А.Григорьев
Статья опубликована также на Новаторе
Статья была опубликована во время вынужденного перехода на дистант во время пандемии. Но основные тезисы актуальны для самых разных случаев необходимости дистанциионных или смешанных форм обучения (ребенок болеет, занятия с ребятами, находящимися на удалении от ОО и т.д.)
Мир вокруг нас непрерывно меняется, вынуждена меняться и система образования. Актуальность задачи здоровьесбережения заставляет переосмысливать многое из того, что мы привыкли считать незыблемым в организации учебного процесса. Вопросов пока всё больше, а готовых универсальных решений нет. Поэтому мне хочется поделиться своими мыслями, вдруг для кого-то они окажутся полезными.
Бережём глаза на дистанционке
Я не буду анализировать все сложности, возникающие при организации дистанционного учебного процесса. Будем считать, что так или иначе его удалось запустить. Что касается основных учебных предметов у нас мало возможностей варьировать формы и содержание занятий: учебная программа жёстко прописана. Зато во внеурочной и кружковой деятельности спектр возможных решений гораздо шире. А важность внеурочки недооценивать нельзя, полноценное освоение школьной программы возможно лишь при активном использовании полученных знаний при дополнительных занятиях, в рамках дополнительного образования. Давайте разбираться, как и чем имеет смысл заниматься с детьми дистанционно.
Первое осознание, которое приходит во время практической работы: внеурочку при всей её важности мы проводим по остаточному принципу. Вы не сталкивались с жалобами родителей, что дети чрезмерно много времени проводят за компьютером? Боюсь, что ещё обязательно столкнётесь.
Существуют жёсткие гигиенические нормы, регламентирующие максимальное время, которое ребёнок может находиться перед монитором. А это значит, что тема дистанционных внеурочных занятий должна быть такой, чтобы ребёнок не был вынужден подолгу сидеть у компьютера, непрерывно глядя на экран. И при всех своих достоинствах мой любимый "Дизайн компьютерных игр" с точки зрения задач здоровьесбережения не самая лучшая программа. А вот "Конструирование и робототехника" в этом плане гораздо лучше: посмотрел на экран и прочёл задание, перевёл взгляд на робота или конструкцию, заглянул в книжку, сбегал забрал с книжной полки коробочку с дополнительными детальками, прикрутил, запустил собранное устройство, проверил, как работает. Глаза и потренировались, и отдохнули.
Неплохая картинка на первый взгляд. Вопрос лишь в следующем: где взять ребёнку учебный комплект с таким роботом? Неожиданно заиграл по-новому девиз компании Makeblock: "One robot per child", "Каждому ребёнку по собственному роботу". Оказывается, это не метафора, а самая насущная необходимость. Причём как при дистанционных, так и при очных занятиях. Реально ли в течение дня несколько раз обеззараживать учебные комплекты после очередного использования новым ребёнком?
Финансовая сторона
Касаться финансовых тем в педагогической практике - чуть ли не табу. Но что делать, если без решения вопросов приобретения учебных комплектов и дидактических материалов не организовать учебный процесс? Для того, чтобы ребёнок мог что-то делать руками, а не сидеть безотрывно перед экраном компьютера, необходимо это "что-то" иметь. Не в моей компетенции рассуждать о юридических и финансовых аспектах проблемы, о "правильных" и "неправильных" источниках финансирования. Лично у меня тут сплошные вопросы, и нет ответов. Могу лишь предположить, что в разных условиях разные решения могут оказаться в большей или меньшей степени приемлемыми. Но несомненно, что теперь гораздо более остро встаёт вопрос низкой стоимости приобретаемого оборудования и материалов.
Прежде всего, необходимо подчеркнуть, что специализированные учебные комплекты (что робототехнические, что любые другие) традиционно дешёвыми не бывают. Существуют и объективные факторы, за счёт которых стоимость учебного оборудования велика (необходимость сертификации для определённого вида использования, например), но всё-таки мы как потребители вынуждены платить тому или иному производителю в первую очередь за имя, за принадлежность к сообществу, потому что не знаем об альтернативах (а они существуют). Хотя, конечно же, уменьшение затрат на приобретение учебных комплектов не должно быть сопряжено с катастрофической потерей качества. Об этом (в применении к программам технической направленности) я расскажу чуть позже.
Во-вторых, существуют интересные и полезные занятия, не требующие дорогого оборудования, можно шире их использовать. И это не только известные всем лепка, рисование, и прочие виды художественной деятельности. С использованием доступных материалов можно заниматься самым разнообразным мейкерством, в том числе инженерным.
В-третьих, для некоторых занятий не обойтись без использования дорогого технологичного оборудования. У нас нет возможности сказать, что незачем детей учить передаточным отношениям в кинематических системах (пусть, мол, чем-нибудь другим позанимаются). Но и здесь потенциально существуют пути и варианты, позволяющие опираться на иной, более доступный дидактический материал.
Персональный раздаточный материал против многоразового учебного комплекта
Начну не по порядку, с шестерёнок. Предположим, необходимо дать детям поработать с наглядным материалом, и при этом важно, чтобы они не перезаражали друг друга. Решать такую задачу можно по-разному. Давайте условимся, что речь о передаточных отношениях в шестеренчатых передачах. Лично я вижу три подхода, и каждый из них нереалистичен (пока) по-своему.
- Школа приобретает полноценные специализированные конструкторы (например, набор Lego Education 9686 "Технология и основы механики") и раздаёт их детям на дом. После прохождения курса наборы собирают, дезинфицируют и передают другим детям.
- Родители приобретают подобные (или аналогичные более дешёвые) наборы своим детям самостоятельно, наборы остаются в пользовании детей.
- Школа каким-то образом готовит одноразовый раздаточный материал, который остаётся в пользовании детей. Например, комплект шестерёнок, напечатанный на 3D-принтере или вырезанный лазерным резаком из фанеры. Ребёнок собирает нужную модель, и оставляет её себе.
Следует отметить, что любое из этих трёх решений на сегодняшний момент выглядит фантастично, особенно третье. Но нужно отдавать себе отчёт, что раз задача стоит, она будет в конце концов решена. И найденное решение (одно из перечисленных или какое-то другое) в любом случае будет по современным меркам фантастичным.
Расскажу о паре-тройке мыслей относительно "одноразового" наглядного материала.
Во-первых, школе не обязательно иметь свой собственный 3D-принтер, лазерный резак, ЧПУ-станок или типографию. Уже существуют фаблабы, готовые выполнить подобные заказы.
http://fablab.spbstu.ru/
Во-вторых, не обязательно все детали рисовать самостоятельно. В частности, в открытом доступе готовые чертежи деталей конструктора Multiplo. Кроме того, существуют и свободные модели Lego-совместимых шестерёнок, не говоря уже о возможности приобретения готовых отдельных деталей.
http://github.com/multiplo
https://the3d.ru/Catalog/Model/406
https://aliexpress.ru/item/4001122373560.html
В третьих, парадоксальность современной жизни заключается в том, что стоимость высокотехнологичного оборудования частенько оказывается ниже, чем стоимость вещей, которые мы привыкли считать расходным материалом. Например, микроконтроллер Arduino может обойтись дешевле, чем набор фломастеров. О проектном наборе с минимальной стоимостью я уже писал на "Новаторе".
http://novator.team/post/655
Идеи для "мейкерской" дистанционной внеурочки
Доводилось Вам посещать интерактивные музеи типа питерского ЛабиринтУма или финской Эврики? Многие экспонаты оттуда несложно воспроизвести в домашних условиях. Например, вот такие забавные кинематические системы.
https://www.youtube.com/watch?v=WYcqJ5HdxA4&t=49s
Но выпиливать лобзиком для многих нынешних детей - чрезмерно сложная задача. Можно использовать более податливый материал - гофрированный картон, пластины из пенополистирола (так называемую "потолочку", часто используемую авиамоделистами).
https://spb.leroymerlin.ru/product/plita-potolochnaya-ekstrudirovannaya-fx-vyunok-12914723/
Можно взять готовый набор деревянных деталей и собрать модель паровоза, часовой механизм или транспортёр для шариков.
https://aliexpress.ru/item/4000588407292.html
https://aliexpress.ru/item/32986011519.html
https://aliexpress.ru/item/32982701213.html
Можно заняться самостоятельным изготовлением шагающих механизмов, подобных кинетическим скульптурам Тео Янсена.
https://www.youtube.com/watch?v=8j3UQcsSK7M
https://interesko.info/kineticheskaya-skulptura-teo-yansena/
Кто-то для этого рассчитывает кинематические связи в программе Linkage и вырезает детали из акрила.
https://www.youtube.com/watch?v=3LElZMxr-p8&t=186s
Но во время занятий с детьми, для быстрого создания функционирующей кинематической схемы я предлагаю использовать три доступных компонента: канцелярские кнопки с выпуклой головкой, канцелярские кнопки с плоской полукруглой головкой и кусочки стирательной резинки. Получается своеобразный кинематический конструктор
Вот как собранный механизм работает.
https://youtu.be/MW38enFd1mA
Подобным образом, но с использованием более жёстких деталей (пластиковых коробов для кабеля, балок металлического или пластикового конструктора) можно придумывать забавные спирографы. При достаточной изворотливости можно обойтись и без моторов, приспособив для вращения стола что-нибудь неожиданное (я бы попытался использовать игрушечную машинку).
https://www.youtube.com/watch?v=4pEqbs0ISaw
https://www.youtube.com/watch?v=A32W7NfM8ws
https://www.youtube.com/watch?v=1Ihjh_F7jn0
Разнообразные конструкторы хочется обсудить чуть подробнее, но пока скажу, что у многих дома присутствует достаточное количество деталей Lego. Можно придумывать и создавать сюжетные композиции на определённую тему, а потом заниматься съёмкой мультфильмов с использованием собранных моделей и фигурок. Помогут в этом книги Сары Дис, например "Гениальные Lego изобретения из деталей, которые у тебя уже есть" и "Эпические Lego приключения из деталей, которые у тебя уже есть".
https://www.ozon.ru/context/detail/id/166789621/
https://www.ozon.ru/context/detail/id/147179325/
Возможно, для кого-то окажется неожиданностью, что полноценный курс занятий (и не один!) можно реализовать на базе такой незатейливой (на первый взгляд) вещи, как верёвочка. Мир узлов настолько богат и многогранен, что этой темой можно заниматься бесконечно. И надо сказать, что детям узлы очень нравятся! Морские, альпинистские, такелажные, декоративные, хирургические, рыболовные, история узлов... Тем, кто готов затеять свои собственные "Приключения верёвочки", можно было бы порекомендовать красочную и подробную книгу "Узлы. Полная энциклопедия. Более 200 способов вязания узлов", но к сожалению, её уже нет в продаже... Зато есть масса вэб-ресурсов на эту тему.
http://bakharev.com/Encyclopedia_of_Knots/encyclopedia_of_knots.htm
Мир оригами - ещё одна бесконечная тема. Самолётики, кораблики, цветы, подвижные модели, модульное оригами (а это тригонометрия и целый конструктор!)... По своему опыту мог бы порекомендовать книгу "Оригами. Большая иллюстрированная энциклопедия", автором которой является Бич Рик, но теперь с тем же названием продается книга Гийома Дени. Возможно, она не хуже.
https://www.youtube.com/watch?v=emzDouGpBGQ
https://www.youtube.com/watch?v=oGUQmu9oJRk
https://www.youtube.com/watch?v=q3KEMCLrbmk
https://www.labirint.ru/books/721586/
Наконец, не могу не рассказать о своём излюбленном направлении, связанном с настольными играми. Курс "Дизайн настольных игр" предполагает решение самых разных задач и включает полный проектный цикл. Есть возможность поработать и руками, и головой. Начинать можно с такой темы, которая называется "Print 'n Play", "Распечатай и Играй". Склеить свою собственную игру, а потом поиграть с родителями и братьями-сёстрами на дистанционке - вполне достойное занятие! Тем более, если тема игры пересекается с материалом по истории, литературе, географии, биологии. Ну, а в дальнейшем можно будет перейти к 2D/3D-моделированию, создавать собственные редизайны, придумывать собственные игры.
http://boardgamer.ru/category/print-n-play
Конструкторские наборы
Я уже упоминал об OpenSource конструкторе Multiplo. Подробнее о его особенностях можно почитать вот здесь.
https://habr.com/ru/post/375113/
https://habr.com/ru/company/makeitlab/blog/243833/
Но никакие обзоры не заменят педагогам собственного опыта, который можно получить лишь на практике. Прежде чем вести занятия с детьми, необходимо как следует покрутить набор в собственных руках. К большому сожалению, купить сейчас готовый конструктор Multiplo не получается, и никакой информации о других открытых разработках у меня нет.
Приходится ориентироваться на проприетарную продукцию. Лично я не вижу больших достоинств у наборов fischertechnik, да и бюджетным этого производителя не назовёшь. Конструктивные наборы компании Makeblock (серия MakerSpace) тоже недёшевы, хотя по-своему уникальны, включают детали из анодированного алюминия и годятся для создания крупных роботов и агрегатов.
https://www.makeblock.com/makerspace-2#structural-parts
Возможно, следует присмотреться повнимательнее к наборам компании Engino серии Mechanical Science. Они не так дороги, укомплектованы деталями разного типа, включая шестерёнки, но вот только ассортимент этих деталей весьма невелик. Да и не особо известен этот производитель, а это означает отсутствие сообщества пользователей, готовых поддерживать друг друга.
https://compumir.ru/engino-mechanical-science-m07-gears
Вот и остаётся педагогам по сути лишь два варианта: либо знакомый с детства дешёвый "советский" металлический конструктор (который придётся дополнять самостоятельно изготовленными деталями, возможно), либо знакомый давным-давно и проверенный Lego (или аналоги Lego).
Наборы с металлическими деталями серии "Конструкторское бюро" предлагаются компанией ТРИК. Пока здесь всего два набора, но можно ожидать, что со временем их будет больше, и они наконец-то начнут включать в себя более сложные элементы (шестерёнки, ременные передачи и т.д.), как робототехнические наборы ТРИК. Обещают разместить и методические материалы, подходящие для занятий с дошкольниками и младшими школьниками.
https://trikset.com/prices
https://trikset.com/education/methodical
Настало время поговорить о наборах Lego и их аналогах. Прежде всего должен сказать, что лично я очень люблю Lego, считаю конструктив этой компании непревзойдённым, но я очень рад, что у неё наконец-то появились конкуренты в лице китайских производителей, предлагающих теперь вполне качественную продукцию. И я уверен, что это не зло, а благо для всех. Для всех, включая саму компанию Lego.
Существуют производители, выпускающие нелицензионные аналоги образовательных наборов, в частности Lego Education 9686 и Lego Education 45300. Тот, кому надо, без труда найдёт такие наборы на Aliexpress. Причём, в отличие от оригинала, можно приобрести либо полный набор с электрикой, либо просто комплект пластиковых деталек. Но есть у китайских производителей и собственные разработки, использующие как привычные детали, так и новые, которых в ассортименте компании Lego нет. Кроме того, присутствуют и конструкторы, базирующиеся на собственных наборах электрики. Продаётся подобная продукция вполне официально и у нас, и в самой Дании.
https://www.ozon.ru/context/detail/id/168150703/
https://www.amazon.com/PETRIP-Building-Science-Educational-Electronics/dp/B0837RMWJ6/ref=pd_rhf_dp_p_img_1
Стоит обратить внимание в первую очередь на такое имя как BanBao. Стартовый образовательный набор называется "BanBao Power Machinery - Beginner Level 6918", позволяет собрать 56 различных моделей и стоит несравнимо дешевле Lego Education 9686 (правда, не включает электрики). Мне очень понравилось, что в комплект входят удобные рамки большого размера, которых нет у Lego. К сожалению, заказать этот конструктор можно пока лишь на Aliexpress, так же, как "BanBao Force power Science Technic Experiment 6919". Но у нас уже продаётся несколько других.
https://aliexpress.ru/item/32863868139.html
https://aliexpress.ru/item/4000252791425.html
https://www.wildberries.ru/catalog/6453280/detail.aspx
А вот этот безымянный (пока?) набор при такой же невысокой стоимости позволяет собрать 28 разнообразных конструкций с мотором, причём в комплекте управляющий блок с аккумулятором и один датчик!
https://aliexpress.ru/item/33015031767.html
Существует и альтернатива Lego Wedo, некая помесь между Wedo и Wedo2 с собственной электрикой.
https://aliexpress.ru/item/4000348390071.html
Наконец, нужно сказать о конструкторах KAZI Inventor, которые отличаются тем, что их можно покупать как бы по частям. Один мини-набор предполагает сборку трёх моделей, из четырёх мини-наборов получается целый конструктор. Подобный подход заимствован у первых наборов Lego Technic - DACTA 1030.
https://aliexpress.ru/item/4000081278796.html
https://aliexpress.ru/item/4000040606120.html
Кстати, очень рекомендую посмотреть серию видеороликов с обзором этого первого образовательного набора Lego, особенно тем, кто хочет систематизировать свои знания по механическим конструктивным компонентам.
https://youtu.be/vk5GBofldbA
https://youtu.be/Mji9w_yXo9k
https://youtu.be/KLXimX4ohAc
https://youtu.be/y4izD0KmID4
https://youtu.be/mnwU3cvr0UE
Робототехника
О современных робототехнических наборах можно было бы рассказывать очень долго, но я ограничусь упоминанием лишь о нескольких достаточно бюджетных.
Во-первых, теперь можно приобрести полноценный клон образовательного робота Makeblock mBot, причём по нереально низкой цене. Имя нового робота - Lafvin iBot, он полностью совместим с mBot и уже оснащён поворотной головой. Пара важных моментов, о которых следует упомянуть. В комплект входит более простой коммуникационный модуль, в результате без его замены использовать мобильное приложение, предлагаемое компанией Makeblock, не получится. Но при подключении к компьютеру проблем нет. И если дооснастить робота гироскопом, можно будет реализовать не только базовые, но и продвинутые проекты из книги "Игровая робототехника для юных программистов и конструкторов", потребуется лишь использовать более мощный источник питания, не на 3,7 вольт, а на 6 вольт. В целом это хорошая и дешёвая замена заслужившему признание во всём мире роботу mBot.
https://aliexpress.ru/item/4000631080685.html
Другой уже полюбившийся многим "питомец" - Dfrobot Mcqueen. Он базируется на микроконтроллере Micro:bit, при этом очень дёшев. К сожалению, его низкая цена несколько обманчива, дополнительно придётся приобрести не только комплект аккумуляторов, но и зарядное устройство. К счастью, "джентльменский набор" возможностей, присутствующий у Mcqueen, поддерживают и другие роботы, и несложно заменить одного другим. Могу порекомендовать перспективного "дублёра" - робота Yahboom Tiny:bit. Помимо того, что он сам способен заряжать аккумулятор при USB подключении к компьютеру, этот малыш исправляет один из принципиальных недостатков Mcqueen - невозможность расположить плату Micro:bit горизонтально, что исключает использование компаса.
https://aliexpress.ru/item/4000217923023.html
Но честно говоря, я такую замену тоже считаю полумерой. В ходе многочисленных экспериментов с разными роботами я пришёл к выводу, что моноблочная конструкция - это тупиковый путь развития. Всё-таки любому, даже самому простому обучающему роботу необходимо быть слегка "трансформером". Должна оставаться возможность тем или иным образом изменить компоновку в соответствии с решаемой задачей. И "правильный" вариант - использование конструктора, пусть даже в нём будет относительно немного деталей. Например, как в этом симпатичном наборе на базе Micro:bit, который с самого начала укомплектован сервомотором и захватом. А значит, собранный робот сможет делать что-то полезное и называться роботом по праву.
https://aliexpress.ru/item/4000560743590.html
Очень надеюсь, что эта информация поможет с удовольствием и пользой провести время на дистанционке. Будьте здоровы