STEАM, пандемия и роботы

Во время ограничений прошлой весны педагоги сообщества FIRST LEGO League задались вопросом: можно ли организовать обучение с использованием интеллектуальных роботов полностью виртуально? Оказалось — можно. Например, при помощи программного обеспечения Cogmation, среды разработки MINDSTORMS и других инструментов. Полностью онлайн прошли многие соревнования по образовательной робототехнике.

— Но если мы станем обучать исключительно в режиме симуляции, это будет большая потеря для процесса обучения. Это лишит детей принципиально необходимого опыта практических манипуляций с моделями, в котором они познают законы физического мира, вживую наблюдают их действие, — считает Ада Абес, основатель клуба робототехники Wings of Dawn в Израиле, тренер команды международных соревнований FIRST LEGO League. В случае новых эпидемиологических ограничений педагог планирует проводить онлайн только установочные встречи с детьми. Затем — передавать оборудование от ученика к ученику еженедельно, чтобы продолжать обучать по принципу watch and touch. А пока занятия в клубах продолжаются очно, дети и педагоги осваивают новые поколения робототехники LEGO Education.

— Предыдущие поколения образовательных решений MINDSTORMS^® вспоминаю с удовольствием. Это был хороший инструмент для исследования с детьми базовых понятий STEM. Надежное оборудование стабильно работало ― и хард, и софт. Даже контроллеры благополучно пережили неоднократные падения из детских рук.

Но хорошо, что появляются новые решения. Уже несколько месяцев у себя в клубах мы исследуем возможности SPIKE-роботов. Дети легко перешли с MINDSTORMS на SPIKE™ Prime, быстро освоились с блочной структурой среды программирования, а вертикальная структура программ более понятна для детей среднего школьного возраста, чем структура программ в MINDSTORMS. SPIKE-робот в движении отлично удерживает направление, оснащен компактной батареей и в целом весит меньше.

За последние месяцы у учителей вряд ли появилось больше времени на подготовку уроков. Как облегчить им задачу? Наш совет — использовать базовую модель урока 5П: Погружение, Предварительное исследование, Пояснение, Проработка, Постоянная оценка. Эта модель организации обучения основывается на естественном процессе формирования у детей новых знаний по мере освоения учебной теории и закрепления ее на практике. Она идеально подходит для смешанного обучения: знакомство с темой занятия и проработку материала можно провести дистанционно или в режиме самостоятельной работы. Этапы предварительного исследования и пояснения, где требуется работа с оборудованием, лучше организовать в школе. Именно эта модель взята за основу учебного курса по физике для SPIKE Prime, подготовленного к началу учебного 2020 года. Подробные поурочные планы помогают с легкостью интегрировать робототехнические технологии в урочную деятельность по классическим предметам вроде физики или информатики, одновременно закрепляя предметный материал и привнося STEAM-методики в учебную деятельность.

Каждая хорошая школа, как правило, стремится создать насыщенную образовательную среду. На основании чего ее «конструировать» — определяется индивидуальным творчеством педагогов. В архангельской гимназии № 24 для этого применили STEM-технологию. Учитель информатики, организатор фестиваля RoboSTEM Денис Копосов организовал в гимназии систему раннего трудоустройства старшеклассников и открыл инженерный кластер.

Региональные соревнования, которые мы проводим (фестиваль RoboSTEM, «СТИМка», «Будущий инженер»), нужны не для того, чтобы отобрать лучших, а для того, чтобы формировать команды увлеченных ребят, которые останутся работать и развивать науку в Архангельской области. Что лучше, подготовить четыре «супергероя», которые уедут из региона, или 100 человек, которые останутся? Для меня ответ очевиден.

Наших лучших школьников по результатам этих олимпиад приглашают на работу. Например, на региональной олимпиаде «Будущий инженер — 2017» ученики гимназии создали на базе EV3 рабочую модель шлифовального станка. Алгоритм тут же ушел на реальный станок, а победители и призеры получили приличное вознаграждение от промышленных компаний.

Но это — в школе. Насколько возможно организовать STEAM-обучение дома, не будучи педагогом и не обладая бесконечным запасом времени? Освоить конструктор взрослый человек способен и самостоятельно, а методическую поддержку можно получить на онлайн-курсе. Там объяснят, как ставить цели обучения и достигать определенного образовательного результата, как развивать у ребенка ту или иную компетенцию в условиях домашнего обучения. Такой курс дистанционного обучения подготовили компания LEGO Education и онлайн-школа «Фоксфорд». Предполагается, что слушатели будут изучать курс, используя наборы SPIKE Prime или разработанные в России комплекты для домашнего обучения «Учись дома со SPIKE Prime».

С чего начать обучение дома? Организовать рабочее пространство — научно-технический уголок с несколькими зонами: рабочей, зоной хранения, зоной отработанных материалов. Спланировать время: например, один урок в неделю длительностью 45 минут. Затем придерживаться логики: постановка задачи — моделирование реального процесса с помощью физической модели — наблюдение за работой модели — усовершенствование модели. И урок в школе, и занятие дома начинаются с выбора реальной задачи (собираем не «что-нибудь из конструктора», а например, зубчатый механизм передачи). Во-вторых, задача должна быть достаточно сложной, чтобы увлечь, но не чрезмерно, чтобы сохранить эффект максимальной включенности в процесс. Другое дело — задачи для соревнований.

Школа, центры дополнительного образования, занятия дома, образовательные платформы и онлайн-курсы, смешанные формы — сейчас большой выбор форм обучения. Когда мы говорим об обучении дисциплинам естественно-научного цикла, открывается еще одна возможность — соревнования. Подготовиться к ним можно и дома, а провести небольшой чемпионат по робототехнике — прямо у себя в школе. Но что дают ребенку соревнования? Они на самом деле совсем не о роботах. Смысл в том, чтобы школьники исследовали неигровые проблемы и задачи современной инженерной отрасли. Это проблемы несопоставимо большего масштаба, чем те, с которыми дети обычно имеют дело в школьном обучении, ― и школьники должны решать такие задачи, создавать дизайн, программировать. Это учит мыслить нестереотипно, выходя из ограниченности сложившихся представлений, дает опыт сотрудничества и командного труда.

Под руководством Ларисы Соловьевой, учителя и тренера по олимпиадной робототехнике, школьники Челябинской области завоевали множество наград: золото на World Robot Olympiad в 2019 в Венгрии, две золотые и бронзовую медали на WRO FIT 2019 года в Дании, серебро в Пекине в 2015-м, золото в WRO 2013 года в Джакарте.

Во времена появления первых образовательных разработок об использовании оборудования LEGO Education информации в открытом доступе было не так много, поэтому найденное одним специалистом вводилось в практику другими; прописанное в инструкции адаптировалось к российской реальности. Педагоги вспоминают, как создавали собственные программы, делились находками и заимствовали из опыта других. Сейчас проблемы методического сопровождения нет, а LEGO Education ищет для педагогов дополнительные возможности развития на федеральном и международном уровне. С 2020 года российские педагоги могут войти в международную программу «Инновационный педагог LEGO Education», чтобы представить свою инициативу в образовании международному сообществу педагогов, протестировать собственную практику. В этом же году LEGO Education начинает сотрудничать с ведущими российскими вузами, чтобы на этапе обучения в университете подготовить специалистов-педагогов к работе в области робототехники и программирования для школьников. В частности, Казанский федеральный университет совместно с LEGO Education начинает курсы по специальностям «Введение в робототехнику» и «Робототехника». В 2020/2021 учебном году планируется обучить 100 студентов, а также школьных педагогов и специалистов дополнительного образования.

Разработчики решений LEGO Education надеются, что новые идеи вдохновят на работу тех специалистов в образовании, кто убежден в ценности исследовательской деятельности и игровых подходов в обучении, ориентирован на life-long learning, или обучение на протяжении всей жизни для себя и своих учеников.

Подготовлено при поддержке LEGO Education