Как физик из Алматы будет обучать школьников программированию и робототехнике с помощью виртуальной игры

8e559e5ea83d54a5ede0aac520ca51d5.jpg

Магжан Кистаубаев — физик, инженер, преподаватель из Алматы, основатель учебных лабораторий STEM Academia, в которых школьников обучают по дисциплинам «Науки», «Технологии», «Инженерия» и «Математика». Понимая актуальность подготовки сильных кадров в сфере IT и программирования, Магжан решил разработать компьютерную игру «Марс. Первый шаг», с помощью которой школьники смогут изучать физику, программирование и робототехнику в интересной интерактивной форме. Подробнее о своей разработке Магжан рассказал в нашем интервью.



Магжан, давайте начнем с проекта, который уже успешно существует — STEM Academia. Как появилась идея его создания?

По специальности я инженер-ядерщик — обучался в университете Пенсильвании, также проходил языковые курсы в Бостонском университете и закончил семестр на факультете математики в Англии, город Лидс. По приезде в Казахстан я начал обучение в магистратуре Назарбаев Университета по специальности «физика», и параллельно мы с тремя друзьями начали работать в сфере дополнительного образования по развитию STEM-дисциплин — Science, Technology, Engineering, Math. Это был кружок, в котором мы преподавали школьникам робототехнику, программирование, 3D-моделирование и инженерную математику. Контент создавали сами. На своих уроках я внедрял интересные лекции и проекты, которые мы проходили в университете. Другой парень — Залкар, писал программу по роботехнике и программированию. Ербол — промышленный инженер, преподавал 3D-моделирование. Абуталип работал над развитием бизнеса. Ребята в университете готовили диссертацию по сборке 3D-принтера по металлу, поэтому нехватки в контенте не было. Это было в 2015-2016 году.

Потом нас заметил «Шеврон» и профинансировал двухлетний контракт в Атырау, по которому мы обучали 750 детей на бесплатной основе. Этот офис до сих пор работает в Атырау, уже третий год. После этого мы начали понемногу расширяться, замечать конкурентов — куда ходят дети, почему не к нам? Оказалось, что именно в этот период началась популяризация робототехники, кружков программирования. Были успешными обучающие центры, такие, как «Лига роботов», компьютерная академия ШАГ, «Роботрек», и так далее. Но среди них не было ни одного казахстанского бренда. Академия ШАГ — украинская программа, «Лига роботов» — российская. Мы подумали — почему бы не создать свою обучающую программу и не продавать франшизу? Полностью расписали платформу, упаковали, сделали бизнес-модель и начали продавать. Первую платформу купили в Актобе, сейчас уже она есть в 18 центрах по Казахстану, в России — пять центров, даже в Литве у нас купили франшизу.

Россиянам интересно покупать казахстанскую франшизу, когда у них хватает своих аналогов?

Да, потому что программа уникальная по контенту и методике. Сейчас уже работает 26 наших франшиз в мире.

В чем уникальность вашей методики, в чем она лучше других?

Мне сложно сравнивать с кем-то, поскольку я не обучался в других школах программирования. Как правило, ребенок приходит и учится программировать или приходит собирать роботов. У нас эти процессы интегрируются друг с другом. Например, на уроке инженерной математики дети у нас строят что-нибудь из каркаса дерева, пенопласта, бумаги — к примеру, катапульту, экскаватор или кран. После того, как макет готов, следующий шаг — научиться программировать. Таким образом, ребята учатся робототехнике, используя миродатчики ардуино, которые они программируют на определенные действия. После этого запрограммированный датчик внедряются в наш экскаватор. Вот так ребята сами собирают роботов. Есть множество успешных примеров. В 2017 году ребята из Атырау выиграли второе место на олимпиаде Infomatrix, где она собрали экзоскелетон — робота, повторяющего движения человека. Или в этом году ребята из 74 школы, где мы оснащали STEM-лабораторию, выиграли 1 150 000 тенге за две разработки. Ученик 11-го класса Алихан сделал трость для незрячих людей, оснащенную датчиком расстояния, которая подает сигнал, если перед слепым человеком находится препятствие. А ученик 10-го класса сделал приспособление для инвалидных колясок, с помощью которых коляски управляются с пульта. Конечно, есть и электронные коляски, но они стоят от 300 тысяч тенге и выше. Обычная инвалидная коляска — около 50-60 тысяч тенге, и примерно столько же стоит пульт управления. Как все это происходит? Ребята знают 3D-моделирование, робототехнику, программирование, и создают новый продукт. В этом и есть уникальность нашей методики.

Сейчас мы уже отходим от преподавания и кружков дополнительного образования, и начали заниматься оснащением школ кабинетами для изучения программирования и робототехники. Для этого мы берем неиспользуемые школьные помещения — бывшие кабинеты труда, ИЗО и другие, и переоборудуем их в fabrication labs — лаборатории, где школьники могут выпускать роботов. В этих лабораториях мы устанавливаем станки по обработке дерева, металла, пластика, 3D-принтеры.

Вы оснащаете кабинеты за собственный счет, или это спонсируемые проекты?

Расходы берут на себя либо сами школы, либо спонсоры, либо выделяются деньги из госбюджета. Мы обеспечиваем оборудование и обучение преподавателей, которые, в свою очередь, будут учить всему этому детей. Методика основывается на PBL — Project Base Learning, по которой школьники изучают основы физики, математики и программирования во время реализации какого-либо проекта. Собирая роботов, пятиклассники уже знают закон Ома, знают, как работает параллельное и последовательное соединение. Это программа 8-го класса, но ребята ее осваивают, потому что у низ есть стимул. Они учат законы и теорию не потому, что за это им поставят 5, а потому, что это необходимо для того, чтобы собрать объект. На данный момент мы уже установили 22 лаборатории в Астане, теперь выходим на школы по Казахстану. Во многих школах уже есть кабинеты программирования со всем необходимым — Лего-роботами, 3D-принтерами, но обучение не ведется. Учителя просто не знают, как со всем этим работать.

Проблема в отсутствии кадров?

В отсутствии контента. Кадры есть, но не подготовленные. И это нормально, потому что средний возраст преподавателей информатики составляет 40 лет. Когда они заканчивали вуз, лего еще даже не завозили в Казахстан. Сейчас в эти школы кто-то поставляет лего, но до тех пор, пока нет программы, это просто железо. И в этих случаях мы уже предлагаем нашу обучающую STEM-программу. Она устанавливается на компьютерах, у каждого преподавателя есть свой логин и пароль, личный аккаунт, в котором он просматривает видео и выполняет тесты. На этой платформе учитель потом уже может обучать детей.

Когда вы устанавливаете лабораторию или продаете программу, вы проводите обучение? Или преподаватели должны осваивать программу сами?

Мы проводим 2-3 недели обучения. За это время невозможно обучить всем процессам, но мы закладываем основу — как работать со всем оборудованием, с платформой, где и как правильно искать контент на платформе. Преподаватель находит контент, он уже в готовом и расписанном виду, и, после изучения, уже может обучать детей по нему. А теперь мы хотим транслировать нашу STEM-платформу как отдельный школьный предмет по всему Казахстану. Для этого нужно провести апробацию. Нашей экспериментальной площадкой стала 66 школа в Астане, там проходят вариативные уроки по STEM-программе у учеников со 2 по 10 классы. На следующий год планируем ввести программу по всей Астане, а через три года, если школы покажут хорошие результаты, то можно будет вводить STEM как официальный предмет.

Сколько времени нужно для того, чтобы освоить курс программирования и робототехники?

Наша программа расписана на четыре года, и сделана так, чтобы ученик переходил от простого к сложному. Это как в изучении английского языка — вы начинаете с простейшего уровня, и, осваивая основу, переходите к более сложным. Если человек начинает изучать STEM-программу с 6-го класса, то после 10-го он уже сможет работать в таких компаниях, как европейский Volkswagen или Audi. Любой автомобильный концерн с руками заберет наших выпускников, потому что они знают робототехнику, программирование и 3D-моделирование. Мы обучаем именно по тем языкам программирования, которые сейчас актуальны. Это очень важно. Сейчас в школах преподают Delphi или Pascal. А теперь посмотрите, где эти языки используются? Нигде. Вопрос: зачем тогда мы учим детей этим языкам? Просто потому, что учитель информатики не знает другого. Сейчас все работают в основном на Python, это промышленный язык.

Или, например, на уроке черчения в Казахстане девятиклассники работают на программе «Компас». Теперь спросите, где «Компас» используется в Казахстане? Нигде. Опять же, эти знания бесполезны. А что работает в Казахстане? Это AutoCAD. ERG, Kazminerals, BI Group — все работают на AutoCAD. А почему мы не обучаем детей этой программе? Потому то нет учебников, нет контента. Вот такую проблему мы сейчас пытаемся решить.

Давайте теперь поговорим о вашем новом проекте — компьютерной игре «Марс. Первый шаг». Расскажите, в чем суть игры?

Об этом проекте мы начали задумываться в апреле прошлого года, а в мае приступили к разработке. Это игра — виртуальный симулятор, который фокусирует внимание детей на изучении таких дисциплин, как физика, программирование, робототехника, программирование, 3D-моделирование. Все то, что мы преподаем в STEM-лаборатории, только в игровой форме.

Что представляет собой игра? Мы сделали ее в виде аналога GTA. В GTA надо выполнять определенные миссии, чтобы перейти на следующий уровень — потушить пожар, спасти человека. После каждый выполненной задачи ваш уровень растет. Суть нашей игры та же, но у нас другие декорации и миссии, направленные на изучение дисциплин. Сценарий происходит на Марсе, в 2035 году. Корабль терпит крушение, восемь членов экипажа высаживаются на красной планете. Всех участников разбросало, наш персонаж — единственный, как он думает, оставшийся в живых. Персонажа мы назвали Шокан. Его задача — выжить и закончить миссию или вернуться на Землю. В нашей игре можно просто бродить, как в GTA, или выполнять миссии, и, тем самым, продвигаться по сценарию. Посредством миссий мы будем обучать детей физике, программированию, электронике. К примеру, у вас сгорела лампочка в марсоходе . Чтобы эту лампочку починить, нам надо знать, что такое параллельное и последовательное соединение. Мы коротко и ясно объясняем, что нужно, чтобы решить эту проблему, игрок находит сгоревшую лампочку, устраняет проблему и проходит эту миссию.

9.png

Или, допустим, программирование. Условия — на другом конце Марса есть другая станция, и там есть марсоход. Нам нужно его найти, потому что наш марсоход при крушении разбило осколком, и привезти к нашей станции. Все, что у нас есть — это снимки со спутника и блок управления, в котором мы можем задавать команды (сколько ехать вперед, сколько ехать назад). Мы получили снимки со спутника, видим, где находится марсоход, и начинаем задавать команды — go to step 10. И марсоход едет 10 км. Это простая команда метода объектного программирования, при котором объект перемещается из точки А в точку В. После этого мы учим игрока градусам — повернуть на 30 градусов, пройти такое-то расстояние. А потом уже пойдут условия if, else, while. То есть марсоход едет, если есть какой-то обрыв, то он сворачивает. Едет прямо, пока не будет обрыва.

Разъяснительная информация будет появляться в виде каких-то инструкций?

Да. У игрока будет ИВА — интеллектуально-виртуальный ассистент. Она помогает и обучает всему необходимому.

2.png

Игра будет на английском?

На казахском, русском и английском языках. А язык программирования — универсальная база, в которой мы будем учить алгоритму. Мы научим, как работает программирование, чтобы ребенок потом открыл язык, условно, С++, понимал его логику и просто ознакамливался с синтаксисом.

На какой возраст рассчитана эта игра?

Мы хотим составить ее так, чтобы она полностью охватывала весь школьный курс физики, начиная с 7 класса. Игра рассчитана на детей от 5-го класса. Это продукт В2С, мы планируем представить его на широкий рынок к концу года. А к августу хотим дать решения для учебных заведений.

Как вы планируете внедрить игру в школьное образование?

Мы хотим предложить ее в качестве дополнительного инструмента изучения физики. То есть учитель дает задания, ученик решает задачи по учебникам, а лучше понять эти задачи и научиться решать их он сможет с помощью игры. К примеру, ребенок изучает механическое давление. В учебнике задача — условно, есть слон, дана масса его тела, нужно узнать, выдержит ли его бетон, на котором он стоит. В нашей игре будут и такие абсурдные моменты, когда на Марсе появляются слоны. Это для того, чтобы добавить немного трэша и интереса. Или типичная задача — вагон едет со скоростью 120 км/ч, он без тормозов, его надо остановить. С какой скоростью должен лететь вертолет, чтобы спуститься на вагон и остановить его в течение пяти минут? Включаем игру, здесь ситуация аналогичная, только вместо вагона марсоход — из-за солнечной радиации повредился датчик и марсоход поехал сам по себе. Мы должны догнать его на другом марсоходе. Скорость первого — 60 км/ч. С какой скоростью должны ехать мы, чтобы остановить уехавший марсоход в течение пяти минут? Это первый параграф учебника 7 класса. Такого рода у нас будут задачи, чтобы ребенок мог делать с их помощью домашние задания.

4.png

Школы открыты к внедрению интерактивных игр в школьную программу?

Игру мы еще не внедряли в школах, потому что она еще находится в процессе разработки. Но по своему опыту со STEM-лабораториями, будем ходить по школам, проводить презентации, проводить олимпиады. Мы уже провели три олимпиады в Астане и одну республиканскую в ноябре прошлого года. В феврале этого года провели первую олимпиаду в Усть-Каменогорске. Все это мы делаем бесплатно, чтобы о нас узнавали. По возможности, дарим подарки. Дворцу школьников подарили станок, одной школе, которая помогала организовывать олимпиаду — программу с контентом. Игру мы хотим запускать в первую очередь в тех школах и других местах, где уже стоят наши STEM-лаборатории. Планируем также давать школам контент для обучения, чтобы они первые пробовали игру и давали фидбэк — в любом случае, в первое время будут баги, недоработки.

На каких условиях вы будете работать со школами? Продавать игру?

Да, игру мы будем продавать, в первый год ориентируемся на казахстанские школы. Как только у нас будет готова версия для частных покупок, мы запускаем продукт для массового использования. Почему мы вообще задумались о создании этой игры? В Казахстане мы уже хорошо развиваемся в сфере образования со своими STEM-лабораториями и платформами. И сейчас мы думаем о мировом рынке. Но со STEM-лабораториями выходить в Европу нет смысла. У них много своих крутых решений, и свое оборудование мы частично завозим оттуда. А игра — интеллектуальная разработка, которая может решить проблемы образования. Чтобы собрать деньги для выхода на мировой рынок, мы начали продажу собственных книг на Amazon. Книгу мы писали сами, это обучающий контент для детей от пяти лет, направленный на то, чтобы собирать какие-то проекты в домашних условиях. Книга стоит $20, на сегодняшний день мы продали уже порядка 50 экземпляров.

А сколько будет стоить игра?

Пока точную цену не знаю, но в среднем — 25-30 долларов.

7.png

По вашим прогнозам, каков будет объем реализации?

Если мы говорим о Казахстане, то мы рассчитываем охватить как минимум 5% всех школ. В Казахстане где-то 7500 школ, 5% — это триста школ. А после того, как будут получены первые результаты, уже через год, я надеюсь увеличить это цифру раза в три. На самом деле, мы ждем эффекта лавины. Первый год — 300 школ, второй — 900, третий — 2700, и так далее. Хотелось бы выразить благодарность фонду «Саби» за поддержку нашего проекта. Выделенный грант — $35 000, будет направлен на закуп оборудования, мощные компьютеры для инфографики, дисплеи, микрофоны для озвучки сценариев и на привлечение специалистов, которые будут работать над контентом, разрабатывать интересные и логичные задачи. 


Просмотров: 2099   Комментариев:

Расскажи друзьям: 


Краткая ссылка: http://hommes.kz/blog/1372/


NEW
Похожие записи