Предмет для поколения «альфа»: как и зачем в школах учат робототехнике

1 сентября 2022 года вступили в силу новые федеральные образовательные стандарты (ФГОС) для основной школы. Теперь ученики с пятого по девятый классы будут проходить робототехнику — это обязательный модуль дисциплины «Технология».

До этого дети занимались робототехникой только в кружках и инженерных лицеях. Из-за ее внедрения в основную программу образовательная система столкнулась с новыми трудностями: нужно оснастить все школы соответствующим оборудованием — это при том, что многие поставщики ушли с рынка из-за санкций, — и научить педагогов с ним работать.

На уроках технологии дети будут заниматься 3D-моделированием, прототипированием и программированием. Предполагается, что в будущем это поможет им с выбором профессии.

Поколение «альфа» — создатели роботов?

Поколением «альфа» называют людей, рожденных в 2010–2020-х годах. Это первое поколение, которое не застало эпоху «до интернета». Его представители не боятся роботов — они хотят их создавать. Согласно исследованию Национального методического совета по технологическому образованию, почти половина детей желает изучать 3D-моделирование (43%), прототипирование (43%) и графический дизайн (42%) уже в школе.

Автор исследования «Азбука XYZ: понимание глобальных поколений» Марк МакКриндл считает, что поколение «альфа» растет в окружении роботов — например, тех, что входят в системы «умного» дома. А значит, с раннего детства эти люди видят перспективы для профессионального развития в сфере робототехники: они могут перепрограммировать робот-пылесос просто ради развлечения или придумать более эффективную схему работы автоматических переключателей. Базовые навыки такие дети могут освоить сами с помощью видеоинструкций, но теперь к этому добавятся и школьные знания.

«Альфы» в школе и дома

«Альфа» — поколение визуалов. Это дети, воспитанные на видеостримингах, где они потребляют не только развлекательный, но и образовательный контент. Да, и зумеры, и миллениалы в своем детстве смотрели мультфильмы и играли в компьютерные игры, но цифрового визуального контента было меньше. Доклад Seagate и IDC «Эпоха данных — 2025» прогнозирует, что к 2025 году общий объем информации в мире достигнет 163 зеттабайт, что почти в десять раз больше, чем в 2016 году.

Дети поколения «альфа» связаны со своими сверстниками социальными сетями и приложениями, поэтому российские «альфы» смотрят те же сериалы и фильмы, слушают ту же музыку, что и их любимые TikTok-блогеры из США или Южной Кореи. А это значит, что у них есть общий «культурный код» со всем миром: одни мемы, одни тренды, которые приходят мгновенно, — в отличие от прошлых поколений, получавших многие тренды с задержкой.

Конечно, это полностью цифровое поколение. Опрос более 5 тыс. российских родителей показал, что 69% современных детей начинают пользоваться гаджетами еще в дошкольном возрасте. Неудивительно, что младшие школьники порой могут разобраться в новой технике быстрее их мам и пап.

То, что десять лет назад ученики осваивали за месяц, сейчас они способны освоить за три дня. Задача современной школы — догнать детей, чтобы соответствовать их полету мысли. Поэтому среду, в которой живет поколение «альфа», нужно как можно скорее интегрировать в систему образования, чтобы учеба проходила интереснее и эффективнее. И внедрение робототехники стало одним из шагов на этом пути.

Больше, чем конструктор LEGO

Развлекательная и образовательная робототехника — это не одно и то же, хотя со стороны разница неочевидна. Еще до того, как робототехника появилась в школьной программе, родители часто воспринимали такие кружки как развлечение для своих детей. И по большей части так и было: кружки позволяли пообщаться со сверстниками, развить мелкую моторику — но не более. Ведь создать робота-помогатора по инструкции — это одно, а вот реально чему-то научиться в процессе — работа совершенно другого уровня. Инициативные педагоги, заинтересованные в создании интересных проектов с детьми, участии в соревнованиях, — пока редкость.

Для изучения робототехники у детей обязательно должен быть доступ к обучающим материалам, чтобы они могли осваивать что-то самостоятельно. Это может быть книжка внутри конструктора, видео на YouTube, сайт компании-производителя — любой ресурс, где можно почерпнуть знания и найти вдохновение.

Естественно, для педагогов и образовательных организаций нужно подготовить специальные расширенные учебно-методические материалы. То есть робототехника должна быть доступна как для самостоятельного изучения, так и для уроков с преподавателем, который поможет во всем разобраться. Только с таким подходом ребенок чему-то научится в процессе создания робота.

С помощью современных технологий учебу можно превратить в увлекательный процесс. Тем более что модуль робототехники будет охватывать детей достаточно большого возрастного диапазона: от 10–11 до 15–16 лет. Чтобы сохранять интерес и мотивацию школьников, нужно адаптировать наборы под разный возраст и уровни навыков. Хороший робототехнический конструктор объединяет в себе образование и игру: параллельно со сборкой ребенок изучает механику и программирование, решает задачки по физике, математике и информатике — в общем, осваивает все, что заставляет технику работать. Поэтому помимо собственно деталей корпусов роботов в конструкторы также входят разные микросхемы, датчики и контроллеры.

Такой подход полезен не только на уроке технологии, ведь часто на математике или физике детям не хватает понятных примеров из реальной жизни. Многие родители-миллениалы помнят, как в детстве играли в «магазин со счетами», чтобы освоить арифметику. Но это давно неактуально, а вот «игры в робототехнику» позволят применить знания из алгебры, физики и программирования так, что школьник увидит их реальную пользу. Например, есть компьютерное зрение — междисциплинарная область, в которой используются прикладная математика и программирование. Компьютерное зрение сейчас активно применяют в системах распознавания лиц, и ребенок может познакомиться с основами такой сложной и продвинутой технологии, собирая робота.

Все чаще помимо простого создания робота преподаватели просят школьников презентовать свои идеи, чтобы доказать полезность работы. А это уже тренировка soft skills: стратегического мышления, ораторских и коммуникативных навыков.

Как выглядят уроки робототехники

В программу предмета «Технология» входит не менее 60 часов изучения робототехники. За это время дети должны узнать об истории этого направления, изучить актуальные технологии, научиться придумывать полезные и необходимые в жизни устройства. На практических занятиях они будут сразу применять новые знания.

Курс состоит из нескольких тематических блоков.

• Конструирование учит детей тому, как работают механизмы внутри робота. Прежде чем собрать девайс, нужно понимать в числе прочего, как его спроектировать и смоделировать, чтобы все компоненты состыковались и правильно взаимодействовали.
• Электротехника позволяет узнать, как работают электронные компоненты. На этом этапе дети узнают, как заставить контроллер работать как человеческий мозг — подавать сигналы и выполнять задачи.
• Программирование учит создавать алгоритм действий, которые робот будет выполнять. Здесь школьникам придется решать задачки, чтобы обучить робота определенным действиям.
• Проектная деятельность учит школьников управлять процессами, оценивать риски в создании робота, учитывать экономические, экологические и эргономические факторы. Это важное направление формирования технологической грамотности у учеников.
• Презентация своего проекта тренирует навык работы в команде, учит структурировать информацию, составлять технологическую карту проекта, формулировать его ценность и доказывать свою точку зрения.

Обучение робототехнике может помочь ребенку в будущем не только создавать роботов — можно воспринимать это как тренажер навыков, которые будут полезны при выборе профессии технической специальности. Например, у школьника будет возможность отработать программирование и стать разработчиком, научиться электротехнике и заняться созданием «железа» — плат и микросхем. А конструирование поможет развить навыки технического дизайна — в будущем с такими знаниями можно будет проектировать бытовую технику, девайсы для персонального пользования или даже создавать транспортные средства. В 2022 году наблюдается дефицит поступающих в вузы на инженерные и технические направления — робототехника в школах, если преподавать ее с умом, может решить эту проблему в будущем.

Даже если дети не станут инженерами в будущем, предмет помогает развить техническую грамотность и soft skills, которые пригодятся и в повседневной жизни. Школьная робототехника позволит родителям и детям определиться с профессиональным направлением — понять, какие навыки развивать уже в средней школе. Это поможет выбрать образовательную траекторию: поступить в вуз или уйти после девятого класса в колледж, чтобы получить практические навыки, которые можно будет применить на рабочем месте в ближайшем будущем.