Индустрия образования: новинки для учителей и школьников

Нужно бежать со всех ног, чтобы только оставаться на месте. А чтобы куда-то попасть, надо бежать как минимум вдвое быстрее (Льюис Кэрролл «Алиса в Стране чудес»).

26 и 27 ноября 2012 г. в отеле «Рэдиссон Славянская» в Москве, в рамках VIII Всероссийского форума Руководителей образовательных учреждений, прошла очередная Международная специализированная выставка «Индустрия образования – 2012».

Это мероприятие предназначается для всех, кто по долгу службы или по велению души имеет отношение к системе образования на всех этапах обучения. Тематика выставки включает такие основные направления, как ИКТ и дистанционное обучение, программное обеспечение образовательного назначения, учебно-лабораторное оборудование, учебно-методическая литература, финансовые и юридические услуги для учебных заведений, услуги по трудоустройству молодежи.

Этот небольшой репортаж призван познакомить читателей с некоторыми наиболее интересными экспонатами выставки.

Робот приветствует посетителей

«Здравствуйте! Приветствуем Вас на выставке “Индустрия образования”! Приглашаем посетить наш стенд», – говорил посетителям двигающийся по коридорам выставки робот. Небольшое «туловище» около метра; маленькая голова со зрачком видеокамеры, любопытно осматривающаяся по сторонам. Спереди – миниатюрный цветной дисплей с названием робота: «R.BOT». Это – первый российский интерактивный мобильный робот-«аватар» R.BOT 100, предназначенный для создания «эффекта телеприсутствия». Конечно, беседует с посетителями не сам робот, а оператор, расположившийся на стенде группы компаний «R.BOT». Управляя роботом по беспроводному каналу со своего ноутбука, оператор может произвольно перемещать робота по горизонтальной поверхности (и даже пересекать небольшие дверные пороги), поворачивать и наклонять его голову. Установленная на голове робота видеокамера высокого разрешения с дистанционно управляемым «зумом» (увеличением картинки) позволяет оператору видеть, а микрофон – слышать все, что «видит» и «слышит» робот. Голос оператора воспроизводится аудиоколонками робота, а на его дисплее может воспроизводиться картинка, передаваемая с ноутбука оператора (например, с его веб-камеры). Тем самым реализуется почти-присутствие оператора в том месте, где находится робот.

Применений подобный робот-«аватар» может найти множество. Например, если в школе создать небольшой «парк» подобных роботов, управляемых с домашних компьютеров учащихся через сеть Интернет и школьный сервер, то можно решить проблемы, связанные с вынужденным отсутствием ученика (скажем, по болезни). Сидя за домашним ПК, ученик будет видеть и слышать всё происходящее в классе (причём, осматриваясь по своему желанию), может отвечать на вопросы учителя и даже передавать на экран робота выполненные им домашние работы.

Такие же роботы-«аватары» в больнице позволят врачу постоянно присутствовать рядом с пациентом, а родственникам и друзьям – посещать больных даже в инфекционных отделениях.

В музеях и на выставках роботы-«аватары» вполне справятся с функциями экскурсоводов (и выставка «Индустрия образования» тому наглядный пример). При этом внешний вид робота позволит ему легко «найти контакт» с любой аудиторией – даже с традиционно недоверчивой детской.

Смогут подобные роботы и осуществлять патрулирование важных объектов, в том числе в опасных для человека условиях. Управляя таким роботом через сеть Интернет, любой из нас сможет не выходя из дома совершать «виртуальные поездки» на конференции или иные научные мероприятия либо проходить обучение в университетах в любых странах мира.

И наконец, подобные роботы-«аватары» (особенно если дополнить их конструкцию стереозрением) благодаря созданию эффекта присутствия могут стать настоящим спасением для инвалидов, людей с ограниченной подвижностью: они смогут не только получать образование наряду со всеми, но и вести достаточно насыщенную культурную жизнь, общаться, посещать различные мероприятия.

Робот с пневматической «рукой»

Единственное, чего (по крайней мере, пока) не хватает роботу R.BOT - «рук», манипуляторов. Но это, скорее всего, дело ближайшего будущего. Интересная конструкция такого манипулятора была представлена на стенде концерна Festo Didactic. Манипулятор смонтирован на базе учебного робота Robotino XT, который позиционируется как робототехническая система и платформа разработки собственных конструкций учащимися университетов и колледжей. Робот имеет модульную структуру и позволяет легко менять установленные на нем типовые компоненты.

В отличие от традиционных конструкций, с жесткими балками на шарнирах, в данном случае используется бионический принцип, который «реализован» природой, например, у различных представителей иглокожих – у морских звезд или морских ежей. Манипулятор представляет собой совокупность гибких гофрированных шлангов, упругость которым придает накачанный в них воздух. Управляя таким «щупальцем» с обычной игровой консоли, можно менять давление в шлангах, благодаря чему меняется их длина, и «щупальце» изгибается в соответствующем направлении. А гофрированные шланги, установленные на его «клешне», позволяют по тому же принципу немного поворачивать «клешню» или сжимать ее «пальцы», обхватывая предмет. Причем эти «пальцы» - тоже не жесткие, они мягко охватывают предмет, надежно удерживая его и вместе с тем не повреждая.

Автоматическая производственная линия – в миниатюре

Сегодня почти все заводы и фабрики стали автоматизированными. Роботы-манипуляторы и станки с программным управлением сами выполняют нужные операции по изготовлению деталей и сборке из них готовой продукции. Однако для того, чтобы создать такую автоматическую производственную линию и настроить ее работу, нужны соответствующие знания. Получать их непосредственно на производстве очень накладно, а институты, как правило, не имеют соответствующего оснащения.

Помочь студентам освоить конструирование и управление автоматизированным производством может учебное оборудование, которое было представлено на стенде ЗАО «Дидактические системы». При этом к учебному стенду, содержащему всю необходимую электронику (с которой и работает учащийся, программируя производственную линию), подключается действующий макет – например, из конвейера и робота-манипулятора. Поэтому учащийся сможет сразу же увидеть результаты своей работы «вживую», а не просто в виде картинки на экране компьютера или строчек текста и цифр. Такая наглядность, конечно же, повышает результативность обучения, а заодно делает его и более привлекательным.

Компьютеры – в каждый класс

Сегодня мы уже привыкли к тому, что компьютеры есть в каждой школе и почти в каждом классе; к тому, что не только информатика, но и другие предметы изучаются с использованием компьютеров – не только учительского, используемого для демонстрации классу различных учебных материалов, но и ученических, с которыми дети работают самостоятельно или под руководством учителя.

Однако этого мало! Недостаточно иметь один компьютер на одну парту, так что с ним работает сразу множество детей. Концепция «один ученик – один компьютер», предложенная и активно продвигаемая во всем мире компанией Intel, предполагает, что свой собственный компьютер (ноутбук) должен быть у каждого ученика в отдельности, начиная уже с первого класса. В перспективе такие компьютеры будут, возможно, выдаваться школьникам и на дом, но пока ставится задача обеспечить каждого учащегося индивидуальным ноутбуком на время его нахождения в школе.

При этом возникает проблема: где и как хранить такие школьные ноутбуки, чтобы обеспечить, во-первых, надежность их хранения, а во-вторых, подзарядку их аккумуляторов, чтобы компьютеры были всегда готовы к работе.

В настоящее время уже несколько различных фирм предлагают школам «мобильные классы» - комплекты, включающие в себя сразу и нужное количество ученических ноутбуков, и отдельный более мощный ноутбук для учителя, и точку беспроводного доступа для развертывания локальной сети на базе Wi-Fi, и средство хранения (ящик-кейс или тележку-сейф) с функцией подзарядки аккумуляторов, и необходимое программное обеспечение. Среди них на выставке «Индустрия образования» были представлены комплекты ICL-КПО ВС (группы компаний Fujitsu) и компании «Аквариус».

При этом ученические ноутбуки (нетбуки) специально разработаны для школьников с учетом их анатомических и психологических особенностей, а также требований безопасности и надежности. Такой нетбук оснащен сенсорным экраном, на котором можно рисовать, писать и управлять экранными объектами как специальным стилусом, так и просто рукой. Причем экран может поворачиваться так, что «классический» нетбук трансформируется в планшетный ПК. А встроенные микрофон и поворотная веб-камера дают возможность учащемуся записывать всё происходящее на уроке, чтобы потом дома повторить не до конца понятый материал.

Цифровая лаборатория в кармане

В современном образовании очень большое внимание уделяется самостоятельной исследовательской работе учащихся. Дети должны не просто выучивать «прописные истины», написанные «умными дядями и тётями» в учебнике, а сами, проводя эксперименты, находить закономерности окружающего мира. Раньше для этого использовались различные физические приборы и измерительные инструменты (термометры, гигрометры и пр.), а сегодня, в компьютерный век, универсальным измерительным инструментом становятся оснащенные всеми необходимыми датчиками цифровые лаборатории.

Такие наборы датчиков, подключаемых через специальный контроллер к персональному или карманному компьютеру, на котором работает программа обработки получаемых экспериментальных данных, существуют уже несколько лет, - примером является цифровая лаборатория «Архимед». Однако такие комплекты удобны для проведения занятий в классе (либо лаборатории), но не слишком удобны, если предполагается брать их с собой, скажем, на экскурсию.

В отличие от этого, цифровая лаборатория «ЛабДиск ГЛОМИР» как раз и предназначена, чтобы носить её в кармане. Этот прибор действительно выглядит как довольно толстый диск небольшого размера, с кнопками по краям и ЖК-экраном в центре. Он оснащен встроенным набором основных датчиков (микрофон, датчик пульса, освещенности, внешней температуры и температуры окружающей среды, локационным датчиком расстояний), встроенным регистратором поступающей с датчиков информации и внутренней памятью (до 100000 замеров). Есть здесь и встроенный GPS-приемник, так что результаты измерений можно «привязать» к карте местности. Замеры производятся нажатием единственной кнопки с пиктограммой соответствующего датчика (так же как и просмотр результатов на встроенном ЖК-экране), а уже после возвращения с экскурсии можно сбросить все накопленные данные в компьютер через USB-порт или через беспроводное соединение Bluetooth. Кроме того, датчики «ЛабДиска» могут работать и в реальном времени, передавая данные в компьютер.

Таким образом, любой школьник (даже младших классов) сможет самостоятельно выполнить замеры и тем самым исследовать окружающий мир и себя самого.

Фото автора.

На фото: 1. Мобильный робот-«аватар» R.BOT 100 встречает посетителей выставки. 2. Девушка-оператор управляет роботом R.BOT со своего ноутбука. 3. Учебный робот Robotino XT (концерн Festo Didactic) с пневматическим бионическим манипулятором. 4. Гибкие «пальцы» пневматического манипулятора аккуратно, но надежно схватывают предметы, не повреждая даже самые хрупкие из них (перекрестная стереопара, инструкция по просмотру в Интернет-журнале «Мир 3D»). 5. Макет автоматической производственной линии (ЗАО «Дидактические системы»). 6. Ящик-кейс «мобильного компьютерного класса» с комплектом школьных нетбуков (перекрестная стереопара). 7. Тележка-сейф «мобильного компьютерного класса» (перекрестная стереопара). 8. Школьные нетбуки в «развернутом» и «сложенном» состоянии (перекрестная стереопара). 9. «ЛабДиск ГЛОМИР» – цифровая лаборатория в кармане. 10. Устройство «ЛабДиска» (илл. из рекламного буклета).