ здесь не может быть однозначным. Так как сетка часов в школе и так довольно загружена, а значит, придется пожертвовать урочными часами каких-то предметов. Сделать это непросто, начиная с центральной линии государства и минобрнауки, заканчивая нагрузкой педагогов-предметников. Добавлять такой предмет без потерь, а с увлечением учебной нагрузки — снова проблема, родители будут против, да и квалифицированных педагогов, опять же, нет.
Когда-то, в 80-ых, подобная полемика была и с Информатикой. Теперь, как видно, это полноценный развитый предмет, имеющий большую популярность среди выпускников.
Лидия Белиовская: Единый учебник не нужен, нужны вариативные курсы. Числом поболее, содержанием поразнообразнее. Вместо программы — перечень компетенций (решений задач по робототехнике).
Нужна бальная шкала оценки успехов ребят и возможность учитывать высокие результаты школьника при поступлении в ВУЗ.
Что прочесть/изучить какой материал должен каждый, кто хочет добиться успеха в робототехнике?
Сергей Косаченко: Если определить успех, как некоторую сумму знаний, необходимых для понимания основ робототехники (механика, электроника, программирование), то можно изучить книги, упомянутые выше, и изучить дополнительные источники информации, например, специализированные форумы, wiki робототехнических сообществ и т.д. Если же для человека успех — это интерес для профессионального становления, как практическое создание и эксплуатация роботов, то в этом случае советую читать учебники, ориентированные на студентов ВУЗов, читать материалы, желательно на английском языке, современных научных конференций и форумов, посвященных робототехнике.
Сергей Мустафин: Успех в робототехнике очень субъективное понятие. Если говорить о создании проектов, то читать скорее необходимо физику, изучать программирование и математику. В спортивной робототехнике тоже есть свои особенности: приходится детальнее погружаться в особенности работы сенсоров, контролеров, протоколов, разбираться в механике и мехатронике.
Виктор Тарапата: Успех возможен только если пройти три уровня: делай, как я; делай с моей помощью, делай сам.
На первом уровне — серия РОБОФИШКИ, она полностью отвечает потребностям данного уровня, а также уже сейчас есть издания, дающие выход и на второй уровень.
Для второго уровня нашим издательством готовится принципиально новая серия, которая расширит границы робототехники и покажет, что это не просто создание работающих механизмов, а целые ответвления в различные области деятельности и наук, которые необходимо изучить и ими овладеть. Плюс для этого уровня сеть Интернет — в ней можно найти различные сообщества и видеоматериалы, которые позволят робототехнику «прокачать скиллы» в робототехнике.
Для третьего уровня — уже сам человек, который достаточно знает на прикладном уровне и готов претворять в жизнь свои самые смелые фантазии как на ступени индивидуального интереса, так и на ступени профессиональной жизни.
Лидия Белиовская: Чтобы добиться успехов, нужен классный педагог и команда единомышленников. Одному в робототехнике трудно добиваться успехов. Советую изучать различные проекты в интернете, работать на форумах — и вам помогут.
Читать также:
“Робототехника — это не игрушки, а вклад в будущее ребенка”
Наталия Пичугова: «То, что для нас будущее, для наших детей реальность — это их мир»