CC BY
98
ВЕСТН. МОСК. УН-ТА. СЕР. 20. ПЕДАГОГИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ. 2015. № 4
ПЕДАГОГИКА И РОБОТОТЕХНИКА*
А.Н. Дахин
(кафедра педагогики и психологии профессионального образования
Новосибирского государственного педагогического университета;
e-mail: [email protected])
Робототехника как школьный предмет представлена как дисциплина, формирующая компетентность ученика, способного к собственному "прочтению" текста содержания общего образования и придания ему личного смысла. Компетентность преподавателя робототехники включает готовность создавать условия, в которых ученики могут познакомиться с различными культурными контекстами, ценностями, идеями (идеалами?) современного образования. Диалог участников образования делает компетентность школьника, изучающего робототехнику, открытым для собственной самоорганизации результатом.
Ключевые слова: робототехника, образовательная компетентность, технологическое образование, проектное обучение.
Чувства помогают познавать мир вещей; разум — узреть истину.
Платон
В середине прошлого века, который носит неофициальное название века атомной энергии, наиболее популярными и успешными были исследования в сфере физики и техники. Даже знаменитые барды не обошли своим вниманием успехи физических наук:
Пусть не поймаешь нейтрино за бороду И не посадишь в пробирку, — Было бы здорово, чтоб Понтекорво Взял его крепче за шкирку!
Со времен Владимира Высоцкого в фундаментальной физике изменились некоторые приоритеты. Теперь ученые гоняются за бозоном Хиггса, видимо, стремясь поймать его за "хвост", который приведет всех нас не иначе как к Златым Вратам Рая. Такие специалисты имеют высокие международные рейтинги ци-
* Статья подготовлена в рамках Государственного задания № 2014/366 на выполнение НИР "Методология и технология формирования математической компетентности".
тирования. Однако сами показатели, приемлемые для оценки результатов фундаментальных исследований, не всегда годятся собственно для прикладных интеллектуальных продуктов, ориентированных на решение региональных проблем, в частности педагогических.
Одной из таких проблем (проблем ли?) является внедрение робототехники в школе. С легкой руки великого чешского драматурга Карела Чапека, написавшего в 1920 г. пьесу "Россумские универсальные роботы", человечество по сей день озабочено присутствием роботов-андроидов, которые способны не только работать без отдыха, но и погубить своих родителей-создателей, то есть нас. Однако не будем придавать большого значение фантазиям писателя, а обратимся к педагогическому аспекту и роботов (например, робота Хонда*Асимо, шагающего как человек по программе "Точка нулевого момента"), и робототехники, как составляющей рукотворного Мира "техне", созданного нами по собственному замыслу.
В XXI в. физика и техника, на наш взгляд, могут решать более земную — педагогическую задачу развития технологической культуры подрастающего поколения, в частности через обучение робототехнике. И это не просто дополнительный предмет школьной программы, а скорее, метаязык человека, творящего свое интеллектуальное окружение, созданного по "образу и подобию" авторского понимания Мира. Действительно, в робототехнике оживают "чужие" знания через личностное обращение мира научных знаков в "живое знание" как содержание обучения этому новому предмету. Такое обращение уникально, потому что создает "штучную" знаковую систему, реализующую замысел не только и не столько ученика, а, скорее, автора технологического проекта, создающего "язык впервые", как называл этот феномен А.М. Лобок [1: 51]. При этом традиционные межпредметные связи приобретают качество культурной среды, обеспечивающей творческое напряжение юного участника образования, проектирующего уникальный культурный продукт. Однако человечество уже имело подобный опыт, который целесообразно если не повторять, то хотя бы помнить.
Робототехника и античный след
Некоторые идеи, лежащие в основе современной робототехники, появились еще в Древней Греции. Искусному механику Архиту Тарентскому приписывают создание механического голубя,
способного летать. Пусть это доподлинно не установлено, но идея такого голубя обсуждалась (а это уже факт) в античные времена. Гомер в своей "Илиаде" сообщил нам, что божественный Гефест сделал из золота говорящих служанок, вполне разумных, т.е. наделенных искусственным интеллектом. Не правда ли, вполне современная постановка задачи.
Вопросы содержательного и, я бы выразился, структурированного осмысления человеческого интеллекта восходят к самому Платону, который понимал и воспринимал интеллектуальные усилия как надындивидуальное по своей природе творческое начало, приближающее и приобщающее человека к божественному откровению. Какова природа такого рода "надындивидуальной" среды? Видимо, античные мудрецы могли ответить сообразно собственному пониманию Мира "техне". Наш XXI в. предоставляет иные возможности быстрого создания мира в миниатюре и на компьютере, и на основе робототехники, а также при использовании других технических конструктов. Действительно, почему бы не реализовать собственное представление о Мире в безобидной и безболезненной форме взаимодействия групп роботов, работающих по одной программе. Написание таких программ для коллективного взаимодействия реализует так называемую "модель роя". Однако материализация этого проекта несет в себе и экзистенциально-познавательные начала для автора — прародителя "роя". Он (автор) может убедиться, что коллектив роботов функционально больше суммы своих отдельных частей; это относится и к человеческому сообществу, для каждого представителя которого само бытие отражается через идею, паттерн, облик, если угодно, когнитивную схему, которую человек способен непосредственно воспринимать, представлять, уразумевать и видоизменять, работая в коллективе. Хотя, чтобы произошло такое, отличное от чувственного интеллектуальное восприятие, необходим таинственный поворот "глаз души". Именно так метафорично выразился В.П. Зинченко, описывая культурную встречу субъектов научного поиска [2: 4]. В ходе исторического развития ранг интеллекта, его функции операционализировались, становились все более земными, чтобы не сказать утилитарными. В этом смысле мы все дальше уходили от понимания интеллекта как "нуса" (в терминологии Платона), представляющего собой обобщение всех смысловых, разумных и мыслительных закономерностей, царящих и в человеке, и в человечестве. Рукотворный Мир роботов дает нам влекущую перспективу преодоления этой негуманитарной тенден-
ции. Но только перспективу, ожидающую своей педагогической трактовки, которая преодолеет обособление двух реальностей: природно-врожденную, отвечающую за интуицию, и социально-приобретенную, опосредованно принявшую на себя статус собственно интеллекта.
Неограниченные возможности робототехники
и возможные ограничения педагогики
В свое время А.Н. Леонтьев, пытаясь ограничить сферу влияния постулата непосредственности, установил связь "деятельности" с объяснительными принципами психики. Собственно "робото-деятельность" (примем этот термин, хотя бы в качестве рабочего для данной статьи) создает собственные паттерны как психологические модели. Если угодно, это своеобразная технологическая компетентность субъекта, использующего робототехнику. Опосредование такого рода опыта полностью согласуется с культурно-исторической теорией психологии Л.С. Выготского. Однако робототехника несет в себе имманентный потенциал выхода из круга опосредований через непосредственное и спонтанное восприятие учеником конструкторского опыта, например, создания и отладки программы для движения робота внутри помещения, самостоятельно огибающего препятствия.
Кроме того, робототехника открывает новые возможности для сетевого взаимодействия школы и предприятия, так как это не только образовательный проект, а, скорее, глобальная программа построения политехнической школы. Такого рода педагогический тренд призван эффективно решать, во-первых, психолого-педагогические и дидактические задачи, во-вторых, организационно-экономические и кадровые аспекты общего образования, в третьих, нормативно-правовые и инфраструктурные проблемы модернизации российского образования, хотя выразимся осторожно и отнесем эту задачу к среднесрочной перспективе.
Однако к числу наиболее важных, сложных, актуальных и пока не решенных следует отнести вопросы экзистенциально-содержательного обеспечения робототехники как учебной дисциплины. Сама постановка этих вопросов "высвечивает" модели-цели изучения робототехники в школе. Перечислим наиболее важные, на наш взгляд, вопросы, открывающие (в традициях Х.-Г. Гада-мера) "горизонт ожидания" современной школы от внедрения
робототехники. Примем вопросительную форму для постановки психолого-педагогических задач. Это позволит открыть смысловые границы затронутой проблематики, которая не решается, а только обозначается в данной статье.
1. Может ли педагогика робототехники решать вопросы адаптации школьников в поликультурном пространстве общеобразовательной организации?
Допустим, что робототехника — это самодостаточный учебный предмет, т.е. знания робототехники замкнуты на себя, а социальный опыт учеников представляет собой принадлежащий самому себе мир культуры. Но даже на этом уровне возможны развитые межпредметные связи, по крайней мере с естественнонаучными дисциплинами через понятие среды программирования, реализуемой LEGO MINDSTORMS Education NXT. Содержание образования при этом не будет выглядеть как абстрактные факты, привнесенные на урок кем-то и когда-то. Робототехника становится полноценной дисциплиной, если ее содержание представляет собой феномен культуры, т.е. содержание технологического образования формирует компетентность ученика, готового к самостоятельному дополнению составляющих своей образовательной компетентности. Разве это не элемент адаптации?
2. Робототехника в политехническом просвещении — это вариант реализации замысла Е.А. Ямбурга "Школа для всех"?
Даже если, например, взять тему "Использование датчиков для управления роботом", то прикладной характер этого раздела понятен любой домохозяйке. Действительно, такие команды как цикл и его прерывание лежат в основе работы роботов-пылесосов, роботов-уборщиков. С одной стороны, это популярные и доступные темы для изучения в школе, с другой стороны — это интересный познавательный материал.
3. Возможна ли межпредметная интеграция робототехники в структуру содержания общего образования?
Здесь, как говорится, на поверхности лежат связи с физикой и информатикой. Программа управления роботом должна работать так, чтобы сумма всех внешних сил, действующих на робота, была направлена в сторону поверхности, по которой перемещается наш механический герой. Важно, чтобы не создавался момент вращения, иначе робот упадет. Кстати, подобный способ движения не характерен для человека, в чем пытливый ум школьника может убедиться воочию [3].
4. Какие виды учебной деятельности становятся ведущими к новым формам социальной ситуации развития школьника, изучающего робототехнику?
Для ответа на этот вопрос нам пригодится мировой опыт современной робототехники, представившей разработки комбинированных способов поддержания устойчивости. Важно сочетание расчетов кинематических характеристик движущегося робота с высокоэффективными методами вероятностного и эвристического анализа, используемого учеными и в социальном управлении. Если под управлением понимать решение комплекса проблем, связанного с программированием движений, синтезом системы управления и ее программного обеспечения, то такое "управление" вполне можно распространить и на широкий класс социальных задач, возникающих в новой ситуации развития [4].
5. Несет ли робототехника в себе эффективный воспитательный потенциал?
Школьники, изучающие робототехнику, в первую очередь познают себя, свои возможности, собственные интересы; кроме того, отрабатывают умения работать в команде. Робототехника может рассматриваться как ценность, способная к превращению утилитарных умений в общекультурную компетентность, связанную с проектной способностью участника образования в любой сфере деятельности.
6. Как построить модель образовательной компетентности школьника, изучающего робототехнику?
Своеобразным интегральным комментарием ко всем шести поставленным вопросам будет следующее замечание. Так получилось, что российское образование пока не стало подлинно при-родосообразным, т.е. не является "продолжением жизни" ребенка. И дело здесь не только в теории педагогики, не подготовившей методическое сопровождение этой идее. Сама школа и ее социальные партнеры не готовы к включению в процесс разрешения проблем, возникающих, допустим, на региональном уровне. Здесь виден некоторый замкнутый круг. Региональные власти не рассматривают систему образования как ресурс решения социальных и культурных задач. Сами школьники не вовлечены в повседневную жизнь и поэтому уходят в виртуальный социум, где находят столь привлекательный для молодежи эмоциональный накал, недостающие в реальных интригах фрустрации и подлин-
ные страсти. В социальных сетях подростки "правят бал", а школьные знания там просто не нужны, так как не находят своего применения. В отличие от этого, сетевое взаимодействие школьников с региональным производством знакомит обучающихся с реальными проблемами города, села, поселка, помогает подросткам осмысленно относиться к своему будущему.
Резюме
Робототехника рассмотрена нами как только возникающая педагогическая инновация. Многие прикладные аспекты ее преподавания лишь обозначены, к тому же в вопросительной, а не утвердительной форме. Однако в удачно поставленном вопросе уже содержится ответ. В российском образовании робототехни-ческие комплексы также популярны, как современные высокотехнологичные исследовательские инструменты в области теории автоматического управления и мехатроники. Их использование в организациях общего и высшего профессионального образования позволяет эффективно реализовывать концепцию проектного обучения. Применение возможностей робототехнических комплексов в инженерно-технологическом образовании школьников дает возможность одновременной отработки начальных профессиональных навыков сразу по нескольким смежным направлениям: механике, теории управления, схемотехнике, программированию. А востребованность комплексных знаний способствует формированию единой картины Мира. Кроме того, обучающиеся уже в школе понимают необходимость решать реальные практические задачи, возникающие в инженерно-технологической практике.
Список литературы
1. Лобок А.М. Возможное сетевое взаимодействие инновационных школ // Школьные технологии. 2008. № 1. С. 49—59.
2. Зинченко В.П. Нужно ли преодоление постулата непосредственности? // Вопросы психологии. 2009. № 2. С. 3—20.
3. Макаров И.М., Топчеев Ю.И. Робототехника: История и перспективы. М.: Наука; Изд-во МАИ, 2003. 349 с.
4. Бишоп О. Настольная книга разработчика роботов. СПб.: МК-Пресс, КОРОНА-ВЕК, 2010. 400 с.
ROBOTS AND EDUCATION
A.N. Dakhin
Schools use robots mostly for very specific and repetitive tasks, such as vocabulary, attendance and behavior imitation. This type of Artificial Intelligence—powered technology can learn as it teaches, in tandem of creating a persona (albeit artificial) of unbridled knowledge and limitless patience.
Key words: robots, skills, educational technology, educational projects.
Сведения об авторе
Дахин Александр Николаевич — доктор педагогических наук, профессор, заведующий кафедрой педагогики и психологии профессионального образования Новосибирского государственного педагогического университета. E-mail: dakhin@ mail.ru
