Робототехника преимущественно командная работа

1. Отец Сергий, расскажите о себе: как получилось соединить в Вашей жизни религию и  робототехнику?

После окончания физфака Новосибирского госуниверситета около десяти лет работал научным сотрудником. Когда началось строительство храма, стал помогать, затем был рукоположен и служил диаконом. Московскую духовную семинарию заканчивал уже священником. В 2011 году познакомился с LEGO - роботами, заинтересовался. Наверное, проснулось давнее увлечение электроникой и детская мечта - «оживить» игрушечные машинки. Сейчас преподаю робототехнику в центре развития творчества детей и юношества. Религия не существует отдельно от жизни. Она неразрывно связана с человеком, чем бы он ни занимался. Поэтому я не вижу ничего странного в том, что я одновременно являюсь священником и преподаю, казалось бы, такую «недуховную» робототехнику. Я работаю с детьми, помогая им найти, развить интерес к техническому творчеству. Для кого-то это увлечение, возможно, станет будущей профессией, кто-то выберет работу, не связанную с техникой. Но главное, что ребенок, погружаясь в интересное занятие, раскрывается для творчества, радуется успехам, учится бороться с неудачами. Разве можно считать это «недуховным»?

 2. Компьютеризация проникла во все сферы жизнедеятельности человека, об отрицательных сторонах этого явления говорят повсеместно, однако, интересно услышать какие положительные аспекты этого процесса видите Вы?

Положительные аспекты, безусловно, есть. Просто так уж мы устроены, что больше обращаем внимание на отрицательное. Когда все хорошо, то все воспринимается как должное, следует отметить, что это вполне здоровая реакция, позволяющая критически относиться к новинкам в нашей жизни.

Компьютер, Интернет полностью изменили такое понятие, как информация. То, что раньше удавалось получить посредством длительной работы в библиотеках, теперь доступно за считаные секунды. Общение между людьми уже не ограничено расстоянием. Можно проводить совместные работы, находясь при этом в разных уголках планеты.

Пишущая машинка, которой, кстати, могли пользоваться совсем не многие, ушла в прошлое. Фотографы, дизайнеры, музыканты и множество других творческих специалистов, совсем еще недавно не связанных с компьютером, уверенно им пользуются как одним из основных инструментов.

Такое резкое качественное  изменение вполне естественно привело к растерянности, неготовности к появлению откровенно опасного использования компьютера. Но это обычный процесс развития.

Что касается положительного, то, на мой взгляд, у информатизации есть еще один положительный аспект, напрямую связанный с робототехникой. Создание виртуального пространства позволяет несколько заглянуть в будущее. Дело в том, что это пространство создается людьми и действуют в нем люди, но они не ограничены в своих фантазиях законами реального мира, что позволяет резко продвинуться в проектировании своей жизни. Технические средства развиваются, перенося в наш реальный мир очень многое из того, что было возможным только в виртуальном пространстве. Но главное, что промоделировав многие ситуации в виртуальном мире, мы можем быть более подготовленными к негативным последствиям тех или иных технических усовершенствований.  

3. Как Вы думаете, какие возможности открывает робототехника в образовательном процессе (как для преподавателя, так и для ученика)?

Так уж получилось, что мне довелось пообщаться со многими педагогами различных предметов,  обсуждая с ними возможности робототехники. И я не разделяю мнения, что робототехника может быть использована в преподавании чуть ли не всех предметов. Эту точку зрения следует отнести скорее к эффекту эйфории после знакомства с таким великолепным средством обучения.  Поясню данный тезис.

Использование робототехники на уровне WeDo для начальной школы – безусловно. Такие предметы, как информатика, технология, экспериментальные проекты по физике на Lego NXT, EV3, Fischertechnik, Arduino – да. Но, например, переводить чуть ли не все наглядные демонстрации и лабораторные работы по физике на Lego, как это предлагают коллеги из Челябинска, считаю ошибкой, не говоря уже об использовании роботов на уроках истории.

Дело в том, что в преподавании физики, самая большая проблема заключается в необходимости научить детей представить задачу из реального мира (машина на повороте, пушка, которая стреляет с корабля и т.п.) в виде схемы и свести к математической задаче. Необходимо научиться рисовать эти схемы, учиться мысленно переходить в разные системы отсчета, отбрасывая все лишнее, и всевозможные конструкторы при этом будут просто мешать, поскольку появляется дополнительная задача – собрать объект из конструктора. Само по себе это, возможно, интересно, но от решения физической задачи сильно отвлекает. Роботов можно использовать для физических экспериментов как цифровую лабораторию как средство измерения и обработки физических величин при помощи соответствующих датчиков. Здесь у роботов по сравнению с традиционными цифровыми лабораториями есть преимущество, поскольку можно организовать управление установкой посредством двигателей, подключенных к контроллеру, поучиться автоматизировать эксперимент.

Но автоматизацией тоже нельзя увлекаться, иначе мы будем заниматься собственно робототехникой, а не физикой.  Собирать же всю экспериментальную установку из Lego нет смысла, поскольку стандартное лабораторное оборудование для этого подходит гораздо лучше и будет полезнее познакомить с ним учащихся. Новые цифровые средства в обучении переводят его на новый уровень, но вместе с тем возникают и  методические проблемы. И если не принимать это во внимание, то появляется реальная опасность «заиграться» и потерять необходимый уровень освоения фундаментальных дисциплин, что, в свою очередь, не позволит обеспечить успешное освоение робототехники.

У робототехники есть очень большое преимущество в том, что она позволяет, опираясь на ФГОС, освоить универсальные учебные действия. Сейчас много говорится о проектной деятельности, но понимают эту деятельность по-разному. Чаще всего ее сводят к созданию некоторого продукта: стенгазеты, доклада, решению уравнения. Но цель проектной деятельности заключается в приобретении навыков для решения конкретной практической задачи, требующей определенных материальных и временных ресурсов, планирования работы, обоснования результатов. Можно возразить, что стенгазета – это тоже определенная практическая задача. Да, но очень упрощенный вариант, который не позволяет сформировать навыки проектировщика. Если поразмышлять, то при таком подходе выполнение, например, домашнего задания по математике или приготовление завтрака тоже можно назвать проектом.

Обучение проектной деятельности – это освоение определенного метода решения практических задач, позволяющего пройти к результату оптимальным путем. При этом сам результат отходит на второй план, а главным становится метод его достижения. Так вот у робототехники в области проектной деятельности, пожалуй, нет конкурентов. Чтобы пояснить этот тезис, давайте рассмотрим, как проходит работа над робототехническим проектом.

Сначала ставится задача: сделать робота с определенными свойствами (он должен куда-то подъезжать, что-то брать, отвозить, сортировать и т.п.). Перед учащимися коробка с различными деталями – и вот из этих деталей должен появиться робот. Начинается обсуждение конструкции. Кто-то уже что-то собирает. Собрали – нет, не то, надо по-другому. Опять обсуждения, споры. Здесь можно научиться делить проект на части, распределять роли в команде, проводить предпроектные исследования (как работают датчики, какой лучше использовать? … - в данном случае пригодится физика), находить нужную информацию в Интернете, анализировать достоинства и недостатки различных конструкций. Этот этап работы очень важен и требует повышенного внимания педагога. Учащимся необходимо научиться анализировать поставленную задачу, выявлять основные трудности и правильно распределять ресурсы.

Сложность заключается в том, что существуют различные стратегии решения задачи, обусловленные различными психотипами и возрастными особенностями. Детям обычно более свойственен практический подход – сразу что-то собирать. Но они должны научиться  продумывать задачу, выстраивать проект «в голове», поскольку в серьезной работе практические эксперименты могут оказаться очень дорогостоящими или затруднительными. Поэтому  важно, чтобы процесс интуитивного, практического конструирования сопровождался обязательным обсуждением, анализом того, что получается или не получается. Здесь благотворно сказывается наличие команды – проще организовать мозговой штурм, не навязывая «взрослую» точку зрения. Так дети привыкают смотреть на задачу более осознанно, учатся конструировать мысленно. Кроме того, подобные упражнения полезны для общего интеллектуального развития и помогут при освоении, например,  математики, физики.

Ну вот, наконец, получилось что-то работоспособное надо улучшать конструкцию, писать и отлаживать программу (программирование при этом осваивается само собой) и все нужно сделать к определенному сроку, – значит надо учиться распределять работу во времени. Наконец, робот готов. Теперь можно подготовить к нему документацию, постараться сохранить особенности конструкции, чтобы в будущем можно было быстро собрать. Часто требуется провести презентацию проекта, следовательно, надо учиться презентовать, защищать свою работу. Получился настоящий проект, причем  делается он с увлечением, играючи. Все эти навыки необходимы для успешного освоения и других предметов, но здесь приобрести их проще. Вот именно в этом, на мой взгляд, и заключается основной смысл образовательной робототехники – ее ниша в образовательном процессе.

4. Робототехника – это конструирование, своего рода «конструктор», только более усложненный и усовершенствованный. Конструирование развивает творческое мышление ребенка, фантазию, позволяет воплотить свои технические задумки в реальность, а может ли робототехника дать еще больше возможностей для раскрытия потенциала ребёнка?

Безусловно, это так. В отличие от обычного конструктора, робототехника предлагает собрать устройство, способное менять свое поведение в зависимости от окружающего пространства, информацию о котором оно получает посредством датчиков – органов чувств. Такая задача относится к принципиально новому типу задач, открывающему для детей совершенно новые горизонты творческого поиска. Уже сейчас появились устройства, позволяющие решать вполне серьезные технические задачи, например, задачу компьютерного зрения. И что характерно – граница между игрушкой и серьезным техническим устройством стирается. Происходит плавное введение ребенка через игрушку в область профессиональной робототехники.

5. На сегодняшний день роботов повсеместно внедряют в нашу жизнь. Какова вероятность дальнейшего применения в профессии полученных знаний ребенком?

Как я уже упоминал, основная задача образовательной робототехники мне представляется в развитии творческого и интеллектуального потенциала ребенка. Да, безусловно, те, кто выберет своей профессией робототехнику, будут очень востребованы и полученные в школе навыки позволят им быстрее включиться в профессиональную деятельность. Но важнее, что и в других профессиональных областях учащиеся, прошедшие курсы робототехники, будут более успешны, поскольку на занятиях они получили главное - почувствовали вкус настоящего исследования и научились решать исследовательские задачи.

6. Родители часто уделяют недостаточно внимания моральному воспитанию детей, перекладывая эту функцию на образовательные учреждения. Можно ли сказать, что занятие робототехникой выполняет нравственно-воспитательное воздействие на ребенка? 

У робототехники есть одна особенность – это преимущественно командная работа. Редко, когда ребенок в одиночку занимается построением робота, чаще всего и на занятиях, и на соревнованиях формируются группы от 2 и более человек. А если появляется команда, то возникает необходимость осваивать навыки командной работы. Приходится учиться взаимодействовать друг с другом, распределять роли, учиться спорить, обсуждать, слушать других, находить рабочий компромисс, смирять себя… Словом, происходит приобретение, пожалуй, самых важных качеств, позволяющих в дальнейшем более успешно работать в коллективе.

Если повести сравнение робототехники с занятием, например, программированием, то следует отметить, что у робототехники есть преимущество в том, что она выводит ребенка из виртуального мира в реальный. Те негативные психологические особенности, сопряженные с погружением в компьютер, о которых уже столько написано и которые стали чуть ли ни портретом «настоящего» программиста, в робототехнике просто отсутствуют. Я не являюсь сторонником «прямого» обучения нравственности, превращающего самые важные и глубинные состояния нашей души в перечень вопросов для подготовки к зачету. Сформировать коллектив, ввести ребенка в необходимые взаимодействия со сверстниками, помочь при возникновении конфликтных ситуаций (когда это потребуется), предложить задуматься о нравственных дилеммах (поводов для этого предостаточно) – вот основная задача педагога. И робототехника подходит для этого как нельзя лучше. 

7. Писатели-фантасты ни раз удивляли нас своей проницательностью, когда события или научные достижения, описанные в их книгах, становились реальными. Сейчас существует мнение, что когда-нибудь власть в Мире будет принадлежать машинам. Как Вы относитесь к этой теории?

По поводу теории властвования машин… Вопрос действительно довольно интересный и глубокий. Прежде всего, здесь следует определиться с понятием власти. Если полагать, что машина в процессе эволюции может стать неким злым гением, способным поработить человека, то с этим согласиться определенно нельзя. Дело в том, что понятия добра и зла  не лежат в плоскости интеллекта, а являются проявлением свойств человеческой души. Машина, пусть даже самая совершенная, не может быть злой или доброй. Она просто может служить злой или доброй воле человека, действуя по определенной программе. Но проблема заключается в том, что человек не всегда может верно спрогнозировать результат работы составленной им программы, и не обязательно злые последствия объясняются аналогичными намерениями программиста. Бывает и так, что неумышленная логическая ошибка, закравшаяся в программу, превращает ее в мощный разрушительный инструмент. И последствия становятся тем  масштабнее, чем выше технический уровень устройства, выполняющего ошибочную программу.

Мы уже говорили о том, что виртуальный компьютерный мир позволяет нам несколько заглянуть в будущее, промоделировав некоторые ситуации. И вот теперь можно привести иллюстрации для этого тезиса. Рассмотрим один  сюжет из «жизни» нашего компьютера в глобальной электронной сети.

Электронная сеть – это целый мир, наполненный возможностями, опасностями, соблазнами. В нем постоянно проходят настоящие виртуальные войны. Множество вредоносных вирусов пытаются проникнуть в нашу компьютерную систему, но у нас есть и защитники – антивирусы, которые неусыпно следят за противником, постоянно совершенствуясь, обучаясь. Их цель – сделать нашу работу в Сети спокойной, безопасной.

Но вот вопрос: может ли стремление антивируса обезопасить своего хозяина, навредить ему? Да, может. И мы это довольно часто наблюдаем. Встречаются ситуации, когда наш защитник не позволяет нам сделать нечто нужное, считая, что это будет опасно для компьютерной системы. И тогда приходится переходить на «ручное» управление, вмешиваясь в его оберегающую логику, но для этого нужна уверенность в правильности собственных действий, определенные навыки, и необходимо, чтобы антивирус позволил нам вмешаться.

В противном случае мы будем ограничены в своих действиях будем несвободны.  Некоторый аналог подобной несвободы (не будем уж говорить рабства) довольно часто встречается, когда человек сидит перед экраном своего компьютера и наблюдает, как тот живет какой-то собственной, не понятной пользователю жизнью, и никак не желает выполнять то, что от него требует этот несчастный пользователь. Можно, конечно, возразить, что не могут же все разбираться в компьютере на уровне, позволяющем вмешиваться в работу сервисных программ. Да, это так. Но соглашаясь на то, что многие решения будут приниматься без нашего участия (по умолчанию), мы, тем самым, полностью полагаемся на добрую волю и компетентность разработчиков, становимся зависимыми от работы конкретных программ. Таким образом, компьютер (не сам, конечно, а с участием разработчика программного обеспечения) получает некоторую власть над нами.  Хорошо, если проблема ограничена виртуальным пространством. Но наша реальная жизнь все более и более становится зависимой от технических средств. Мы быстро привыкаем к комфорту. И уже не за горами то время, когда вместо, например, компьютерного антивируса у нас появятся вполне реальные роботы-помощники, роботы-защитники, перед которыми будут поставлены аналогичные задачи. Тогда и проблемы могут возникнуть аналогичные.  

Возвращаясь ко второй части вопроса (о будущем подрастающего поколения), хотелось бы надеяться, что наши занятия робототехникой, попытки проникнуть в логический внутренний мир этих симпатичных машинок позволят ребятам быть более подготовленными к взаимодействию со все более многочисленным сообществом технических помощников и уберегут нас от досадных ошибок в будущем – уже недалеком.