Выступление на гражданском форуме "Гражданское общество РМ Мордовии: Диалог власти и общества" (май 2019)
Жебанов Александр
учитель
информатики МОУ «Лицей 43»
Насущные вопросы
школьной информатики
Введение или почему информатика важна
Наш
век называют веком цифровых технологий – и недаром: технологии развиваются, не
стоят на месте. Развиваются технологии искусственного интеллекта; всё сферы
жизни захватывают мобильные IT-технологии. В цене остаётся творчество, креативность, ну, и умение
работать с IT-технологиями…
Итак,
перед нами задача: как техническими дисциплинами способствовать формированию успешной
личности?
Чтобы
решить эту задачу мы должны ответить на следующие вопросы:
1)
что
изучать в IT-технологиях? и
2)
как
изучать?
Некоторые идеи и предложения
Конечно,
поиском ответов на эти вопросы должна заняться специальная комиссия из
профессионалов. И прийти к определённому решению здесь очень непросто. Выскажу лишь
некоторые мысли по поводу…
Итак:
1)
что
изучать IT-технологиях?
Отмечу
следующие важные, на мой взгляд, моменты: один из критериев успешности
специалиста – востребованность на рынке. Что сейчас популярно на рынке в сфере IT-технологий?
На
arm-процессорах сделаны практически все телефоны, роутеры, и т.п.
Производителей много, но почему самой популярной ОС является андроид? Потому
что для любого желающего открыт API(интерфейс программирования приложений), Гугл не
просто даёт тебе возможность программировать под андроид, но прикладывает массу
усилий в бесплатном обучении этому, даже оформляют бесплатную рассылку людям с
ПО, у которых платный трафик. Массовая доступность, простота в обучении – вот
ключ к популярности. Как результат миллионы программ в Гуглплей. Отличие ООП(объектно-ориентированного
программирования) от процедурного языка в уровне абстракции. Понятно, что ЯП(язык
программирования) и так работает с абстракциями, а ООП фактически абстракция
над абстракциями. Можно повторять заветные слова – наследование, инкапсуляция,
полиморфизм, но вот чтоб на уровне интуиции этим пользоваться немногие потом
способны. А такие штуки как интерфейсы в java, некоторых могут свести с ума!
Я
хочу сказать, что изучаемый в школах язык программирования может быть каким
угодно, но он должен интегрироваться в какую-то среду, например, должен уметь
работать со всеми популярными базами данных, интегрироваться в веб, работать на
из-под разных ОС, и т.д. – то есть быть кроссплатформенным. Опять же, синтаксис
возможно выучить за неделю, а вот кучу стандартных и специализированных
библиотек так быстро не освоишь.
Решение
есть – надо как можно раньше знакомить ребят с принципами ООП. Поэтому с ранних
лет система проектов на уроках информатики будет выявлять способности и формировать
умение работать с процедурными языками программирования (легче с восприятием и
абстракцией), а со временем – к средним классам переходить на
объектно-ориентированные.
Принципы
ООП можно изучить в отрыве от конкретного ЯП, а вот какой ЯП учить это вопрос.
Это надо смотреть куда он потом будет встраиваться. На Питоне пишутся программы
Искусственному Интеллекту, расчёты биткоинов и т.д. Но вот всё что касается
прикладных вещей – микроконтроллеры, например – имеет синтаксис похожий на
java, java-script. Те же смартфоны программируются на java (почти все смартфоны
работают на
микропроцессорах Сortex. Под них крутится java от Оracle под гордым названием Аndroid).
Аrduino также использует на java-script’подобный язык. Так что тут нужна
стратегия развития от садика до окончания ВУЗа, которая будет формировать
определённое мышление.
2)
как
изучать?
Я вовсе не говорю,
что программирование – единственная интересная профессия. Выпускник школы или
ВУЗа волен стать рабочим, врачом, пойти в сферу услуг. А для подготовки
профессионалов существуют специализированные школы по типу ЦОД’а. Нам важнее, чтобы школьник чувствовал себя
уверенно. Не всегда нужен крутой процессор. Если вам надо просто перекрыть
водный кран, то достаточно дешёвого микроконтроллера. Вот почему так популярен
ардуино (и – да! – его atmel avr уже устарел… На смену идёт микроконтроллер STM32 с более мощным cortex’ом)?
Да потому что он доступен всем (около 150 руб. на Али-экспресс) и за 10-20
уроков вполне возможно научиться его программировать. Опять-таки отметим три
составляющих ардуино: массовость, доступность, простоту обучения. Для школьников
вполне себе отличное решение. Для студентов нужно уже что-то серьёзней: пайка,
сборка и настройка плат управления. Допустим папе нашего школьника понадобилось
видеонаблюдение на даче (на автостоянке около дома) – сейчас уже есть варианты,
– но не так давно это означало что надо было купить видеокамеру, компьютер, всё
это объединить в сеть, возможно поднять свой веб-сервер для доступа из
интернета, настроить ПО, всё это снабдить источником бесперебойного питания.
Или, на данный момент, тот же студент может взять телефон «на андроиде»,
поставить туда программу Хeoma, видеопоток направлять в облако, на какой-нибудь
Яндекс-диск. Всё. Не нужен комп, ИБП, куча программ. Нужен лишь самый дешёвый
телефон на андроид’е за 3 тыс. рублей или старый «за бесплатно». То есть, уроки
информатики дают такому школьнику понимание того, что он может добиться всего,
чего хочет – он ведь уже в юном возрасте сам построил компьютер (см. ниже)!
Смонтировал видеонаблюдение! Сам написал код для проверки влажности в цветочном
горшке, или уровня загазованности комнаты в квартире и повесил реально эту
штуку (речь идёт о микроконтроллере) на стену, и сделал доклад на уроке
биологии! Думаю, согласитесь со мной, что все люди, которые чего-то добились –
и программисты, и все остальные – у них были ранние впечатления в детстве,
которые внушили или дали им надежду, что они способны добиться великих вещей.
Это одно – другое: важно, чтобы наши учащиеся понимали, как работает
технология. Это так же важно, как понимать историю, откуда ты произошёл, почему
мир такой, какой он есть. Вот почему важно готовить преподавателей, способных
преподать основы робототехники на школьном уровне или уровне НПО (инженеринг), а также основы ООП и нейросетей ИИ в
профильных классах школ и на уровне СПО (кодинг). А для этого нужна политическая
воля (и немалые финансовые ресурсы) государства. Как раз о кадровом голоде в
образовании и возврате специалитета и шла речь на заседании Совета по русскому
языку при Президенте РФ в Кремле 5 ноября 2019 года (на котором присутствовал и
сам Президент) [1] .
Министр науки и высшего образования М. Котюков
уже говорит о том, чтобы допускать до работы в школе – а следовательно и в
колледжах/техникумах – студентов университетов (вообще не имеющих
педагогического образования). Ещё штрих. Большинство магистрантов обучается на
«дневном очном отделении», однако по факту занятия в магистратуре во многих
вузах (в том числе топовых – ВШЭ, СПбГУ, и проч.) идут в вечернее время.
Причина та же: желающих учиться днём – не найти. Тем самым предполагается, что
магистранты днём должны работать. То есть полное высшее образование в стране
становится вечерним. С автоматическим
понижением качества. Такой подход к получению высшего образования способствует
понижению общего интеллекта нации и характерно для слаборазвитых стран.
Почему это возможно
Еще
в 80-х британская компания BBC запустила обучающий проект, целью которого было
повышение уровня компьютерной грамотности. Долго ли, коротко ли, BBC решила
повторить проект уже на современной элементной базе, и выпустила микрокомпьютер
BBC Micro:bit в
2016 году, снабдив им всех британских школьников совершенно бесплатно. В
целом, можно отметить, что для своей цены в 15 фунтов (а это 4 поездки на метро
в Лондоне), плата получилась весьма неплохой. Она предназначена для детей в
возрасте от 11 лет, и позволяет на практике изучать основы информатики и
алгоритмов, что конечно, гораздо интереснее абстрактных теоретических задач.
Также есть возможность изучения взаимодействия компьютера с датчиками и
«внешним миром», не углубляясь при этом в тонкости схемотехники [2]. Также
осуществляется мощная поддержка в методике и различных учебных материалах (https://microbit.org/teach/; https://microbit.org/en/2018-01-19-train_the_trainer/ ). В Германии
тоже тестируется аналогичный проект, с использованием платы собственной
разработки Calliope mini. Эксперимент
проводится в федеральной земле Saarland, школьники знакомятся с
микрокомпьютером с третьего класса [2]. Очевидно,
что многие задачи и алгоритмы куда интереснее попробовать «вживую», да и теория
гораздо лучше усваивается, когда подкрепляется практикой.
А
у нас Сколково выпустило планшет для чтения книг – как оказалось уже устаревший
на момент выпуска – дешевле было закупить у других компаний. Так вот, почему бы
Сколково по примеру ВВС или Calliope
не разработать для отечественных школьников такой вот микрокомпьютер или
контроллеры – и на уроках бы технологии эти минироботы или миникомпьютеры
собирались бы в блоки, а на уроках информатики они бы программировались бы. И в
целом это являлось бы составной частью какого-нибудь проекта.
У Сколково другие задачи? Можно выйти
на компанию Piper. Piper делает
конструктор-компьютер, которая с помощью проводов, микросхем и Minecraft учит
детей программированию и инженерному делу. Цена вопроса 250$ [3].
Дорого?
Китай нам поможет: Ардуино - 5$, Мега - 10$, RaspberryPI
- 25$ (прим.: цены актуальны на время написания статьи – 2019 год) мелкий экранчик,
мышка, пригоршня кнопок и вырезанные лазером из 4 мм фанеры детали для монтажа
общей стоимостью баксов пять – пожалуйста, монтируй свой компьютер, развивай
инженеров и просто пытливых и грамотных пользователей. Хочешь развивать
программеров – в только что собранный компьютер закачивай бесплатную версию
«Майнкрафта» – в ней есть API, – прошивай туда свой код – а вот и Pyton подоспел! – делай игру интерактивной: добавляй
миссии и цели…
Ну, а как же робототехника? И тут не
проблема: например, в том же BBC Micro:bit встроенных
функций платы – bluetooth, компас, акселерометр, serial-port, возможность
работы с I2C/SPI/звуком/аналоговыми входами, – вполне достаточно чтобы покрыть
99% потребностей урока информатики, не говоря уже о таких «модных» направлениях
как «умный дом» или носимые устройства (плата может соединяться со смартфоном,
измерять температуру и освещённость, считывать данные с внешних устройств и пр.).
И конечно, плюс разные платы расширения, например, плата управления моторами,
что позволяет сделать простого робота – простор для творчества тут явно есть.
Почему
это невозможно
Потому, что НЕ ЛУЧШЕ, а ДЕШЕВЛЕ – вот
главный принцип Минобра России (вспомните, когда в вашу школу последний раз
поставлялись современные классы компьютерной техники, интерактивные доски,
современное лицензионное ПО и т.п.). Нужно готовить новое поколение преподавателей
технологов и преподавателей информатики; нужна техническая база; нужны единые
учебники, адекватные зарплаты (схемотехник-электронщик, собирающий роботов;
программист, владеющий ООП и знающий основы ИИ за 17-18 тыс. рублей работать в школу точно не пойдут) – всё это лишние расходы. Другая сторона – современные учащиеся
и так перегружены предметами и различными проектами и олимпиадами, поэтому
появление дополнительных предметов – например «Робототехника» и «Основы
нейросетей» – явилось бы очередной академической нагрузкой (читай, нагрузкой на
бюджет – появление «лишних» ставок, кабинета с оборудованием и т. д.). На
увеличение школьного курса до 12 лет пока никто не готов. Наоборот – идёт речь
об объединении курса физики, химии и биологии в один предмет «естествознание».
Физика, химия и биология в старших классах будет изучаться лишь в профильных
школах – наступает новая эра! – эра колониального образования: небольшая доля
«элитных» школ и основная масса – школ для «бедных» (например, кто будет
открывать профильные школы, в каких-нибудь Манадышах или Криушах с
робототехникой и основами нейросетей?) – единичные инициативы энтузиастов, типа
объединения «Кружок» не в счёт: погоды они не делают[1].
Совсем недавно в
«Евразиатском энтомологическом журнале» вышла статья биолога Натальи Ацаркиной
из Института физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского при МГУ и
новосибирских биологов Жанны Резниковой и Ивана Яковлева, посвященная
индивидуальным поведенческим качествам муравьев-разведчиков. Их исследование показало,
что муравьи-разведчики,
способные улавливать закономерности и использовать их для оптимизации
сообщений, составляют всего 0,2–0,3% населения муравейника – это интеллектуальная
элита муравейника. И изоляция интеллектуальной элиты от остального сообщества (этап
эксперимента) чуть было не привела к гибели муравейника [5]. Таким образом, невольно напрашивается вывод: если
изолировать общество от интеллектуалов – неважно каким путём: понижая качество
образования, способствуя их отъезду зарубеж, давя невыносимыми жизненными
обстоятельствами, бытом и прочее – то общество ждёт беда...
Итак, подведём
итог – для того, чтобы школьник, а затем и студент стал успешным в современных реалиях нужны:
- обучение его IT-технологиям, востребованным на рынке;
-
практикоориентированность приобретаемых знаний и умений;
- ликвидация
преподавательского кадрового голода, на специальностях, относящихся к
трендовым.
Ссылки
1. [Электронный ресурс] URL: https://youtu.be/AjHF5ShWjkE
2.
[Электронный ресурс] URL: https://microbit.org/
3.
[Электронный ресурс] URL: https://calliope.cc/
4.
[Электронный ресурс] URL: https://www.playpiper.com/
5. [Электронный ресурс] URL: https://aleks070565.livejournal.com/6032685.html
[1] «Кружок» — это всероссийская образовательная инициатива
для детей и подростков. Проект основан 10 мая 2017 и ставит
своей целью увеличение доступности актуальных знаний, а также создание
технологического коммьюнити в России и на постсоветском
пространстве.В команду проекта входят лидеры современного детского
технологического образования в России, ранее занимавшиеся запуском
детского направления в Moscow Coding School и работающие
для Яндекса, НИУ ВШЭ, лагеря Камчатка, центра технологий Tumo и онлайн-школы
Bang Bang Education.
Комментариев нет:
Отправить комментарий