Готовимся к эре роботов. Репортаж с инновационного урока физики для белорусских школьников
28.05.2015 12:44
—
Новости Общества
"Наступает эра автоматизации, скоро все будет роботизировано. А у нас до сих пор на уроках труда в школах дети выпиливают лобзиком", – говорит гендиректор белорусского подразделения EPAM Systems Сергей Дивин. Вместе с единомышленниками руководитель главного резидента Парка высоких технологий пытается внедрить у нас в стране популярное сегодня на Западе образование с привлечением новых технологий. TUT.BY побывал на необычном совмещенном уроке физики, инженерного дела и робототехники в одной из гимназий Минска.
Сергей Дивин уверен, что очень скоро количество рабочих мест для низкоквалифицированных кадров будет резко уменьшаться. "У нас об этом не говорят, а в Америке не боятся заявлять открыто". В эру, когда роботы полностью вытеснят ручной труд человека, будут востребованы только специалисты высокой квалификации. Лишь у них останутся шансы получить работу, считает он.
"Происходит ужасное, – Сергей Дивин серьезен, – несмотря на то, что в стране есть Парк высоких технологий и создается Китайско-белорусский индустриальный парк, школьники на уроках труда выпиливают лобзиком, школьницы – шьют платочки. Я не слышал, чтобы в индустриальном парке или в Парке высоких технологий регистрировались компании по выпиливанию лобзиком".
Уже сейчас наши заводы еле дышат, промышленности очень тяжело, говорит генеральный директор EPAM Systems. "Мы, конечно, можем закрыть все границы, придумать меры тарифного регулирования, чтобы импортный телевизор у нас стоил на 30% больше, чем белорусский. Но никакие меры не спасут, когда массово телевизоры начнут собирать роботы".
Дивин уверен: стране необходимо готовить инженерные кадры.
Начинать нужно со школы. Во-первых, в университетах сегодня ведется хоть какая-то работа. Во-вторых, профориентирование начинается в школе. "Сейчас Беларуси требуются STEM-школы и STEM-учителя, а не военруки или специалисты по лобзикам".
Например, за рубежом музыкантов обучают не только музицировать, но и использовать компьютерные программы для создания музыкальных произведений. Без инженерных навыков сейчас не обойтись нигде, уверяет Дивин.
STEM-образованиe на Западе пользуется просто немыслимой государственной поддержкой, рассказывает Сергей Дивин. Одноклассник, единомышленник и коллега Дивина по новому проекту Андрей Чупиков совсем недавно три недели путешествовал по Соединенным Штатам Америки. Побывал при поддержке посольства США в Беларуси во всех ведущих американских STEM-центрах. "Оказывается, в Штатах на STEM-образование выделяют огромное финансирование. В школы за государственные деньги закупают оборудование для STEM-уроков".
Первые STEM-уроки в Беларуси на базе гимназии №2 Минска – только эксперимент. Учебную программу для занятий разработали учитель физики Игорь Шевченко и учитель математики Александр Францкевич. Уроки не являются частью школьной учебной программы. Скорее, это платный кружок. За четыре занятия в месяц родители отдают примерно 600 тысяч белорусских рублей.
Уроки во второй столичной гимназии – лишь начало. К октябрю команда инициаторов планирует открыть в Минске межшкольный STEMLAB-центр.
Но разработчики учебной программы называют свои занятия объединенным уроком физики, математики, инженерного дела, программирования и робототехники. "Ведь ребята обычно комплектуют и программируют оборудование, на котором проводят опыты", – рассказывает преподаватель и один из создателей образовательного центра STEMLAB, в прошлом учитель физики с 14-летним опытом работы Игорь Шевченко.
Тема занятия – сила трения.
На урок пришли ребята разных классов: с пятого по седьмой. В группах занимается одновременно 10-12 человек.
Еще перед началом урока ребята собрали роботизированную установку для измерения силы трения из конструктора "Лего" (специальный образовательный набор). Обычно на настольных компьютерах дети сами пишут программу для робота, а вернее, составляют ее из готовых блоков. Но программа, которой будут пользоваться сегодня, уже написана. Ее закачивают в микрокомпьютер конструктора. Теперь роботизированная установка способна выполнять определенные задачи.
Учитель рассказывает, в чем измеряется сила трения, диктует формулу. Дети вместе с педагогом ищут ответ на вопросы: зачем на колесах машины есть протекторы, почему рыба выскальзывает из рук и другие.
И когда ребята понимают суть, им диктуют научную формулировку: "Сила трения – это сила, которая противодействует движению одного тела по поверхности другого".
На горизонтальную плоскость установки кладут игрушечное колесо, запускают программу – и плоскость начинает подниматься с одной стороны. "Когда колесо станет соскальзывать, сила трения уже не держит его", – говорит учитель. Как раз в момент начала движения колеса по поверхности ребята должны выключить робота и посмотреть на экране оборудования значения, необходимые для расчета силы трения. Силу трения между колесом и плоскостью высчитывают.
Потом ее же определяет компьютер.
"Дети, вы высчитывали значение силы трения, а потом ее определял компьютер. Значения сошлись. Какой вывод можно сделать? – спрашивает Игорь Шевченко. – Правильно, расчет силы трения может выполнять и компьютер. Но программа, которая сегодня использовалась для установки, написана не вами. Человек должен проверить то, что сделал компьютер".
И еще пару заданий, чтобы закрепить материал.
"Машина едет по дороге. Силу трения между колесами и дорогой нужно увеличить или уменьшать? А силу трения между движущимися деталями автомобиля?"
"Загорелся красный свет светофора. Чтобы остановить машину, нужно увеличивать силу трения между деталями автомобиля или уменьшать?"
"Они еще не понимают, насколько такие уроки их дисциплинируют", – говорит Марина Сухарева. Она преподает математику у этих пятиклассников и физику – у шестиклассников.
"У нас в гимназии все дети сильные, ведь все прошли испытания в пятый класс. Но мальчишки, которые стали с нового года посещать занятия с применением роботов, уже выделяются в классе. Если большинство детей этого возраста отвечают на уроке сумбурно, эти ребята логически выстраивают свои ответы. Они привыкают раскладывать информацию по полочкам, выстраивать алгоритм".
Польза для детей очевидна, считает учитель.
"Мы надеемся повысить интерес школьников к естественным наукам, – говорит Игорь Шевченко. – Хотим сделать так, чтобы больше ребят поступали сначала в классы с математическим уклоном, а потом и на инженерные специальности в вузы".
Организаторы ставят перед собой задачу вырастить особых специалистов. "Сегодня чтобы решить определенную проблему должны встретиться четыре профессионала – физик, математик, инженер и программист. Но рынок труда диктует новые запросы. И наша задача сделать так, чтобы один и тот же человек был специалистом во всех этих направлениях". Тогда решение на стыке дисциплин он будет находить самостоятельно.
Сергей Дивин уверен, что очень скоро количество рабочих мест для низкоквалифицированных кадров будет резко уменьшаться. "У нас об этом не говорят, а в Америке не боятся заявлять открыто". В эру, когда роботы полностью вытеснят ручной труд человека, будут востребованы только специалисты высокой квалификации. Лишь у них останутся шансы получить работу, считает он.
 |
Гендиректор белорусского подразделения EPAM Systems Сергей Дивин |
"Происходит ужасное, – Сергей Дивин серьезен, – несмотря на то, что в стране есть Парк высоких технологий и создается Китайско-белорусский индустриальный парк, школьники на уроках труда выпиливают лобзиком, школьницы – шьют платочки. Я не слышал, чтобы в индустриальном парке или в Парке высоких технологий регистрировались компании по выпиливанию лобзиком".
Уже сейчас наши заводы еле дышат, промышленности очень тяжело, говорит генеральный директор EPAM Systems. "Мы, конечно, можем закрыть все границы, придумать меры тарифного регулирования, чтобы импортный телевизор у нас стоил на 30% больше, чем белорусский. Но никакие меры не спасут, когда массово телевизоры начнут собирать роботы".
Дивин уверен: стране необходимо готовить инженерные кадры.
Начинать нужно со школы. Во-первых, в университетах сегодня ведется хоть какая-то работа. Во-вторых, профориентирование начинается в школе. "Сейчас Беларуси требуются STEM-школы и STEM-учителя, а не военруки или специалисты по лобзикам".
Что такое STEM-образование?
STEM-образование (science, technology, engineering, mathematics) – это направление в образовании, при котором в учебных программах усиливается естественнонаучный компонент, плюс – в образовательный процесс внедряются инновационные технологии. Технологии используют даже в изучении творческих, художественных дисциплин.Например, за рубежом музыкантов обучают не только музицировать, но и использовать компьютерные программы для создания музыкальных произведений. Без инженерных навыков сейчас не обойтись нигде, уверяет Дивин.
STEM-образованиe на Западе пользуется просто немыслимой государственной поддержкой, рассказывает Сергей Дивин. Одноклассник, единомышленник и коллега Дивина по новому проекту Андрей Чупиков совсем недавно три недели путешествовал по Соединенным Штатам Америки. Побывал при поддержке посольства США в Беларуси во всех ведущих американских STEM-центрах. "Оказывается, в Штатах на STEM-образование выделяют огромное финансирование. В школы за государственные деньги закупают оборудование для STEM-уроков".
Первые STEM-уроки в Беларуси на базе гимназии №2 Минска – только эксперимент. Учебную программу для занятий разработали учитель физики Игорь Шевченко и учитель математики Александр Францкевич. Уроки не являются частью школьной учебной программы. Скорее, это платный кружок. За четыре занятия в месяц родители отдают примерно 600 тысяч белорусских рублей.
Уроки во второй столичной гимназии – лишь начало. К октябрю команда инициаторов планирует открыть в Минске межшкольный STEMLAB-центр.
STEM-урок начинается
Общее ощущение, что мы пришли на урок физики с применением новых технологий.Но разработчики учебной программы называют свои занятия объединенным уроком физики, математики, инженерного дела, программирования и робототехники. "Ведь ребята обычно комплектуют и программируют оборудование, на котором проводят опыты", – рассказывает преподаватель и один из создателей образовательного центра STEMLAB, в прошлом учитель физики с 14-летним опытом работы Игорь Шевченко.
 |
Игорь Шевченко |
Тема занятия – сила трения.
На урок пришли ребята разных классов: с пятого по седьмой. В группах занимается одновременно 10-12 человек.
Еще перед началом урока ребята собрали роботизированную установку для измерения силы трения из конструктора "Лего" (специальный образовательный набор). Обычно на настольных компьютерах дети сами пишут программу для робота, а вернее, составляют ее из готовых блоков. Но программа, которой будут пользоваться сегодня, уже написана. Ее закачивают в микрокомпьютер конструктора. Теперь роботизированная установка способна выполнять определенные задачи.
Учитель рассказывает, в чем измеряется сила трения, диктует формулу. Дети вместе с педагогом ищут ответ на вопросы: зачем на колесах машины есть протекторы, почему рыба выскальзывает из рук и другие.
И когда ребята понимают суть, им диктуют научную формулировку: "Сила трения – это сила, которая противодействует движению одного тела по поверхности другого".
На горизонтальную плоскость установки кладут игрушечное колесо, запускают программу – и плоскость начинает подниматься с одной стороны. "Когда колесо станет соскальзывать, сила трения уже не держит его", – говорит учитель. Как раз в момент начала движения колеса по поверхности ребята должны выключить робота и посмотреть на экране оборудования значения, необходимые для расчета силы трения. Силу трения между колесом и плоскостью высчитывают.
Потом ее же определяет компьютер.
"Дети, вы высчитывали значение силы трения, а потом ее определял компьютер. Значения сошлись. Какой вывод можно сделать? – спрашивает Игорь Шевченко. – Правильно, расчет силы трения может выполнять и компьютер. Но программа, которая сегодня использовалась для установки, написана не вами. Человек должен проверить то, что сделал компьютер".
И еще пару заданий, чтобы закрепить материал.
"Машина едет по дороге. Силу трения между колесами и дорогой нужно увеличить или уменьшать? А силу трения между движущимися деталями автомобиля?"
"Загорелся красный свет светофора. Чтобы остановить машину, нужно увеличивать силу трения между деталями автомобиля или уменьшать?"
Для чего все это детям?
Пятиклассники хором говорят, что больше всего на STEM-занятиях им нравится складывать роботов из конструктора "Лего"."Они еще не понимают, насколько такие уроки их дисциплинируют", – говорит Марина Сухарева. Она преподает математику у этих пятиклассников и физику – у шестиклассников.
"У нас в гимназии все дети сильные, ведь все прошли испытания в пятый класс. Но мальчишки, которые стали с нового года посещать занятия с применением роботов, уже выделяются в классе. Если большинство детей этого возраста отвечают на уроке сумбурно, эти ребята логически выстраивают свои ответы. Они привыкают раскладывать информацию по полочкам, выстраивать алгоритм".
Польза для детей очевидна, считает учитель.
"Мы надеемся повысить интерес школьников к естественным наукам, – говорит Игорь Шевченко. – Хотим сделать так, чтобы больше ребят поступали сначала в классы с математическим уклоном, а потом и на инженерные специальности в вузы".
Организаторы ставят перед собой задачу вырастить особых специалистов. "Сегодня чтобы решить определенную проблему должны встретиться четыре профессионала – физик, математик, инженер и программист. Но рынок труда диктует новые запросы. И наша задача сделать так, чтобы один и тот же человек был специалистом во всех этих направлениях". Тогда решение на стыке дисциплин он будет находить самостоятельно.