Эта статья написана преподавателем информатики одной из Московских школ, который попросил не публиковать его имя, но попросил опубликовать данный материал.

Эта школа очень активно участвует в разнообразной соревновательной деятельности и в последние 2 года выбрала для этой цели конструкторы Makeblock. Текст публикуется "как есть", без изменений.

Сегодня для достижения жизненного успеха, как никогда важно уметь учиться и находить решение различных задач, а для этого нужно иметь развитое логическое и креативное мышление. И лучше всего начинать развитие этих навыков еще на школьном уровне.

Основные проблемы развития креативного и логического мышления в системе школьного образования связаны с отсутствием комплексного подхода в преподаваемых предметах, таких как Технология, Информатика, Математика, Физика, Программирование и связанных с ними кружков дополнительного образования в области информатики и робототехники. На Западе этот комплексный подход реализуется в системе STEM-образования.

Так как школьные предметы преподаются разными педагогами, а методологическая база, интегрирующая эти предметы, отсутствует, а по таким предметам, как Информатика и Технология требует существенной доработки, да и вряд ли эта база появится в обозримые сроки, то задача развития креативного, современного мышления у детей ложится на плечи педагогов конкретной школы.

И что же делать?

1. Первое. Надо определить язык/языки, на котором/которых можно разрабатывать алгоритмы решения различных задач. И это должен быть понятный детям язык, с которым они могли бы легко работать, начиная с 2-3 класса. Этот язык должен обеспечивать легкий, плавный переход в старших классах к языкам 3GL для желающих изучать программирование на профессиональном уровне. Также он должен обеспечивать все необходимые возможности объектно-ориентированного программирования для построения  моделей реального мира. Это требование аналогично выбору языка преподавания для всех предметов школьного образования. Представьте, что школьные предметы будут преподаваться на различных иностранных языках.
2. Второе. Надо определить физическую платформу, с помощью которой педагоги и дети будут создавать, (а значит развивать креативное мышление), различные управляемые модели объектов реального мира. Сегодня этим занимается робототехника. И эта платформа должна быть открытой, то есть позволять использовать сенсоры, моторы, колеса, контроллеры и др. от других производителей. И базироваться на выбранном языке Программирования, требования к которому изложены в п.1.
3. И третье - разработать методологическую базу с учетом требований п. 1 и п. 2, позволяющую с одной стороны развивать креативное мышление, а с другой - учитывать требования рекомендованных методологических материалов.

Ответ на первый вопрос  давно найден в западных школах и в ряде российских школ и это язык Scratch, разработанный специалистами лаборатории MIT Media Lab, именно для школьного образования. В Белоруссии он является обязательным к использованию в школьном образовании начиная с 2016 года.

Чем же так хорош этот язык?

 - Он имеет графический интерфейс, но структурно практически полностью соответствует таким языкам, как С, С++ и др. И этот интерфейс понятен детям.

• Спроектирован как объектно-ориентированный язык и позволяет привить детям этот подход.
• Позволяет детям разрабатывать мультики, истории, игры и др.
• Позволяет педагогам разрабатывать задания, примеры и контрольные работы.
• Является открытой платформой и позволяет разрабатывать собственные команды этого языка.

Лаборатория MIT Media Lab постоянно развивает язык Scratch и выкладывает на своём сайте scratch.mit.edu  сотни различных бесплатных примеров с готовыми программами, что позволяет педагогам выбирать, осваивать и на их базе готовить задания к школьным урокам. На этом сайте можно сразу перейти в режиме on-line  в среду Scratch или бесплатно скачать  ее.

Компания Makeblock разработала на базе этого языка расширенную версию под названием MBlock, которая позволяет разрабатывать программы, обеспечивающие управление создаваемыми  робототехническими устройствами, как от компании Makeblock, так и любыми устройствами на основе Arduino. Компания постоянно обновляет версии среды MBlock, и ее тоже можно скачать бесплатно.

Ответ на второй вопрос на первый взгляд кажется сложным, но он тоже очень простой - эта платформа от компании Makeblock и вот почему:

• Физические элементы платформы выполнены из экструдированного твёрдого алюминиевого сплава с последующим анодированием. Элементы выполнены травмобезопасными, с очень высокой точностью и компания Makeblock существенно развила идею советских металлических конструкторов в части номенклатуры элементов и способов их крепления.
• Детали в основном  крепятся винтами М4 с шестигранной головкой, что позволяет детям развивать мелкую моторику и креативное мышление. Их номенклатура позволяет придумать и собрать практически любого робота для участия в выставках или соревнованиях.
• Имеет широчайший набор сенсоров с подсоединением RJ25, что позволяет избавиться от пайки и создавать роботов для решения различных задач.
• Позволяет использовать сенсоры, элементы крепления и другие компоненты от сторонних производителей.
• Имеет широкий набор контроллеров, как с подсоединением по RJ25, так и с помощью различных переходников.
• Имеет широкий набор моторов, включая DC, энкодерные, серво и шаговые, но позволяет  без проблем подключать моторы и от сторонних производителей.
• Является стандартом для проведения соревнований MakeX, по которым в мире проводятся отборочные чемпионаты, их было в 2018 году 16 и по их результатам проводится отбор на  чемпионат мира, который ежегодно проводится в Китае.
• Вся разработка программ ведётся в среде mBlock, которая имеет два режима: первый - среда Scratch, а второй на основе этой же среды позволяет программировать Ардуино роботов с возможностью перехода в среду Arduino IDE.

Можно очень долго говорить о достоинствах этой платформы, но лучше попробовать ее использовать и вы поймете все ее плюсы. Например, базовый набор mbot позволяет собрать его из коробки и запрограммировать его для езды по линии в течении одного 45 минутного занятия. А при небольшой его модификации в части замены сенсора линии на сенсор линии на базе массива из набора электронных компонентов компании Makeblock и замене базовых моторов на моторы из набора для MakeX, проехать полный маршрут поля Шорт-Трек менее, чем за 12 сек. А на основе контроллера Orion и сенсора линии на базе массива от компании Makeblock можно собрать робота, который пробежит полный круг этой трассы менее, чем за 7 сек. При этом все программы разрабатываются в среде mBlock на языке Scratch.

Для старшеклассников среда mBlock обеспечивает легкий переход к Arduino и другим видам роботов в рамках дополнительного образования.

Компании Makeblock удалось взять, соединить и усовершенствовать все лучшие технологические решения существующие в мире учебной робототехники, а именно:

• Среду разработки Scratch.
• Контроллеры на базе Arduino.
• Металлические детали соединяемые винтами.
• Подключение сенсоров, мониторов разъёмами RJ25.

И на этой основе создать открытое, качественное, надежное, удобное и дружелюбное решение из своих продуктов.

Ответ на третий вопрос лежит в организационной и практической плоскостях. Нужно подготовить  предложения и согласовать их и план реализации  с руководством школы. Сама же методологическая база создаётся путём подготовки к каждому уроку по таким предметам, как Информатика и Технология на базе языка Scratch. И тогда в течении учебного года можно наработать методологический материал, как теоретический, так и практический и далее заниматься его совершенствованием, развитием и интеграцией с другими предметами.

В итоге, при наличии воли и желания, можно получить следующий результат:

• На уроках Технологии дети собирают роботов и решают различные задачи с использованием собранных устройств и языка Scratch. И им не надо выполнять травмоопасные задания, так  как при сборке роботов дети получают все необходимые трудовые навыки.
• На уроках Информатики изучают теорию и выполняют практические задания в среде Scratch путём создания игр, анимаций и историй и выполнения тестов.
• На уроках Математики, при решении сложных логических или расчетных задач, также можно использовать среду Scratch, так как дети обучены работе в ней на уроках Информатики и Технологии.
• На уроках Физики используют физические приборы собранные на уроках Технологии на базе робототехнических наборов и решают  физические задачи в среде Scratch.
• В робототехнических кружках уже подготовленные на уроках Информатики и Технологии дети выполняют проекты и готовятся к соревнованиям.
• При проведение тестов, конкурсов, соревнований дети будут достигать высоких результатов.

Самое главное, все вышесказанное надо делать в единой среде.

И на сегодняшний день это единство, полноту и целостность обеспечивают только решения и продукты от компании Makeblock и лаборатории MIT Media Lab. Никакая другая платформа не позволяет построить комплексный подход к обучению детей на основе вышесказанных требований и в то же время быстро и качественно готовиться к выставкам и робототехническим соревнованиям. А подготовка к ним и сами соревнования является мощным стимулом для развития креативного и логического мышления, трудолюбия и ответственности.