За последние годы робототехника стала одним из самых востребованных направлений в дополнительном образовании. В большинстве случаев занятия проходят на платформах Lego Education: WeDo для младших или Mindstorm для ребят постарше. Существуют и другие платформы, и среди них уверенное второе место после Lego занимает, безусловно, "Ардуино" (Arduino).

В цикле статей я рассмотрю плюсы и минусы Ардуино в сравнении с Лего и поделюсь некоторым опытом обучения детей на этой платформе.

Вопросы выбора платформы. Arduino vs Lego.

Итак, вы педагог или руководитель образовательного учреждения, и вам нужно (по своей воле или по указанию сверху) открыть направление "Робототехника". Какую платформу выбрать?

Сразу скажу, что лучший вариант — выбрать обе. И Lego Education и Arduino имеют свои ниши, в которых они наиболее уместны, и при разумном подходе эти платформы не конкурируют, а дополняют друг друга. Однако, в реальной жизни человеческие и материальные ресурсы ограничены, и поэтому охватить всё сразу не всегда возможно. Приходится выбирать что-то одно, хотя бы на начальный этап. Критериев выбора много. Разберём их подробнее.

Таблица сравнения.

В таблице ниже сравниваются особенности двух платформ.

Примечания:

* Официальных рекомендаций по возрасту нет. Считается, что Arduino более подходит для старшеклассников, однако, если не использовать некоторые относительно сложные приёмы программирования (например, битовые операции, указатели, прямую работу с регистрами), то написание программ доступно и для детей 10-11 лет.

** При работе над моделью, в которой сочетается электроника и механика, нужно быть готовым подбирать крепёж, сверлить, паять, клеить. При наличии 3d принтера можно печатать нужные детали (модели находить в интернете или создавать самому). При занятиях в образовательном учреждении педагог должен быть готов взять на себя эту часть работы. Есть готовые наборы от разных производителей, но их применимость ограничена, а стоимость часто неоправданно высока.

 

Сформулируем плюсы и минусы платформ более кратко.

Платформа Lego Education:

+ Проще в работе как для педагога, так и для детей.

+ Подходит для детей, начиная от младшего школьного возраста.

+ Закупается стандартное оборудование, не нужно самостоятельно решать вопросы комплектации.

+ Позволяет получить сравнительно быстрый результат как для отдельного ребёнка, так и для учреждения (в том числе выйти на участие в соревнованиях).

+ Соответствует стереотипам и ожиданиям детей и родителей, легко набрать группы уже на старте.

— Высокая стоимость.

— Вещь в себе: навыки конструирования и программирования на этой платформе мало применимы за её пределами.

— Слабо выраженные метапредметные связи.

— Замкнутость экосистемы и ограниченность сферы применения: используется ограниченный набор ни с чем не совместимых фирменных комплектующих, собранные конструкции практически неприменимы за пределами учебно-развлекательных задач.

 

Платформа Arduino:

+ Открытость и полная совместимость: используются любые электронные компоненты, можно собирать не только учебные схемы и роботов, но и устройства для практического использования: устройства слежения, сигнализации, автоматизации, управления бытовыми приборами, 3d-принтеры, другие автоматизированные инструменты.

+ Наличие огромного количества идей и готовых проектов для Arduino в интернете.

+ Позволяет развивать универсальные навыки конструирования и программирования, которые в дальнейшем ученик может применить в других сферах.

+ Сравнительно низкая стоимость.

+ Явно выраженные метапредметные связи, а также возможность ещё более усилить их, разрабатывая проекты, касающиеся любых сфер человеческой деятельности.

+ Возможность привлечь и заинтересовать детей старшего возраста, для которых не так велик выбор привлекательных направлений в дополнительном образовании. Причём, в отличие от спорта, где в подростковом возрасте начинать занятия бывает уже поздно, робототехникой на Arduino можно начинать заниматься в любом возрасте.

— Сложность в освоении детьми младшего возраста, которые традиционно составляют наиболее массовый контингент учреждений дополнительного образования. Первоначальный набор может быть затруднён.

— Платформа мало известна среди родителей и детей. Это также может затруднить первоначальный набор детей.

— Найти или подготовить педагога, который сможет работать с Arduino, может оказаться сложнее, чем для Lego.

— Подбор закупаемого оборудования, выбор поставщиков может вызвать затруднения для педагога или администратора, которые ещё не имеют опыта работы по этому направлению.

— Неблизкий путь к успеху: большой объём информации, которую нужно изучить и умений, которые нужно освоить, прежде чем ученик дойдёт до уровня относительно больших проектов.

— Меньше возможностей участия в соревнованиях и выше планка подготовки для создания соревновательных роботов.

 

Выводы.

Открытие направления по Arduino наиболее обосновано, когда изначально имеются кадры и условия. Например, это школа, где есть учителя информатики, физики, есть мастерские и лаборантские. Или большой центр детского технического творчества, где уже работают педагоги, занимающиеся моделированием или другими смежными направлениями. Или учреждение уже несколько лет занимается робототехникой на Lego и хочет расширить набор предлагаемых программ. Или, наконец, имеется хотя бы один педагог, который точно знает, чего он хочет, и готов этим заняться.

Если же вам нужно открыть направление робототехники как можно быстрее, и под это есть финансирование или бизнес-план, а готовых кадров нет и придётся кого-то направлять на краткий курс повышения квалификации — Arduino пока не ваш выбор. Может быть, через несколько лет...

Отдельно хочется сказать про возможность совмещения в одном учреждении занятий и на Lego и на Arduino. Это хороший вариант! Но как мне кажется, часто администраторы делают ошибку позиционирования, рассматривая две эти платформы как этапы развития ученика: малыши занимаются на Lego WeDo, средний возраст на Lego Mindstorm, а к старшим классам переходят на Arduino.

Во-первых, вряд ли достаточное количество учеников будут заниматься в вашем учреждении так долго. Если это не школа, конечно.

Во-вторых, если на Lego использовалась исключительно графическая среда программирования (а в большинстве случаев так и есть), переход с Lego на Arduino  для детей очень некомфортен. Вместо перетаскивания цветных блоков мышкой приходится писать программу текстом. Многие откажутся от занятий.

В-третьих, надо понимать, что эти направления имеют существенные отличия. Робототехника на Lego — это скорее общеразвивающее направление. Оно тренирует логику, алгоритмическое и творческое мышление, мелкую моторику, умение читать инфографику и текстовые инструкции, придумывать дизайнерские решения, работать в команде, представлять свою работу на соревнованиях. Эти занятия с точки зрения детей похожи на игру и подходят практически для всех. А вот занятия с Arduino — направление сугубо техническое. Это прежде всего информатика, "взрослое" программирование,  электричество, элементы схемотехники, работа как минимум с отвёрткой и плоскогубцами, а где-то и со сверлом и паяльником... Целевая аудитория немного отличается — не только по возрасту, но и по интересам, по складу ума. Поэтому разумнее рассматривать эти программы как независимые одна от другой, и набирать на них детей параллельно. Возможно, кто-то захочет записаться и на обе программы.

В следующей статье мы рассмотрим вопрос "С чего начать?".

Часть 2 здесь.

Часть 3 здесь.

Автор: Никитин Юрий Моисеевич, педагог дополнительного образования первой квалификационной категории, место работы: МБУ ДО Центр детско-юношеский "Созвездие", г. Екатеринбург.