Роботы-танки, самолеты, луноходы…
Кто в гимназии конструирует роботов?
Роботы пришли в нашу жизнь незаметно и стремительно. Конечно, это еще не киборги из фантастических фильмов, но машины, в том числе те, которые мы используем в быту, становятся умнее с каждым днем: духовка сама выберет температуру, стоит только обозначить, что вы будете готовить; электросчетчик на столбе передаст показания в сетевую компанию; портативный глюкометр в считанные секунды расскажет об уровне гемоглобина, сахара и холестерина в крови, а часы на руке ребенка укажут, где он находится.
Есть идея!
Робототехника давно уже перестала быть чем-то сверхнеобычным, роботов мастерят даже в школах, к примеру, в черногорской гимназии. Особенно большой рывок в этом направлении школа сделала за последние пару лет, когда удалось получить два весомых гранта.
Робототехника в гимназии активно начала развиваться 10 лет назад с приходом молодого учителя информатики Александра Надточего. Интересовавшее со студенческой скамьи направление он стал внедрять в школу поначалу на чистом энтузиазме: платы, проводки, детали для будущих машин покупались на собственные деньги, иногда использовали старые компьютеры и детские игрушки, роботы создавались, что называется, на коленке. При этом учительство Александр Валерьевич совмещал со службой в «Хакасэнергосбыте». Сейчас он полностью посвятил себя работе в школе, ведет физику, информатику, астрономию, выполняет обязанности заместителя директора по УВР и, конечно, занимается любимой робототехникой.
- Уже 9 лет назад на республиканскую научно-практическую конференцию на секцию «Информатика» мы привезли машину, управляемую голосом. Произвели тогда фурор, потому что остальные работы были реферативного уровня, а мы показали искусственный интеллект, для создания которого использовали то, что было под рукой, - с улыбкой вспоминает Александр Валерьевич. – Через несколько лет после этого на фестивале «От робота к роботу», который проводил ХГУ, мы продемонстрировали роботизированную руку. Сама рука была собрана из металлического конструктора, оснастили ее моторами и надели перчатку. Рука повторяла наши движения. Тогда нам вручили первый набор робототехники – нашу мечту! Стоит больше учительской зарплаты... Потом был второй аналогичный конкурс, где показали систему машинного зрения: глаза робота реагировали на появление и перемещение человека, его улыбку. Теперь хочется побывать в Красноярске, там много проводится подобных фестивалей. Соберем крепкую команду и покажем, что умеем.
Когда первые роботы кустарного производства стали приносить гимназии славу, а ряды увлеченных детей пополнились, стало понятно, что необходимы финансы для реализации всех идей молодого учителя. Современная продвинутая школа не ждет манны небесной в виде неожиданных финансовых поступлений из бюджета, а придумывает, как заработать самостоятельно. Потому и возникла необходимость участвовать в конкурсах, благо, возможность такая есть.
Первый транш от Министерства просвещения Российской Федерации (а это около миллиона рублей) поступил после успешной защиты первого проекта по развитию роботехники. Удалось закупить 14 современных компьютеров и шесть первых робототехнических наборов, каждый по 40 тысяч рублей. Через год, в ноябре 2018 года гимназия выиграла грант фонда «СУЭК-Регионам» на реализацию проекта «Инженерные классы в школе» и пополнила кабинет информатики новыми наборами роботов и 3D-принтерами.
- Уже не первый год от родителей поступают запросы на предоставление услуг, связанных с современными техническими направлениями обучения, такими как робототехника, моделирование, программирование, - говорит автор проектов директор гимназии Светлана Николаевна Шевченко. - Современные дети любят электронику с самого детства. Их буквально не оторвать от телефонов, планшетов и компьютеров. Именно поэтому многие родители хотят, чтобы их дети занимались изучением современных информационных технологий. Проблема состоит в том, что школа на уроках математики, физики, технологии и информатики не может обеспечить полное удовлетворение этих запросов, из-за невозможности быстро перестраивать содержание обучения и гибко реагировать на потребности родителей. В Черногорске недостаточно организованы занятия по современным техническим направлениям. Поэтому уже на этапе разработки проектов было ясно, что открытие «Инженерной школы» будет востребованной услугой.
Сейчас педагоги пишут еще один проект, который предполагает закупку мебели для класса робототехники, обычные компьютерные столы для занятий не подходят.
Кому – «Матрешку», кому – «Малину»
Занятия по робототехнике пользуются успехом у ребят с 1-го по 11-й класс. Их работы могут оценить все гости гимназии – на повседневных занятиях или когда открывается очередная выставка в канун праздников. К примеру, к 12 апреля юные инженеры подготовили выставку космических кораблей, луноходов, марсоходов. К 9 Мая сделали военных роботов: был робот-мотоцикл, самолет, робот-танк, детали для которого распечатали на 3D-принтере.
- С виду это просто поделки из известного всем конструктора «Лего», но на самом деле это «Лего» интеллектуальный, - показывает Александр Валерьевич работы своих учеников. - К роботу можно подключиться через мобильный телефон, планшет или мощный компьютер, установив приложение, и управлять им. Или же он работает автономно, принимая решение самостоятельно, когда его движение мы программируем в специальной программе.
В арсенале кабинетов информатики (их в гимназии два) – простые робототехнические наборы «Матрешка» (плата, соединительные провода и модули), их собирают ребята 1-4 классов. Для старшеклассников – наборы посложнее, покруче - «Малина».
- Это одноплатный персональный компьютер. Если его подключить к монитору, вставить карту памяти с операционной системой, то будут такие же возможности, как у обычного компьютера, - объясняет педагог. - Мы планируем его использовать для машинного обучения. Роботам не понадобится ноутбук или системный блок, достаточно будет вшить плату в корпус - и вот вам искусственный интеллект. Есть, конечно, и графические планшеты, но ими сейчас никого не удивишь.
Из уникального для школы оборудования - цифровая лаборатория школьника (можно собрать электронное устройство без пайки, подключая модули) и паяльные станции, которые безопасны для детей благодаря низкому напряжению и имеют цифровую регулировку температуры. Их используют для пайки самых мелких деталей мобильных телефонов и другой современной техники.
А чего стоит 3D-принтер! С февраля, когда он поступил в распоряжение гимназистов, работает практически без остановки. Первое время у детей он вызывал восторг, да и у взрослых новость о том, что в обычной школе пользуются современными технологиями, вызывает удивление, и понятно, почему: нигде в Черногорске еще не пользуются таким оборудованием, да и в абаканских школах его крайне мало, а в целом такого набора техники, как в гимназии, нет ни в одной школе Хакасии.
Сделай сам!
Необходимость занятий по робототехнике переоценить сложно: работа руками, тем более сборка конструктора, – то, что доктор прописал для современного ребенка, привыкшего водить пальчиком по сенсорному экрану, уткнувшегося в мультики и компьютерные игры.
- За год ребята собрали практически все модели, теперь придумывают сами. Я готовлю их к тому, чтобы они делали своих роботов без инструкций и предложенных деталей, и у некоторых это получается, - рассказывает Александр Валерьевич. - К примеру, двое семиклассников собрали самодельный принтер (с помощью программы задаются движения закрепленной шариковой ручки). В этом году мы работали над проектом «Сима электроника»: под одежду встраивали светодиоды и писали программу управления ими с телефона. На дискотеке, когда ребенок двигался, огоньки мигали в такт или выстраивали заданную фигурку. На Новый год делали елочную игрушку: для этого брали небольшую плату, распаивали на ней светодиоды и через компьютер меняли рисунок.
Огромный шаг вперед в сторону освоения новых технологий помог достойно представить гимназию и учителям на недавних профессиональных конкурсах. Надежда Борисовна Мякишева, учитель информатики, ставшая «Учителем года» в Черногорске, на республиканском этапе заняла четвертое место. Ирина Юрьевна Федоренко, которая преподает эту же дисциплину, пару недель назад завоевала титул лучшего «Молодого учителя года Хакасии».
С сентября в гимназии вновь начнутся занятия по робототехнике, набираются группы по следующим направлениям: «Лего-робототехника», «Современная микроэлектроника, процессорная техника», «3D-моделирование, 3D-печать», «Программирование, в том числе создание 3D-игр» и «3D-мультипликация, анимация».
Оборудование двух компьютерных классов позволяет проводить обучение для ребят разного возраста и подготовки: помимо наборов для конструирования, есть макбуки со специфичным программным обеспечением (представитель семейства ноутбуков от Apple), ноутбуки, стационарные компьютеры последнего поколения. Оборудование и подготовка учителей гимназии гарантируют высокий уровень обучения. На занятия приглашают не только гимназистов, но и учеников других школ, которые хотят связать свою жизнь с физикой, IТ-технологиями, стать инженерами или просто развить интеллект и память.
Анастасия ХОМА,
фото автора. «ЧР» №41 от 28 мая 2019 г.