Вчера 12-го февраля начала свою работу международная конференция "Цифровое общество как культурно-исторический контекст развития человека", традиционно проводимая ГСГУ г.Коломна. Небольшой отчет о проведенном в рамках конференции мастер-классе "Образовательная робототехника: ум через руки" и составляет материал этой публикации.
Как хорошо известно, есть три процесса, на которые можно смотреть вечно: горящий огонь, текущую воду и как работают другие. Формат мастер-класса предполагает активную работу всех участников. Но на ведущего это мероприятие возложена еще одна обязанность - поддержка процесса в акустическом канале. Хорошо, когда это сопровождение пишется заранее в виде текста. Конечно, живое общение с участниками в ходе проведения мастер-класса вносит существенные коррективы в заранее подготовленный материал. Поэтому, чтобы добру не пропадать зря, я и принял решение опубликовать этот текст на Новаторе.
Отдельную благодарность я хочу выразить Регине Вячеславовне Ершовой, доктору психологических наук, завкафедрой психологии ГСГУ, благодаря вниманию и настойчивости которой, этот мастер-класс и состоялся.
Итак, почему эта тема появилась на конференции? Я пришел туда, чтобы сообщить пренеприятное известие ((с) не мой). Первая битва между роботами и человечеством, о которой не первую сотню лет уже пишут писатели-фантасты, нами с треском проиграна. Надо признать. Роботы, в лице гаджетов, проникли в святая святых – они получили доступ к формированию центральной нервной системы человеческих детенышей (младенцев) на ранней стадии ее развития (до года). Самое время отползти на заранее неподготовленные позиции, зализать раны и осмотреться, чтобы понять, как мы дошли до жизни такой.
Немного лингвистических изысканий. Английское слово gadget ведет свое происхождение от французского gachette, что более привычно нашему уху как русское "гашетка" - спусковое устройство огнестрельного оружия. Что в контексте данной темы весьма символично.
Как дошли - в этом нет большого секрета. Рождается ребенок, родители, воспитанные компьютером, тут же суют ему в руки гаджет, и вот вам – получите самовоспроизводящуюся систему. Неприятные последствия такого развития событий впервые были замечены среди подростков в Юго-Восточной Азии еще в начале нулевых, где культ компьютерных игр и связанных с ними гаджетов достиг максимального на тот момент развития. Последствия эти достаточно полно и хорошо описаны в книге Манфреда Шпицера «Антимозг». Я не буду сейчас подробно останавливаться на всех пугалках и страшилках из этой книги, отмечу только, что по моему опыту работы в качестве руководителя детского кружка технического творчества и робототехники проблема действительно имеет место быть. В каком масштабе и степени проявления – вопрос отдельный. Шпицер обозначил ее двумя емкими словами – цифровая деменция. Слабость ума, вызванная ранним знакомством с цифровыми технологиями.
Если очень упрощенно, то причина подобного явления заключается в том, что, наряду с чрезмерной перегрузкой визуального анализатора яркими и динамичными картинками, из естественного хода развития центральной нервной системы человеческого детеныша, если не исключаются совсем, то существенно искажаются этапы развития, связанные с двумя самыми крупными органами человеческого тела: мышечной системой и кожным покровом. Наибольшим представительством этих органов в коре головного мозга обладают, если верить гомункулусу Пенфильда, области, относящиеся к кистям рук.
Теперь, в результате, чтобы привлечь внимание ученика педагогу самому приходится уподобляться гомункулусу, чтобы «перекрикивать» образы компьютерных игр и мультсериалов. И надо сказать, что занятие это для педагога заведомо проигрышное.
В результате появились дети - Маугли, воспитанные гаджетами. Расскажу конкретный пример. Мальчик, 5 лет, ситуация вынужденная, болезнь, длительное пребывание на больничной койке, инвалидность. При первом появлении в кружке разговаривал исключительно цитатами из современных мультфильмов и компьютерных игр. Понятно, какие образы он транслировал в окружающее пространство. Дети тут же прозвали его Маленький Монстр. Занятия с конструктором Лего начали с материализации любимых персонажей и артефактов. Позже подключили работу с материалом. У парня оказалось очень неслабое пространственное воображение, и открылись способности к конструированию. Создает, как правило, различные довольно сложные трансформеры, программировать пробовал, но не любит, предпочитает самостоятельно обкатывать в игре созданные им игрушки. Практически первым начал создавать в своей группе в кружке куклы из легкообрабатываемых вспененных материалов с подвижными сочленениями. Социальные контакты пришли в норму, границы между игрой и реальностью восстановлены.
Из многочисленных неформальных бесед с детскими и школьными психологами делаю вывод, что ситуация складывается критическая. Поэтому задачей первостепенной важности считаю необходимость вернуть нашего верного, но преданного нами союзника в сражениях за будущее, в руках которого и находится ключ к спасению от цифровой деменции. Имя ему - ручная умелость.
Под это общее определение попадает великое множество разнообразных занятий для умелых рук например, женское рукоделие. Может быть именно потому (не только мной отмеченный факт) девочки, пришедшие на занятие кружка робототехники, заметно лучше мальчиков справляются со своими заданиями. Современное представление о древнейшем искусстве работы руками хорошо отражено, например, в книге создателей творческой мастерской музея «Эксплораториум» Карен Уилкинсон и Майка Петрича «Искусство мастерить».
И отвоевывать и восстанавливать оставленные ранее позиции требует гораздо больших усилий, чем не покидать их еще на начальном этапе.
Для победы в любой войне необходимо единоначалие.
В этой связи хочу обратить ваше внимание на ту особую роль, которую может сыграть робототехника в этой священной войне за наше будущее.
У многих людей, занимающихся робототехникой применительно к образовательной сфере, есть неверное представление, что робототехника это только то, что записано в политехническом словаре: прикладная наука, занимающаяся созданием автоматизированных технических систем. На самом деле, понятие робототехники гораздо шире и многообразнее, чем ее чисто технические аспекты. Это легко понять, если обратиться к истокам возникновения самого слова «робот» введенного в оборот братьями-модернистами Чапеками в 1920г. в своей пьесе «Р.У.Р». Тогда это слово обозначало совсем не техническое устройство, а скорее, как сейчас бы сказали, модифицированный клон человека, т.е. биологическое существо. Дальнейшее победное шествие роботов по научно-фантастической литературе привело так же к созданию и самого слова «робототехника» (robotics) Айзеком Азимовым в его рассказе «Лжец» в 1939-40гг с последующим постулированием знаменитых Трех Законов Робототехники.
Поэтому я предлагаю взглянуть на феномен робототехники в контексте культуры максимально широко, как на явление способное стать ядром образовательной системы современного цифрового общества. Под ядром здесь понимается то же, что и подразумевается когда говорят о ядре операционной системы компьютера. Следовательно, можно говорить о разных типах архитектуры ядра, сравнивать их достоинства и недостатки и обсуждать особенности их применения для различных типов задач.
Почему предлагается именно робототехника, а не скажем математика или наука вообще?
Проведем эксперимент. Что будет если сейчас произвольно выбрать группу детей 5-6 лет и задать им вопрос: кто хочет заниматься робототехникой? Поднимется лес нетерпеливых детских рук. А если переформулировать вопрос в таком виде: кто хочет заниматься созданием автоматизированных технических систем? То дети в лучшем случае немедленно разбегутся по своим детским делам. Это говорит о том, что привлекательный образ робота и робототехники в детском сознании дошкольника уже сформирован медийной сферой, включая те же самые гаджеты, попавшие в детские руки. Но при этом он очень сильно отличается от того понятия, которое существует в голове профессионала. Именно поэтому (простите меня коллеги-инженеры) я бы на начальном этапе не подпускал на пушечный выстрел высококвалифицированных технических специалистов к преподаванию робототехники. Подчеркиваю особо - на начальном этапе.
И самое главное, робототехника, как прикладная наука занимается очень широким (в широкое легко попасть, практически не целясь) кругом конкретных задач, а детское мышление до определенного этапа своего развития предпочитает конкретное абстрактному. Способность легко оперировать отвлеченными понятиями приходит много позже. Широта круга задач и многообразие подходов обеспечивают благоприятную среду для межпредметного взаимодействия.
Итак, что необходимо, чтобы сформировать правильный подход к робототехнике, как культурному контексту развития человеческого общества?
Во-первых, надо произвести анализ выражения «образовательная робототехника» по частям речи и определить для себя, что слово «образовательная» - это существительное, а «робототехника» - прилагательное.
Во-вторых, нужен единый язык преподавания робототехники, учитывающий уровень подготовки и возрастные особенности учеников. Предполагаемый возрастной диапазон от 5 до 105 лет. Такой подход предполагает непрерывность получения образования, т.е. любой человек, может получать его в любом возрасте. Тут возникает естественный вопрос, а не ошибся ли автор, предлагая включить людей старшей возрастной группы в эту программу? Это сделано по двум причинам. Первое, у пенсионеров так же наблюдается "цифровая деменция", но только иной природы. И второе, эти люди обладают колоссальным жизненным опытом и временем для того, чтобы передавать его подрастающему поколению. У работающих родителей, за редким исключением ни сил, ни времени на это нет.
В-третьих, основой языка является символьная система, например, алфавит. В основе робоалфавита (стр. 347. Сборник научных статей и материалов международной конференции «Цифровое общество как культурно-исторический контекст развития человека, 11-13 февраля 2016г., г.Коломна) лежит работа руками, следовательно, элементом такого языка будет являться процесс создания нечто (поделки) своими руками. Близкие примеры языков такого типа – танцевальные па в хореографии, связки приемов в самбо.
И язык этот необходим прежде всего преподавателю, как основной инструмент в его работе. Обучение такому языку идет по принципу подражания – делай как я, делай по образцу.
В практическом выражении, например в нашем кружке, это сформулировано в виде девиза: развитие через самостоятельную работу руками.
Этот подход не является чем-то новым и уникальным. Живший во второй половине 17-го и первой 18-го веков швед Кристофер Польхем придумал и использовал для подготовки инженеров так называемый «механический алфавит», который упоминается, например, в современной детской книжке Свена Нурдквиста «Механический дед Мороз». Механический алфавит Польхема включал в себя около 80 деревянных моделей устройств, повторив которые инженер усваивал всю, имевшуюся на то время инженерную науку. Польхем известен так же тем, что создал первые автоматизированные заводы по производству механических часов и замков, что для его времени было выдающимся техническим достижением. Память Польхема увековечена его изображением на шведской банкноте в 500 крон вместе с королем Карлом XI.
Самостоятельность работы подразумевает, что вектор мотивации исходит из воли ученика, а не давит на него снаружи. Потому для таких целей лучше всего подходит дополнительная форма образования.
Методика подготовки ученика направленная на развитие его самовыражения через работу с материалом была заложена, например, еще в начале 20-го века в немецком Баухаузе в известном форкурсе Йоханнеса Иттена («Искусство формы», «Искусство цвета») и развита в дальнейшем в работах его учеников. Эти же принципы положены в основу подхода к обучению на принципах дизайна (desin based learning), которые изложены в статье Бориса Ярмахова на Новаторе.
Вполне логично будет связать с каждым элементом робоалфавита графический символ – идеограмму (стр.130. Язык: категории, функции, речевое действие. Материалы девятой научной конференции с международным участием, 14-15 апреля 2016г., г.Москва-Коломна). Как, например, в графических интерфейсах компьютерных программ. Простой пример - операция сохранения информации связывается со стилизованным изображением дискетки, давно канувшего в небытие носителя информации.
Итак, образовательная робототехника, первые шаги – познание через руки.
Или иными словами древний, испытанный веками принцип: опыт прежде знания.
Покоится вся конструкция на трех китах педагогики: доступность, наглядность, понятность.
Доступность понимается в данном случае в широком смысле, как доступность навыков, материалов, используемых технологий, инструментов, информации и т.д.
Что касается информации, то тут хочется обратить внимание присутствующих на знамя американских мейкеров, издающийся с 2005г., журнал Make Magazine.
И особо хочу отметить технологии на базе индийского джугаада, применяемые в образовании Арвиндом Гуптой.
В русскоязычном сегменте сети Интернет это направление представлено в том числе и на нашем любимом сайте www.novator.team.
Ну, и конечно принцип ближайшей зоны развития Льва Семеновича Выготского, куда же без него?
А в противовес ему принцип удочки, т.е. использования непонятно как работающего, но привычного, высокотехнологического устройства (гаджета) в простых опытах-поделках.
А так же десакрализация (разборка) гаджета. Деинжиниринг, слово не люблю, но пусть тоже будет.
Преподавание сложных дисциплин, каковой является робототехника, наряду с математикой, философией и т.п. науками, детям, т.е. формирование навыков работы с отвлеченными понятиями, правильнее всего начать с прокачки мотивации.
При этом детские вопросы важнее взрослых ответов. Т.е. соблюдение принципа кормления информацией по запросу. Или иными словами, бери сколько сможешь и неси куда хочешь.
Далее на мастер-классе рассматривали некоторые элементы робоалфавита на примерах из практики кружковских занятий.
Задание для мастер-класса было простое: собрать робота из предлагаемого набора материалов и с использования простых инструментов.
Наводящие вопросы: кто/что такое роботы?
Подсказки: готовые роботы. Краткий перечень из списка коротких проектов – одно занятие, один проект:
1. Робот-уборщик. Щеткоходы-виброходы.
2. Вибро-инсекты. Масштабирование. Устойчивость.
3. Робот-спортсмен. Спортивные площадки и лабиринты.
4. Робот-танцор. Фризлайт и светодиодный фонарь.
5. Робот-художник. Траектория.
6. Демонстратор принципа обратимости электромотор-генератор из привода для компакт дисков. Пикник на обочине или высокотехнологичная утилизация в знания.
7. Травянные куклы. Безмоторные виброходы. Энергия из среды. Куклы из шпагата. Упругость.
8. Балансирующие фигурки в ассортименте. Бумажная инженерия. Термофлекс и Ко. Статическая устойчивость. Иллюзия.
9. Чуни-муни. Трансмиссия. Глазки. Парейдолия. Работа с образом.
10. Гиробот. Динамическая устойчивость. Вращение. Задержанное падение. Парадоксальность.
11. Магнит в трубе. Лупа времени.
12. Колебания. Ваньки-встаньки. Подводка к дифференциальным уравнениям.
13. Долбоносик. Системы автоматического управления.
14. Тенсегрити. Архитектура в образовательной робототехнике.
15. Холодный и горячий технологический курсы.
Список может быть продолжен практически до бесконечности.
В ходе часового мастер-класса ( а скорее ворк-шопа) всем желающим была предоставлена возможность убедится в правильности приведенных выше тезисов собственноручно.
А в конце мастер-класса, всё как я люблю: хаос на столе, хаос на доске.
Ну, вроде всё, что знал рассказал, а что забыл расскажу в другой раз.
Благодарю за внимание!
