Страница 5 из 10
Единственная проблема – Scratch не был русифицирован, поэтому сначала детей приходилось учить английскому языку, а уж потом программированию. Тогда партнеры по «Тырнету» убедили Павла перевести Scratch на русский язык. Сначала он отнесся к этой идее скептически, но время показало, что решение было верным: осваивать принципы программирования на родном языке намного легче.
За перевод взялся известный в педагогической среде преподаватель из Нижнего Новгорода Евгений Патаракин. Он же написал первое русскоязычное руководство по работе с визуальной средой, которое «Тырнет» издал при поддержке компании Intel. Это сделало возможным обучение программированию не только старшеклассников, но и ребят помладше. Чуть позже появилась упрощенная версия языка – Scratch Junior, в которой блоки с текстом заменили на картинки и пиктограммы. Тогда постигать азы кодирования малыши начали с пяти лет, даже не умея читать.
Зачем таким маленьким детям программирование? Оно помогает развивать логическое и творческое мышление, ставить перед собой цель и добиваться ее. Допустим, ребенок хочет создать мультик или игру. Сперва он придумывает, что будет делать его персонаж, а потом ищет способы решить эту задачу, разбивая ее на части. Например, герой куда-то идет, а затем останавливается и поет песенку. Значит, сначала нужно написать программу для ходьбы и протестировать ее, после чего переходить ко второму заданию. При этом ребенок в любой момент может отменить команду, чтобы исправить ошибку или попробовать что-то новое.
Благодаря работе с кодом дети учатся не бояться ошибок. Не все ребята, которые с ранних лет учатся работать со Scratch, в будущем станут айтишниками, но навыки программирования пригодятся им во взрослой жизни. Возможно, скоро владеть ими будет так же важно, как уметь читать.
В проекте ScratchDuino открытое ПО Scratch соединилось со свободным аппаратным обеспечением Arduino. Такое решение лучше всего подходит для обучения детей робототехнике и программированию, потому что помогает понять, как все устроено. Любую деталь робота ребенок может изготовить самостоятельно. А свободное программное обеспечение дает возможность посмотреть исходный код, разобраться, почему он написан определенным образом и что будет, если внести в него изменения.
И Arduino, и Scratch объединяет понятное для любого программиста Open Source – это свободные, доступные каждому технологии. Ключевое в них – свобода:
• использовать продукт с любой целью;
• изучать, как он работает, и модифицировать под свои нужды;
• делать копию продукта и делиться ею с товарищами;
• улучшать продукт и размещать наработки в публичном доступе, чтобы помочь сообществу двигать прогресс вперед.
«РОББО» – один из самых масштабных проектов в области образования, созданный за очень небольшие деньги с помощью феномена Open Source. Мы взяли технологии на миллиарды долларов и добавили своих 10 миллионов, а в итоге получилась самая дорогая технология в мире. Но нам ее подарили: мы просто скачали все из интернета, иначе не смогли бы оплатить такую масштабную разработку. И теперь мы, в свою очередь, дарим сообществу Open Source наработки «РОББО», – говорит Павел Фролов. – Сейчас многие меняют свою жизнь, исходя из понимания общественной пользы, например, переходят на раздельный сбор мусора. Чем больше людей будет публиковать свои проекты с бесплатными лицензиями, тем быстрее мы построим мир, к которому стремимся: свободное общество, где все открыто делятся идеями друг с другом.
Глава 2
«В XXI веке на уроках надо собирать роботов, а не табуретки!»
15 минут – столько сегодня нужно ребенку, чтобы с помощью оборудования «РОББО» собрать первого робота и запрограммировать его на какие-то действия. Увидев, как это просто, дети обычно приходят в восторг. Команде удалось создать конструктор, который помогает сделать процесс обучения основам программирования увлекательным: с роботами уроки информатики становятся интереснее и понятнее.
Сначала компания «Тырнет» предложила школам наборы схемотехники с Arduino, но учителям оказалось сложно работать с большим количеством датчиков, лампочек и моторчиков. К тому же дети могли легко вывести микроконтроллер из строя: уронить, облить водой, положить в груду скрепок. Тогда плату упаковали в прозрачный антивандальный корпус из оргстекла. Получившийся картридж стал основой для двух устройств: цифровой лаборатории и робоплатформы.
Цифровая лаборатория (рис. 3) стала мостиком из реального мира в виртуальный. Благодаря трем установленным датчикам – света, звука и переменного резистора – электронное устройство собирает данные об окружающей среде: громко там или тихо, тепло или холодно, темно или светло. Эта информация передается на компьютер, и ее можно использовать при написании программ. Например, сделать так, чтобы в зависимости от освещения в комнате менялось положение солнышка на экране.
Это идеальный инструмент для первого погружения детей в мир интернета вещей, который позволяет понять, как работают современные гаджеты для «умного дома», например шторы, открывающиеся утром при звонке будильника. Кроме датчиков к устройству подключены светодиоды, что позволяет сделать из него, например, эмулятор светофора или «умную лампочку», которая реагирует на движение. А еще в плату встроена крестовина кнопок: лаборатория легко превращается в геймпад для компьютерной игры, написанной ребенком на языке Scratch, или в пульт управления робоплатформой.
Рис. 3. Цифровая лаборатория
Робоплатформа (рис. 4), наоборот, соединяет виртуальный мир с реальным. С помощью компьютерной программы дети могут управлять роботом: научить его ездить по линии или менять траекторию движения при встрече с препятствием. Функциональность зависит лишь от фантазии автора программы.
Устройство представляет собой модульную моторизированную платформу на колесах, к которой с помощью магнитов крепятся датчики. Это одна из главных ее фишек, позволившая сделать процесс сборки быстрым. Секунда – и к роботу надежно прикреплен датчик касания. Еще одна – и вот уже спереди красуется фара. Дальше ребенок собирает для него программу в системе Scratch, словно разноцветный пазл, и наслаждается результатом, наблюдая за тем, как робот выполняет заданные команды. Обычно первые задачи, которые программируют дети, – гонки роботов, поиск выхода из лабиринта или робофутбол.
Рис. 4. Робоплатформа
В 2010 году первые версии устройств прошли апробацию в нескольких московских школах. Идея разнообразить уроки информатики с помощью роботов-исполнителей понравилась как детям, так и педагогам. Также стало понятно, что потенциал проекта ScratchDuino намного больше. Робототехника способна не просто сделать более наглядными и интересными уроки математики, физики, информатики, биологии и химии, но и показать, как эти предметы связаны между собой.
Модель, в которой объединены все отрасли естественно-научного и технического знания, лежит в основе STEM-образования:
S – science (наука);
T – technology (технология);
Е – engineering (инженерия);
М – mathematics (математика).
Главная цель такого подхода – преодолеть оторванность классического обучения отдельным дисциплинам от реальной жизни. Его краеугольный камень – проектная работа, когда ребенок получает знания не из учебника, а через решение творческих задач. Например, работая над проектом «умной теплицы», школьники понимают, как температура окружающей среды, влажность почвы и освещенность влияют на растения, и учатся управлять этими параметрами с помощью алгоритмов.
STEM-технологии давно используют в американских и некоторых европейских школах. В России эта тенденция только начинает распространяться, так что проект ScratchDuino попал «в яблочко». В 2014 году в Агентстве стратегических инициатив (АСИ) анонсировали Национальную техническую инициативу (НТИ), суть которой в том, что в 2035 году у нашей страны перестанут покупать нефть и газ. И к тому времени вместо природных ресурсов России нужно начать экспортировать инновационные продукты: электромобили, компьютеры, устройства с искусственным интеллектом. Для этого необходимо создать сотни новых технологичных компаний, которые будут продавать на экспорт товаров минимум на 300–400 миллиардов долларов в год.