Построй робота-садовника

Интерес к школьной робототехнике с каждым годом растет. Еще несколько лет назад в различных турнирах участвовали несколько десятков команд, сегодня их уже сот­ни и тысячи. Казахстанские школьники выступают на международных соревнованиях, включая FIRST Global Challenge, где наша страна на протяжении нескольких лет показывает высокие результаты.

Куаныш Магауин – один из тех, кто имеет уникальный опыт тренерства по школьной робототехнике. Он дважды готовил национальную сборную для участия в главном международном турнире – World Robot Olympiad, где его подопечные заняли призовые места.

Куаныш родом из села Акку Павлодарской области. Робототехникой увлекся, работая учителем информатики в НИШ Павлодара. Сегодня 32-летний ментор трудится в школе Haileybury Astana. Является первым в стране педагогом, получившим сертификат Apple Certified Trainer.

По его словам, чтобы увлечь детей робототехникой, учитель сам должен гореть этим делом, быть готовым посвящать занятиям все свое время и силы. Практически в любой казахстанской школе сегодня есть базовый набор: конст­рукторы Lego, микроконтроллеры Arduino, компьютеры, 3D-принтеры. Этого, по мнению Куаныша Магауина, достаточно, чтобы заложить фундамент. Но вопрос не в наличии оборудования, а в том, как его использовать.

– На начальном этапе подойдут наборы Lego, которые позволяют быстро получить результат: собрать простую модель, запрограммировать и увидеть, как она движется, – говорит педагог. – Я использую игровые челленджи. Например, даю задачу: робот-садовник должен убрать сорняки, постричь газон, спасти божью коровку и вернуться на базу. Для школьника это игра, но по сути – настоя­щая инженерная задача с элементами сборки, программирования и логики.

Постепенно ребята переходят к сложным задачам и начинают участвовать в различных соревнованиях. Куаныш Магауин перечислил такие турниры, как KazRobotics, Roboland, Robotek Grand Tournament, Fibonacci International Robotics Olympiad, в которых школьники могут проверить свои силы. Дальше – больше. Для тех, кто решил серьезно заниматься роботами, есть международные игры FIRST и World Robot Olympiad. Например, в FIRST Lego League Challenge есть такие направления, как Robot Game, Innovation Project, Core Values и Robot Design. И каждое из них требует отдельной подготовки.

– Robot Game предполагает сборку робота и выполнение миссий на поле. Например, у нас есть 15 миссий, которые нужно выполнить за время. Причем темы игр и параметры ежегодно меняются. Нужно строить определенных роботов, добавлять к ним аттачменты, проверять их, писать прог­рамму. За каждую успешную миссию присуждаются баллы. Это требует от ребят слаженной командной работы, – делится собеседник.

В Innovation Project юные инженеры создают научный проект. Важно, по словам учителя, не просто определить проблему, а провести исследование, поговорить с профильными специалистами и создать прототип проекта. В одном из сезонов, посвященном археологии, школьники, например, встречались с археологами, чтобы глубже изучить тему и предложить свои решения. Интересен и сам процесс прототипирования: ребята сначала делают эскизы на бумаге, затем создают 3D-моделирование, после чего печатают разработку на принтере или собирают ее на базе Arduino или Raspberry Pi. Необходимо вести документацию, где важно описать проект, схемы подключения, алгоритмы и прог­раммный код.

Подобный подход Куаныш Магауин начал внедрять еще в 2017 году, когда вместе с учениками реализовал проект BIN.IO. Поводом стала, казалось бы, бытовая проблема – скопление макулатуры в школе.

– У нас в школе есть большие контейнеры, куда учителя складывают использованную бумагу. Вместе с детьми мы создали устройство, которое измеряет уровень макулатуры в этом баке. Устройство имеет сенсоры, которые показывают процент наполненности контейнера. Для удобства создали сайт с ИИ-ассистентом, а также мобильное приложение, – пояснил педагог.

Более того, школьники наладили взаи­модействие с компаниями, которые занимаются переработкой. Они могли в режиме реального времени видеть уровень заполненности контейнера и вовремя забирать сырье.

Похожая логика применялась и в других проектах. В период проведения EXPO 2017 школьная команда участвовала в хакатоне, где разработала онлайн-навигатор для туристов. Система помогала им ориентироваться в городе, прокладывая маршруты, например от «Хан шатыра» до «Байтерека». За креативность проект получил призовое место.

В 2022 году Куаныш Магауин готовил в составе тренерского штаба сборную для участия на World Robot Olympiad в городе Дортмунде (Германия). И впервые в истории страны наши юные робототехники заняли там второе мес­то в одной из категорий. Серебряную медаль завоевала команда RoboPark из Шымкента под руководством тренера Олжаса Куракбая. А в 2024 году команда воспитанников Куаныша Магауина стала призером в турнире в Италии.

Как признается тренер, этот результат – переломный момент, из-за чего интерес к робототехнике в школе вырос многократно. Сегодня ученики Куаныша поступают в ведущие зарубежные университеты, создают стартапы и работают в международных технологичес­ких компаниях. К примеру, молодой стартапер Сабыржан Мустафин в прошлом году получил денежный приз 25 тыс. долларов от основателя Telegram Павла Дурова. Он создал CYBERPACK.AI – стартап, совмещающий мобильное приложение, веб-платформу и учебные конструкторы для детей в области STEAM.

Педагогам и школам, желающим готовить будущих чемпионов, Куаныш Магауин советует начинать с малого. Дос­таточно небольшого кружка робототехники, минимум наборов и нескольких заинтересованных учеников. Важный фактор – личность самого учителя.

– Все начинается с его интереса. Если он горит – дети это чувствуют, – говорит учитель.

При этом инфраструктура для занятий, как подчеркивает он, уже сформирована. Если в школах не хватает материалов, нужные наборы и оборудование можно найти во дворцах школьников. Причем занятия во дворцах совершенно бесплатные: любой школьник по выходным может прийти сюда и собирать роботов. Кстати, Куаныш регулярно проводит там занятия на волонтерской основе, помогая начинающим командам. Помимо прочего, он приглашает их в свою школу, показывает наработки.

При этом личная вовлеченность ментора остается определяющей. Рабочий день Куаныша, как правило, завершается очень поздно.

– Это не столько требование, сколько мой личный выбор, – улыбается учитель. – Любой из нас жертвует чем-то, чтобы получить награду. Когда я вижу, как мои ученики становятся лучше, побеждают на турнирах, это меня вдохновляет. Я чувствую, как прикасаюсь к чему-то большему и значительному.

Сегодня Куаныш Магауин продолжает тренировать ребят, две его команды Nomadic Dragons прошли в сборную Казахстана по турнирам FTC и FLL, которые в этом году пройдут в Хьюстоне и Массачусетсе, США.

– За плечами уже 12 лет олимпиадной робототехники, – отмечает тренер. – Каждый год я создаю новые команды. Моя цель – передавать весь опыт младшему поколению для того, чтобы Казахстан уверенно удерживал высокие результаты на международных олимпиадах и турнирах.