Роботы, которые учат творчеству

Наша школа вошла в список лучших школ России – Топ-500. Думаю, это не случайно, ведь наши педагоги стараются ввести в учебный процесс инновационные технологии. Например, я разработала и использую учебную программу «Введение: алгоритмизация и программирование с помощью LEGO» на уроках в 7, 8, 9-х классах.

Поскольку дети занимались на уроках в основном с готовыми моделями, то для их творчества в программе было отведено мало часов, было ясно, что обычных уроков им недостаточно, поэтому я решила обратиться к программе дополнительного образования, и в 2005 году мы с детьми открыли объединение «Робототехника». Желающих заниматься оказалось очень много, ребятам было интересно строить модели, программировать их, получать результаты, смотреть и решать какие-то жизненные проблемы с помощью своих моделей. В кружке дети у нас занимаются три года, они осваивают основы конструирования, программирования, начинают работу с проектом. Сейчас мы будем вводить новую программу. Очень большое направление – работа в творческой группе. Учащиеся, которые уже прошли обучение по программе робототехники, продолжают свои занятия LEGO, но это уже чисто проектная деятельность. У каждого из них есть свое направление работы, все свое свободное время ребята отдают робототехнике.Мы стали участвовать в научно-технических конкурсах. Ребята показывали возможности использования роботов в жизни: роботы – уборщики лестничных пролетов, роботы – уборщики улиц, роботы – уборщики снега, например, в прошлом году мальчик создал машину на солнечных батареях для уборки улиц, ребята обращались к решению проблем использования роботов – помощников для людей с ограниченными возможностями. Особый интерес ребят вызвала программа «Состязание роботов». В 2013 году мы решали проблему, как можно с помощью роботов сохранять памятники ЮНЕСКО, выбрали комплекс Боробудур, стали решать проблему его восстановления, создали робот, который работал и как 3D-сканер, и как реставратор одновременно. Сначала робот сканировал объект, а потом с помощью компьютерного моделирования восстанавливал недостающие части, конкретный фрагмент. Наша работа была представлена на Всероссийском этапе международного состязания роботов, где заняла шестое призовое место. В 2013 году на Всероссийском этапе международного состязания роботов наши ребята заняли третье место в номинации сумо-роботов и призовое место в номинации лабиринт роботов. Мы создали робота, который находит путь в заранее неизвестном лабиринте, а робот-сумоист должен был вытолкнуть соперника с поля. Наша школа трижды выставляла свою команду и на международных состязаниях роботов. Первый раз мы были в 2008 году в Японии, в 2011 году в Абу-даби (Арабские Эмираты) ребята представили робота-помощника. В  2012 году в Куала-Лумпуре (Малайзия) мы показали робота, которого ласково назвали Вилли: он мог перемещаться по классу и здороваться с детишками, в него был заложен тест Люшера, и дети могли, нажимая определенные цвета, проверить свое состояние, робот им подмигивал или кивал головой, как бы указывал: «Улыбнись, дружок! Все будет хорошо!», то есть мог проанализировать состояние аудитории. Второй функцией Вилли было тестирование: учитель на доске высвечивал задание теста, робот подъезжал к ученику, поднявшему руку, и предлагал ответить на вопрос. У робота было четыре клавиши. Ученик по номеру ответа выбирал номер соответствующей клавиши, робот уже ему кивал, если он правильно отвечал, или качал головой, если неправильно. В нашей начальной школе Вилли имел очень большой успех. Согласитесь, когда на урок приезжает робот и проводит тестирование, это очень весело и интересно. Использование LEGO на уроках информатики позволяет детям очень хорошо понять такие алгоритмические конструкции, как ветвление, циклический конструктор, например, дети создали из LEGO карусель и запрограммировали ее. Карусель работала после нажатия на датчик, она может быть музыкальной (когда дети напишут музыку). Дети пользуются музыкальным редактором и познают возможности компьютера, и все это можно включить для управления работой модели.Моя роль на уроках такая же творческая, как и у детей. Мы вместе создаем алгоритм, обсуждаем его, потом пишем программу. У детей есть возможность модифицировать программу, добавить что-то свое. Моя задача – поставить перед учениками проблему, потом вместе с ними ее решать, при этом каждый из них дорабатывает, доделывает, вносит свой элемент в творчество. В этом году мы планируем принять участие в Фестивале науки на площадке МГУ в Экспоцентре, где наши маленькие детишки будут показывать WeDo, а мы – робота Вилли, и если получится провести апгрейт, потом мы планируем выступить на фестивале научно-технического творчества МГТУ им. Баумана, где будут запланированные состязания по робототехнике «Мой робот LEGO», соревнования на грант префекта (наши дети уже 4 года подряд в номинации «Робототехника» получают грант префекта – заграничную поездку). Мы также планируем принять участие в фестивале «РобоФест». В прошлом году мы там выступили очень успешно: наши ученики заняли первое место в номинации сумо-роботов. Мы очень хотим освоить футбол роботов, они у нас уже созданы, теперь осталась самая сложная задача – запрограммировать их. Это уже дело старшеклассников, поскольку там очень серьезное программирование. Кроме того, мы хотим создать работы на конкурсы по энергосбережению, у нас уже есть задумки насчет того, где и как можно использовать роботов, солнечные батареи для энергосбережения, например, уборочные машины. Конечно, мы будем участвовать в этапах международных состязаний роботов, нам очень хочется выйти на последний, 4-й, уровень. Пока мы в резерве.Сейчас появились наборы робототехники LEGO WeDo, которые мы используем в начальной школе. LEGO WeDo позволяет ученикам начальной школы, которым пока тяжело осваивать наши программы, изучать основные конструкции, основные соединения, писать простейшие программы, после этого им уже легче прийти ко мне и заниматься с нашими роботами, например, работать с RobotSim, на котором ученики старших классов начинают писать программы (это уже серьезный язык). Я обычно беру детей с 5-го класса, но иногда бывают такие заинтересованные детишки… Вот сейчас пришел ко мне мальчик из 2-го класса, который уже второй год просит взять его на занятия, я взяла его потому, что вижу, как у него горят глаза, а руки тянутся к LEGO. Ну невозможно такого ребенка не взять и с ним не заниматься! Есть у меня и четвероклассники. В прошлом году ребятки из 4-го класса выступали на международных состязаниях и вошли в число призеров с роботом-лабиринтом. Сначала у них не клеилось, но потом в нужный момент смогли собраться, поставить робота и запустить его. Международные состязания роботов в обязательной программе, уже идет как спорт: нужно запрограммировать робота, но самое важное – в момент выступления собраться, сосредоточиться, очень важно то, как поставить робота, как нажать на кнопку старта робота. Тут эмоциональное состояние сравнимо со спортивными состязаниями, потому что учитывается и время движения робота, и дистанция (сколько поворотов он прошел). Требования к роботам LEGO и задания известны, как правило, за два-три месяца, но этого времени очень мало, чтобы создать хорошего робота. Робот должен быть быстрым, крепким, мобильным и надежным. Иногда бывает и такое, что робот разваливается во время состязания (особенно роботы-сумоисты), а должен правильно выполнить все задания. Мы больше любим выступать в творческой категории, поскольку там больше творческих возможностей, а наши дети больше любят такие творческие задания, как, например, реставрация храма. В прошлом году мы сделали робота, который летал на воздушном шаре и производил фотосъемку местности с передачей изображения на компьютер по Wi-Fi. Мы запускали его в помещении, где проходили состязания, используя пульт управления: ученик стоял на земле и управлял роботом, летавшим под потолком Крокус Экспо. У робота были датчики, чтобы мы могли его посадить или поднять в нужном месте, мобильный телефон для фотосъемки и передачи данных. Среди его задач также была «доставка продовольствия в труднодоступные места». Мы по граммам рассчитывали вес робота, объем воздушного шара, чтобы он смог его поднять, какой вес должен быть у телефона, чтобы шар его тоже поднял, нашли фирму, где продают специальные резиновые шары, научились их надувать. Вообще, проект получился очень красивый, судьи нас не совсем поняли, но зато мы получили много коммерческих предложений, подходили люди, которые предлагали конкретные коммерческие варианты использования робота: в рекламе, на спортивных состязаниях.Конечно, работа с LEGO очень кропотливая: нет разработок уроков, сейчас они начали появляться, но их очень мало, они не всегда подходят конкретному классу и конкретному учителю. Поэтому очень хорошо, когда в школу приходят люди, готовые помочь с освоением робототехники LEGO. Вот недавно у нас в 4-м классе прошел мастер-класс по робототехнике LEGO WeDo, который организовали совместно компании LEGO и компания DPI. Тренер показал ребятам, как собрать крокодильчика и научить его выполнять несложные действия. Надо все-таки учитывать то, что LEGO – это игрушка. Иногда мы думаем, планируем, очень хочется что-то сделать, а возможности конструктора не позволяют: не хватает каких-то элементов, датчиков, возможностей блоков NXT. Скажем, нам хотелось бы большее количество моторов подключить, осуществить связь между большим количеством блоков, но по техническим причинам не можем это сделать, иногда не хватает прочности моделей. В целом же занятия по робототехнике настолько интересная творческая работа, что, мне кажется, надо не бояться, а смело браться за нее. Всем своим коллегам я искренне желаю успехов на этом пути!Татьяна БОГАЧЕВА, учитель информатики ЦО №354 им. Д.М.Карбышева, заместитель директора по информатизации