Компьютерная игра обучит школьников создавать роботов
Молодые ученые Московского института электроники и математики им. А.Н. Тихонова НИУ ВШЭ создали квест. Конструктор 3D-роботов ARIGRID — это компьютерная игра, в которой человек может самостоятельно узнать об устройстве и функциях роботов, поупражняться в создании алгоритмов и программировании на языке Python или на основе блок-схем. Основные преимущества ПО перед конкурентами — возможность установки на любой компьютер и комплексный подход к обучению. В течение года разработка будет готова для массового внедрения в программу школьного образования.
Программное обеспечение разработано в игровой форме и нацелено на школьную аудиторию для самостоятельного изучения устройства и создания робототехники. Школьники смогут построить свою 3D-модель робота. В игре прорабатываются две системы управления механизмом — упрощенная визуальная система создания алгоритмов через логические блок-схемы, где за основу взят язык программирования Scratch, и более продвинутая система для выполнения сложных задач при помощи языка Python. Сейчас приложение возможно установить только на компьютер, но игровой движок, на котором создается игра — Unreal engine 4, позволит в будущем адаптировать программу для планшетов и телефонов.
Как рассказали «Известиям» в Московском институте электроники и математики им. А.Н. Тихонова НИУ ВШЭ, игра дает возможность не только обрести инженерные навыки, но и пополнить знания в различных областях науки.
— Для школьника это будет игра, задачей которой станет прохождение разных уровней, — рассказал один из создателей Петр Цыгикало. — Помимо этого, наша разработка — это база самостоятельных курсов для изучения основ физики, программирования, робототехники и закрепления полученных знаний в виртуальной среде.
Пользователю предлагается набор различных элементов, из которых он может создать устройство любого типа. Это может быть шагающий робот или летающий квадрокоптер. Следующим шагом станет создание логических схем и программирование деталей машины, за счет которых будет осуществляться движение робота. Игрок сам выбирает, какое действие произойдет при нажатии той или иной кнопки, записывая команду на языке программирования или при помощи блок-схем. После этапа создания робота система позволяет моделировать на компьютере различные алгоритмы взаимодействия его деталей между собой и задавать разного рода задачи: например, смоделировать траекторию движения, чтобы созданная конструкция перелетела на крышу через окно. В итоге, разбираясь в управлении, ребенок самостоятельно изучает создание алгоритмов и программирование.
Такая игра полностью применима в качестве одного из этапов школьных олимпиад по робототехнике. На некоторых олимпиадах подобное программное обеспечение работает, но там нет задачи моделирования физических процессов робота — изменения формы и положения. Такой подход для учеников кажется менее интересным, потому что он не показывает, как устроен робот и зачем он нужен.
По словам директора по связям с университетами в Mail.Ru Group Сергея Марданова, сегодня геймификация — это один из главных трендов в образовании, особенно в IT-образовании.
— Такие разработки, как у МИЭМ НИУ ВШЭ, позволяют закрывать пробелы в школьных уроках информатики и готовить более качественных абитуриентов, — рассказал «Известиям» Сергей Марданов. — Играя, дети учат языки программирования, включая Python и Go, погружаются в дизайн интерфейсов, создают собственные мобильные приложения, программируют роботов и прочее.
Команда разработчиков планирует в течение года доработать программное обеспечение игры. После чего квест будет готов для массового внедрения в программу школьного образования.
По мнению члена-корреспондента Российской академии образования Петра Кубрушко, электронно-образовательное направление следует всячески поддерживать и способствовать его развитию. В том числе проводить научные исследования, чтобы определять влияние подобных игр на детей.
— Обучать школьников созданию роботов в форме компьютерной игры — это действительно очень актуальная задача, — рассказал «Известиям» Петр Кубрушко. — Пока рано говорить о включении этой игры в программу школьного образования. Тем не менее разработку можно и нужно использовать в качестве дополнительной формы обучения.
Компьютерная игра для создания роботов позволит как увеличить интерес школьников к инженерии и техническим наукам, так и предоставит учителям удобный инструмент для подготовки своих учеников к предпрофессиональным олимпиадам и конкурсам проектных работ.
