И ещё пара слов о робототехнике в образовании

Недавно наткнулся на статью "Что такое образовательная робототехника? Мнение экспертов комиссии Совета Федерации" (ссылка). Разумеется, очень заинтересовался. Каково же было моё разочарование, когда я попытался вчитаться. Я явно ожидал увидеть сколько-нибудь вменяемый отчёт, а не набор глубокомысленных заметок вроде этой:

О соревновательной робототехнике говорил руководитель Программы «Робототехника» Фонда «Вольное дело» Максим Петров. Выступление практика, человека, который приводил примеры из опыта многолетней работы, было воспринято с большим интересом. Многие участники делали пометки по ходу этого выступления.

"Разумеется, а чего стоило ожидать" - заметит читатель. Да на самом деле становится грустно от всего этого. Сколько воды вылито, сколько раз авторы растекались мысью по древу, фигурируя исключительно абстрактными понятиями и не приводя ни единого реального примера работ.

Но есть правило ведение продуктивной дискуссии. Если что-то не нравится, недостаточно сказать своё "фи": нужно вывести отдельные проблемы и предложить альтернативный подход. Что я и попытаюсь сделать.

Конечный продукт

Итак, все вокруг, как заворожённые, повторяют, как мантру: "робототехника, робототехника". А что именно имеется в виду? Что мы хотим получить на выходе? Что должны унести в себе школьники после окончания курса?

Обратимся к вышеуказанной статье.

В средней и старшей школе учащиеся не только и не столько занимаются робототехникой, сколько используют ее, как некий интерактивный элемент, с помощью которого теоретические знания легко закрепляются на практике. Образовательную робототехнику можно использовать как на уроках математики, информатики, физики и технологии, так и химии, астрономии, биологии, экологии.

Работа в школе направлена на формирование заинтересованности школьника в исследовании физических свойств предметов, разнообразных явлений окружающего мира, в получении технического образования.

В подобных суждениях я вижу коренную проблему понимания робототехники как школьного предмета. Да, она так или иначе объединяет результаты, полученные на "традиционных" школьных уроках вроде физики или математики. Но разве не так же происходит практически на любых уроках одного профиля? Математика вместе с физикой должны идти бок о бок практически постоянно. Точно так же о математике и информатике; физике и технологии.

Да, взаимосвязь предметов важна, но так ли важна идея о том, что робототехника должна выступать связующим звеном? Мне кажется, что гораздо важнее развивать видение робототехники как самостоятельного предмета со своими методическими особенностями (а они есть, и они достаточно принципиальны).

Не нужно использовать образовательную робототехнику на других уроках. Сколько я уже слышу подобные доводы, но ни разу не увидел ни одного не притянутого за уши примера подобного симбиоза. Если появление робота в каком-то этапе изучения действительно важно, то никаких проблем. Но если речь идёт о том, что "на уроке у нас будет помощник Робби", то это не робототехника, и не надо пускать пыль в глаза. Получению школьником технического образования такой интерактив никак не посодействует.

Мне кажется, что после отсечения всей шелухи и мелких деталей, на уроках робототехники дети должны усвоить всего три базовых пункта:

1. Понимание принципов действия роботов: используемые механизмы, алгоритмы, инструменты и т.п.
2. Понимание того, какие проблемы можно решать с помощью роботов и какими способами это можно делать.
3. Умение использовать общепринятые рабочие инструменты, начиная от программных сред для моделирования и разработки и заканчивая слесарными инструментами.

Особо важным я считаю пункт 2. Дело в том, что последний год слово "робототехника" звучит такой же мантрой, как несколько лет назад были "нанотехнологии". Стоит отдавать себе отчёт в том, что робототехника имеет свою область применимости, и тем, кто посвящает себя робототехнике, стоит осознавать текущие масштабы этой области и уметь в ней ориентироваться.

Материальная часть

На сегодняшний день существует тонна различных конструкторов для занятий робототехникой. На самом деле, я привычно критикую бОльшую часть из них, но всё-таки они являются неплохим выходом в том случае, когда у учебного заведения не хватает средств или кадров для работы с решениями на базе Arduino, а также для использования станков.

В нынешней экономической обстановке могут возникнуть трудности с закупкой некоторого специфического оборудования вроде лазерного резака или 3D-принтера. Тем не менее, я считаю, что работа детей с такими станками является более продуктивной с точки зрения воспитания инженерных кадров, чем бесконечная возня с конструктором. Возможно, в рамках создания сети лабораторий робототехники есть смысл организовывать лабораторные комплексы с парком станков и возможностью доступа туда для кружков по мере необходимости, а также с обязательным обучением детей пользованию доступными станками.

Более того, критически важным я считаю умение детей пользоваться традиционными слесарными инструментами. Уроки труда потихоньку выживаются более "модными" уроками технологии, на которых школьники делают что-то на компьютере. Не спорю с тем, что это тоже необходимо. Однако, робототехник должен не просто разбираться в механике и электронике, но и уметь работать руками, а умелые руки сейчас найти всё труднее.

Соревновательная робототехника

Здесь я разделяю настрой авторов той статьи. Соревнования по робототехнике нужны и важны. Более того, правильно организованные соревнования позволяют грамотным образом загрузить работой кружки робототехники. Так, соревнования "Евробот" создают пространство для научно-технического творчества в нескольких городах РФ, в том числе в Москве, Астрахани, Екатеринбурге. Однако, в силу текущей политической обстановки есть реальная задача по созданию исключительно внутренних робототехнических соревнований.

Меня немного шокировал регламент недавно появившихся робототехнических соревнований "Икар". В них прослеживается какая-то идея, возможно, это могло бы быть зрелищно... (Ну не встречал я пока соревнований зрелищней Евробота).

Вместо тысячи слов, процитирую регламент ИКаРа:

4.8. Для участия в соревнованиях можно использовать конструкторы фирм:
LEGO, Fischertechnik, RoboRobo, HUNA.

Ура, здесь хотя бы не просматривается легофобии. Хотя список явно узковат, что же такое-то. А если я хочу сделать что-то за рамками конструктора?

4.9. Роботы должны быть построены с использованием деталей конструкторов только одной марки 

Прикольно. И очень непонятно. В чём проблема? Если я нашёл более удачные компоненты в соседнем конструкторе?
Впрочем, здесь нас уже ударили по рукам. Захотел механики из наборов VEX? Ха!

4.13. Роботы должны быть построены только на базе конструкторов, предусмотренных регламентом. Комплектующие роботов не должны нарушать авторские, исключительные и смежные права третьих лиц (законных правообладателей), в том числе права на торговые знаки, их графические и текстовые обозначения. 

Та-а-ак. Интересно, за что это? Что за тепличные условия? Неужели наши инженерные кадры должны жить в таких строгих рамках?

4.11 Командам не разрешается изменять любые оригинальные части (например: микрокомпьютеры, двигатели, датчики, детали, провода и т.д.).

4.12 В конструкции роботов нельзя использовать винты, клеи, веревки или резинки для закрепления деталей между собой.

Всё-всё, я уже закрываю документ.

В общем-то, даже какие-то результаты с них есть. Но давайте просто посмотрим на проведение ИКаРа:

А теперь на московский финал Евробота:

Может быть, я неправильно воспитан. Но мне кажется, что на поделки участников Евробота смотреть интересней. Здесь реальный полёт фантазии и особенность применения абсолютно любых доступных средств для создания роботов. Шаговые двигатели - пожалуйста! Модельные сервомашинки - непременно! Бортовые компьютеры на базе Raspberry Pi или чего ещё душа пожелает? Сколько угодно. Даже встречаются шасси на базе роботов-пылесосов.

Не скрою - российский Евробот сейчас переживает некоторый кризис. И, нет, я не думаю, что это связано с политикой. Скорее, просто не выросло замены поколению "ветеранов Евробота", которые уже "наигрались" и занялись серьёзными делами. Одна команда Wicron из МГТУ имени Баумана чего стоит: сейчас они стали резидентами Сколково и вовсю строят отечественных роботов, создающих реальную альтернативу зарубежным. Более того, за собой они оставили замечательный блог, полный реально полезной информации для робототехников.

Подводя промежуточный итог

В качестве итога попробую ещё раз перечислить основные тезисы, которые я считаю важными для успеха образовательной робототехники в России.

1. Нужно определиться, чего же мы хотим от робототехники как школьного предмета. Мне кажется, уже достаточно играть в странные игры, пытаясь пристроить роботов к чему-то старому. Нужно серьёзно взяться за методику преподавания, отойти от сложившихся неудачных шаблонов. 
2. Не забыть рассказать детям, что можно сделать с помощью роботов, а не придумывать сомнительные эксперименты. Для того, чтобы получить готовых новаторов, стоит разобрать с ними то, как работают уже существующие решения.
3. Учить школьников работать головой и руками, отходить от шаблонных решений. Не зацикливаться на конструкторах. Но сначала - пункт 2!
4. Дайте заводы рабочим школьникам поработать со станками. Им это понравится, они сделают гораздо больше всего интересного.
5. Соревнования - добро и двигатель учебной робототехники! Но не надо вставлять палки в колёса юным изобретателям. Не ограничивайтесь готовыми изделиями только из-за их "безопасности" и наличия сертификата Ростеста. Так ведь и новых товаров больше не станет. Соревнования можно организовать безопасно даже при просторе творчества - "Евробот" тому примером.

В общем, я целиком и полностью "за" отечественные соревнования. Только хочется, чтобы они проводились с толком и расстановкой, и не из-под палки (как иногда тоже бывает). Остаётся только разобраться с методикой и кадрами, подобрать нормальное материальное обеспечение проектов... и дать отмашку.