Закодированное завтра

Одной из ключевых тем Всемирного экономического форума‑2017 стали будущие профессии. Переквалификацией работников озабочены правительства разных стран и работодатели во всех секторах экономики. Ведь, согласно исследованию, проведенному организаторами форума, к 2020 году исчезнет 5 миллионов профессий. На смену человеку придут робототехнические устройства, искусственный интеллект, нанотехнологические разработки. В то же время научно-технический прогресс приведет к появлению 2,1 млн новых профессий, однако большинство будет создано в областях, требующих углубленных специальных знаний и навыков (информатика, вычислительная техника, математика, архитектура и техническое проектирование).

Если мы хотим подготовить детей к уже наступившему завтра, то работу нужно проводить в школе. Базой, которая поможет ученикам подготовиться к выбору будущей профессии, приобрести необходимые навыки инженерного проектирования и научно-технического творчества, станет программирование.

Британский политик Дэвид Кэмерон однажды заявил: «Многие бизнесмены говорят, что им не нужны сотрудники, обладающие всего лишь необходимым набором знаний в области компьютерных технологий, им нужны сотрудники, которые хотят создавать программы.
А это уже сигнал к действию, касающийся в первую очередь нашей системы образования».
Согласно данным сайта code.org, программирование изучают только в 40 % школ в мире. Однако на государственном уровне все больше и больше стран осознает важность преподавания информатики и формирования связанных с ней навыков. Учителя пока говорят о некотором беспокойстве и об опасениях, связанных с углубленным изучением этой дисциплины, концепций и теорий программирования, но и они начинают понимать преимущества.

При этом многие работодатели и эксперты, занятые в естественно-научной отрасли, предполагают, что уроки информатики в нынешней форме недостаточно эффективно готовят учеников к профессиональной деятельности. Существует огромный разрыв между теми навыками и знаниями, которые дети получают в школе, и теми, что необходимы в современной промышленности.


В России 54 % преподавателей считают, что ученики знают об информатике и о программировании намного больше их самих, поэтому неудивительно, что многих тревожит перспектива преподавать такой предмет. Кроме того, его невозможно освоить, используя только учебник.

Сегодня существует огромное количество различных материалов, которые школы могут использовать для подготовки действительно захватывающих программ обучения и которые позволяют изучать информатику на практике.

Например, учебный набор «Лунная Одиссея», представленный в апреле 2017 г. на Московском международном салоне образования, предназначен для изучения космоса российскими школьниками 5–9 классов. Комплект разработан совместно Роскосмосом, Объединенной ракетно-космической корпорацией и компанией LEGO Education, производителем учебных наборов для школ и дополнительного образования детей.
Набор познакомит с теоретическими основами современной космонавтики, поможет ученикам практически освоить учебный материал, а педагогу — создать увлекательный образовательный контент для интеграции в существующие курсы технологии, информатики и физики.

«Программирование — важная часть работы с комплектом «Лунная Одиссея». Использование этого набора совместно с наборами серии LEGO® MINDSTORMS® может стать альтернативным инструментом для изучения школьного курса информатики и демонстрации применения информационных технологий в более широком смысле, — считает Максим Васильев, президент Российской ассоциации образовательной робототехники, тренер российской сборной на Международной робототехнической олимпиаде. — Для работы с набором требуется высокий уровень знаний в области программирования, математики, автоматического управления, физики. Например, педагог может наглядно объяснить ученикам как тему циклов или переменных, так и более сложные понятия из школьного курса физики или математики».

Практическое обучение вообще играет ключевую роль в подготовке детей к самостоятельной жизни. Сегодня многие компании предлагают практические и увлекательные учебные материалы и решения, которые помогают ученикам добиваться успеха в изучении информатики и предметов естественно-научного и технического циклов. Задача учителя заключается в том, чтобы помочь соотнести уроки с реальностью и продемонстрировать, что программирование не сводится к написанию строчек текста на экране, а имеет практическое применение. Школы могут пригласить на уроки специалистов, которые расскажут ученикам, как программирование используется в реальной жизни.

Для обучения принципам программирования можно использовать абстрактные задания или задания с примерами, но для учеников важнее всего увидеть и понять, каким именно образом работают программы. Принцип можно продемонстрировать на простом примере: попросите учеников дать друг другу различные команды, например «сделай шесть шагов вперед и помаши руками». Чтобы ученики могли понять и быстро выполнить эти команды, указания должны быть конкретными и четкими, совсем как программный код.

То же самое можно продемонстрировать, запрограммировав робота на осуществление простейших действий. Если на уроках используются наборы LEGO® Education WeDo или LEGO® MINDSTORMS® Education EV3 (кстати, именно эта платформа легла в основу проекта «Лунная Одиссея»), можно попросить учеников, например, сначала построить простого робота, который двигается вперед в течение определенного времени (в секундах), а затем добавить датчик движения, чтобы заставить робота остановиться, если он встретит препятствие. Тем самым, шаг за шагом, ученики осваивают базовые алгоритмические навыки, начиная создавать сложные программы с переменными, массивами и логическими операторами.

Программирование — важная часть работы с любым робототехническим решением LEGO Education. Помимо изучения основ информатики, наборы LEGO Education дают ученикам возможность самостоятельно решать творческие и проектные задачи, применяя математические навыки и STEM-компетенции, создавать собственные робототехнические конструкции и «оживлять» их с помощью программ.

Как только ученики поймут основные принципы программирования, они смогут составить любую программу, которую только подскажет их воображение. Они будут готовы сконструировать механический манипулятор и запрограммировать его на захватывание предметов или построить новые машины, выполняющие самые разные функции.
Это прием покажет ученикам связь между программой на экране и ее применением в реальной жизни. Благодаря роботам они смогут увидеть результаты своей работы и понять принцип действия написанных ими же команд.

Например, можно собрать мобильную платформу, запрограммировать ее и изучить, как работает круиз-контроль или автопарковщик — система предупреждения о приближении к препятствию в современных автомобилях. Во-первых, почти всем детям знакомы эти электронные приборы, а во‑вторых, всегда интересно заглянуть в самое «сердце» механизма или прибора и узнать секреты их отлаженной работы. С этого момента ученики, скорее всего, искренне увлекутся программированием, увидев, что строки текста на экране, оказывается, имеют практическое применение.

Простые языки визуального программирования, такие как NEPO или LabVIEW, в которых используются пиктограммы или блоки, позволяют ученикам создавать программы в виде последовательности графических блоков и сразу видеть их практическое воплощение, а уже потом начинать писать собственные текстовые алгоритмы.

К тому же это прекрасный способ выучить терминологию: в различных языках программирования для одних и тех же действий используются аналогичные команды. С помощью наглядных примеров ученики расширяют свой словарный запас и учат определения, которые затем смогут использовать при создании программ на любом языке программирования.

Постепенно информатика из абстрактного, теоретического предмета превращается в дисциплину, изучение которой с большой долей вероятности обеспечит сегодняшним школьникам востребованность на рынке труда, успешность в профессии и уверенность в завтрашнем дне. Программирование уже стало важной, а для многих профессий и специальностей необходимой областью знаний. Мир меняется, меняется система образования, трансформируются требования к педагогу, ученику и выпускнику. И, возможно, умение программировать станет таким же базовым навыком при приеме на работу, как сегодня знание иностранного языка или компьютерная грамотность.

Развитие искусственного интеллекта, автоматизация производства, робототехнический интернет и межмашинная коммуникация стали реальностью. Роботы прочно «обосновались» на фондовых рынках, в автомобильной промышленности, горнодобывающем производстве, торговле, медицине, на транспорте, в сфере услуг и во многих других областях. За примерами далеко ходить не надо. Ведущий производитель электронных компонентов для компаний Apple, Hewlett-Packard, Dell и Sony корпорация Foxconn переместила производство на Тайвань, установив 1 млн роботов, которые заменили 1,2 млн работников. А компания Amazon стремится внедрить роботов-дронов для доставки посылок на расстояние от 16 км.

По разным данным, к 2025 г. 65 % профессий будут новыми, об их существовании сегодня мы можем только догадываться. А уже к 2020 г. 80 % профессий будут требовать наличия STEM-навыков, основным из которых станет системное мышление. Овладев им, ученики смогут справиться с решением задачи любой сложности. Этот тип мышления позволяет эффективно анализировать большой объем информации, видеть взаимозависимости между объектами, причинно-следственные связи и тенденции развития процессов. И, самое главное, дает возможность обобщать и распространять свой опыт, полученный в одной области, на другие процессы и явления, на окружающий мир. Таким образом, создается новая система, решается новая задача, выстраивается новый алгоритм действий.

Начинать развитие системного мышления желательно с детства, тогда оно станет основным способом восприятия действительности. Для его развития необходимо давать детям новые знания в системе, формируя привычку структурировать поступающую информацию, искать и устанавливать связи между отдельными элементами. Системное мышление в младшем дошкольном возрасте — это умение соотносить часть и целое, искать сходство и различия, уметь обобщать и понимать простые причинно-следственные связи. Таким образом, прикладное системное мышление и программирование тесно связаны, это одни из немногих навыков, которые с большой долей вероятности будут необходимы человеку в XXI веке, и эти навыки нужно формировать как можно раньше.