Техническое оснащение курса образовательной робототехники. Карпутина А.Ю

Когда хотят сказать, что жизнь скоротечна, а события в ней постоянно меняются, часто употребляют крылатое выражение, автором которого является древнегреческий философ Гераклит Эфесский (544-483 гг. до н. э.): «В одну реку нельзя войти дважды».

Изречение Гераклита стало пословицей

В чём смысл этого изречения в понимании Гераклита? Его объясняет полная цитата автора: «В одну и ту же реку нельзя войти дважды и нельзя дважды застигнуть смертную природу в одном и том же состоянии, но быстрота и скорость обмена рассеивает и снова собирает. Рождение, происхождение никогда не прекращается. Солнце – не только новое каждый день, но вечно и непрерывно новое».

Как трактуется это выражение в современном понимании? Подразумевается, что не имеет смысла возвращаться к человеку, с которым однажды расстался, то есть «уходя - уходи». Таким образом, его первоначальное значение искажается, так как рассматривается через призму человеческих отношений. Фраза «В одну реку нельзя войти дважды» стала пословицей.

И всё же, давайте вернёмся к первоначальному смыслу этого выражения, заложенному Гераклитом. В мире всё меняется, время не вернуть назад. Время… Казалось бы, что может быть проще времени? Ведь оно существует как бы повсюду – любое событие протекает во времени, да и жизнь наша тоже…

Крылатое выражение Гераклита и Великая Тайна Времени

Но если немножко задуматься, то мы окажемся перед Великой Тайной Времени. И тогда уж возникнет не один, а целое море вопросов.

Почему время вездесуще? Почему оно течёт повсюду? Почему нельзя дважды войти в одну и ту же реку?

Объясняется невозможность повторения одного и того же события, в частности, входа в реку, тем, что между первым и вторым разом пройдёт какое-то время – и та вода, в которую мы входили в первый раз, просто утечёт. В реке уже будет новая вода, а значит, и сама река будет уже другой.

Так и с временем. Оно течёт повсюду и постоянно. И эта секунда больше уже никогда не повторится. Можно сколько угодно раз очутиться в том самом месте, но оказаться там в то же самое время никак невозможно. И всё потому, что время течёт только в одном направлении – из прошлого в будущее – и никогда в обратную сторону.

Кстати, другой древнегреческий философ Кратил, который был учеником и последователем Гераклита, чтобы подчеркнуть ежемгновенное движение пространства, времени и материи, перефразировал гераклитовский афоризм так: «Нельзя и одного раза войти в одну и ту же реку». Высказывание Кратила как бы подводит итог под гераклитовским и доводит его до логического завершения.

08.07.2016

Кто из нас время от времени не повторял выражение «нельзя войти в одну реку дважды»? А, действительно, почему? Вот река, находится на своем топографическом месте, и, если и меняет русло, то всегда существует возможность неоднократно «свои ладони в Волгу опустить».

Происхождение постулата такое же древнее, как античная философия. Авторство приписывают древнегреческому философу Гекраклиту Эфесскому, заложившему основы диалектического мышления, и который изрек еще одну близкую по значению глубокую мысль - «все течет, все изменяется» (в латинском варианте - Omnia fluunt, omnia mutantur).

Образность, метафоричность и многозначность языка Гераклита, а также то, что его труды дошли до нас во фрагментах, часто обрывочных, предоставляет широкое поле для научных и житейских интерпретаций. Рассмотрим некоторые из них. Распространенный ответ на вопрос «Почему нельзя войти в одну реку дважды?» основывается не на изучение (тем более в оригинале) трактата мудреца «О природе», а на анализе жизненных ситуаций и личного опыта, который, как известно, у каждого свой.

Чаще всего выражение употребляется в качестве предостережение о возобновлении отношений между людьми, которые когда-то закончились, а теперь делаются попытки восстановить статус-кво. Вот тут-то и приходится кстати гераклитовское «нельзя…» (можно блеснуть познаниями на латыни - «In idem flumen bis non descendimus»).

А почему, собственно, последствия должны быть обязательно отрицательными? Посмотрим на мир более оптимистично. У вас уже есть опыт, который позволит не совершать прежних ошибок. И вообще, все к лучшему! Хотя философ, вряд ли имел в виду именно эту житейскую ситуацию для цитирования своего изречения.

В более точном переводе выражение Гераклита звучит следующим образом: «На входящих в те же самые реки притекают в один раз одни, в другой раз другие воды». Гераклит вообще имел довольно негативное мнение о роде человеческом, и его обобщение относится не к людям, а к законам развития вообще. Река - символ потока, движения вод, которые каждое мгновение всегда новые, ибо поступательное движение не предполагает возвращения.

По мнению некоторых «ответчиков» на форумах, выражение касается призыва ценить каждое мгновение бытия, по своей природе уникального и неповторимого в абсолютной точности. Психоаналитики советуют жить в настоящем, а не кататься «в карете прошлого» или предаваться эфемерным мечтам о будущем.

Существует и эковерсия. В воде (даже стоячей) постоянно происходят какие-то изменения. Вылупились головастики из икринки, их слопала проплывавшая мимо рыбешка и тут же стала добычей более крупной особи. С берега осыпался грунт или скатилось бревно, что изменило объем реки. Человек вошел в воду, а через мгновение он уже стал старше на это самое мгновение.

Бизнес версия. Нельзя повторять попытку заняться делом, если на каком-то этапе оно потерпело неудачу. Или возобновлять сотрудничество с клиентами или партнерами, показавшими себя не с лучшей стороны. Спорные высказывания, но каждый решает для себя сам.

Философское толкование крылатой фразы касается утверждения, что формой существования материи, с заложенной в нее двойственностью и противоречивостью, является движение, которое характеризуется непрерывностью циклов рождения, трансформаций, спадов и возрождений. У вас есть своя версия? Поделитесь!

Обычно когда говорят: «Дважды в одну реку не войдешь», не особенно задумываются над тем, кто первый это сказал. С течением времени все стоящие мысли начинают принадлежать человечеству. У них нет автора. Так и с афоризмом «в одну реку нельзя войти дважды» обстоит дело. А меж тем автор у него есть. И мы вам о нем расскажем.

Гераклит (ок. 544 - ок. 483 до н.э.)

Автор афоризма - Гераклит Эфесский, или Темный. По некоторым слухам, он выколол себе глаза, чтобы мир не отвлекал его от процесса мышления. Сложно сказать, правда это или ложь. Сейчас это не так важно.

Почему, по мнению Гераклита, дважды в одну реку не войдешь? Потому что он считал, что в основе всего - постоянное движение, борьба и единство противоположностей. Его же авторству принадлежит изречение: «Все течет, все (из)меняется».

Мир находится в состоянии постоянной внутренней войны всех элементов, и это хорошо. Война есть мать всего и основа вселенской гармонии. Не будем забывать, что мудрец принадлежал к тем мыслителям, которые задумывались о первооснове мира. Гераклит считал, что в фундаменте действительности находится огонь! Стихия, подчиненная Гефесту, прекрасно отвечает мироощущению философа.

Nautilus Pompilius

Раз реальность текуча, как река, то и не стоит даже надеяться застать ее в том же состоянии, что она была еще минуту назад.

Простая и замечательная мысль античного мизантропа - «дважды в одну реку не войдешь». Приходится она по вкусу не только профессиональным литераторам, но и музыкантам. Прекрасная группа Nautilus Pompilius исполнила песню на стихи Ильи Кормильцева, которая называется «Жажда». В ней есть такие слова: «И мы вошли в эту воду однажды, в которую нельзя войти дважды». Это говорит о том, что Гераклита помнят и чтут, а его «огненные мысли» действуют еще на наших современников вдохновляюще. Правда, Илья Кормильцев в 2007 году присоединился к Гераклиту в лучшем мире, к большому сожалению.

Бытовая трактовка поговорки

Сложно сказать почему, но поговорку «дважды в одну реку не войдешь» вспоминают обычно тогда, когда речь заходит о возвращении к предыдущим или прошлым отношениям. Например, так:

Мама, я хочу снова начать встречаться с Катей / Машей / Светой / Олей.

Сынок, я бы тебе этого не советовала. Ты уже был в этой реке однажды. В нее не входят дважды.

Фундаментально люди, конечно, не меняются, а вот на поверхности, стихийно - да. Смысл поговорки можно трактовать амбивалентно: если раз не получилось, то и второй раз тоже не выйдет. Значение, в принципе, может быть и обратным, но обычно подразумевается здесь повторение того же самого результата.

Внимательный читатель поймет, что бытовое значение поговорки в корне расходится с тем, что имел в виду Гераклит, но такова уж народная молва. В ее природе заложена склонность к искажению всего и вся. А поэтому советуем читать и перечитывать классиков философии и литературы хотя бы в переводе. Если не осталось сочинений, то надо искать информацию о них. Главное - бороться с собственным невежеством.

Робототехника в образовании

Существует множество важных проблем, на которые никто не хочет обращать внимания до тех пор, пока ситуация не становится катастрофической.

Одной из таких проблем в России становится её недостаточная обеспеченность инженерными кадрами. Все чаще падают космические ракеты и спутники, происходят техногенные катастрофы, обусловленные недостаточным профессионализмом обслуживающего персонала, разработчиков и проектировщиков.

Это вызвано, конечно, целым рядом причин. Однако, все, связанные с образовательной средой, единодушно отмечают, что в последние несколько лет наблюдается снижение интереса учащихся к изучению физики, математики, астрономии (которую, кстати, вообще вынесли за пределы школьного курса) и прочих точных наук, и, как следствие, падение качества образования в целом.

Например, А.М. Рейман, старший научный сотрудник Института прикладной физики Российской академии наук, считает: «У меня общее ощущение деградации образования в среднем звене, приводящей к уменьшению числа заинтересованных в учебе старшеклассников.... Физика воспитывать можно и нужно. И делать это надо рано, пока у ребенка горят глаза и не развился утилитарный подход к жизни. ... А еще они будут знать кое-что о современной науке, и им нельзя будет вешать лапшу...»

Работу по мотивации детей к занятиям серьезной наукой нужно начинать как можно раньше, желательно в начальной школе! Откуда такой вывод? При анкетировании детей на предмет, желают ли они заниматься в кружках технической направленности, определилась следующая картина: в девятых и более старших классах практически никакого интереса, в 6-8-х классах интерес проявился в основном у тех детей, которые самостоятельно дома или в организациях дополнительного образования занимаются лего-конструированием, радиоэлектроникой, программированием. А вот у учащихся четвертого класса интерес оказался просто огромен. То есть, если дети до 11-12 лет не касались технического творчества, то с возрастом у них интерес к этому занятию возбудить достаточно сложно. Поэтому работу по пропедевтике робототехники, физики, знакомству с началами программирования необходимо проводить в начальной школе и пятых классах. В результате в среднюю школу придут дети, у которых прилично развиты конструкторские навыки, сформировано алгоритмическое мышление, привит интерес к экспериментированию.

Таким образом, необходимо активно начинать пробуждение интереса к точным наукам и массовую популяризацию профессии инженера, причем предпринимать такие шаги необходимо для детей с достаточно раннего возраста. Необходимо вернуть в общество массовый интерес к научно-техническому творчеству.

На настоящий момент существует достаточное количество образовательных технологий, которые способствуют развитию критического мышления и умения решать задачи, однако в образовательных средах, вдохновляющих к новаторству через науку, технологию, математику, способствующих творчеству, умению анализировать ситуацию, применить теоретические познания для решения проблем реального мира, сегодня наблюдается определенный дефицит.

Наиболее перспективный путь в этом направлении – это робототехника, позволяющая в игровой форме знакомить детей с наукой. Робототехника является эффективным методом для изучения важных областей науки, технологии, конструирования, математики и входит в новую международную парадигму: STEM-образование (Science, Technology, Engineering, Mathematics).

Организация лаборатории робототехники в школе или учреждении дополнительного образования – это:

• внедрение современных научно-практических технологий в образовательный процесс;
• содействие развитию детского научно-технического творчества;
• популяризация профессии инженера и достижений в области робототехники;
• новые формы работы с одаренными детьми;
• эффективные формы работы с проблемными детьми;
• возможности инновационного обучения;
• игровые технологии в обучении;
• популяризация профессий научно-технического направления.

Кратко о себе:

Я не являюсь специалистом в области педагогики и образования, к детям отношусь сугубо как личностям в начале жизненного пути, а не к «цветам жизни» и преследую цель заинтересовать их и передать им свой опыт. В робототехнике работаю уже несколько лет и имею неподдельный интерес к этой сфере.

Кружков робототехники в России становится всё больше, однако мало кто из родителей понимает, что именно из себя представляет это направление. Большинство относится к нему скептически, считая что всё завязано на обычном LEGO, в которое можно поиграть и дома или же считают что это оторванный от жизни предмет, на который можно отправить ребенка ради его развлечения и отдыха. С другой стороны, некоторые считают это занятие уделом гениев или ботаников. Ну, или что оно способно сделать гения из их ребенка.

На самом же деле, образовательная робототехника не является ни заумным предметом, ни профессией будущего, ни беззаботным развлечением. А является она базой для серьезного изучения прикладных технических навыков, необходимых для будущего технаря уже сейчас.

Безусловно, это занятие не для всех - многие дети не горят желанием изучать «скучную» теорию вместо того чтобы, условно, порезвиться в спортивной секции. Однако, тех, кто любит всё время что-то создавать своими руками, интересуется компьютерной техникой или просто проявляет интерес к любой технике, образовательная робототехника способна обучить многим навыкам, например:

• Самостоятельному проектированию конструкций
• Пониманию принципов работы различных механизмов
• Основам компьютерной грамотности
• Принципам программирования
• Оптимизации процессов и поисках альтернативных решений
• Применению английского языка (стандарт в технической отрасли)
• Пониманию «для чего нужна математика»
• Взаимодействию программной части с конструкцией
• Работе в составе команды и общей социализации

Самое главное - не стоит нацеливаться на конкретные результаты, вроде занятия призовых мест на различных соревнованиях по робототехнике. Они нужны в первую очередь для социализации, созданию интереса к отрасли и духа соревнования. Это тот самый случай, когда во всех смыслах участие важнее победы. Здесь робототехника ближе к художественной школе с её выставками, где главное - на других посмотреть, да себя показать.

В качестве результата обучения можно рассматривать постепенное увеличение сложности создаваемых проектов (как в кружке, так и дома), однако тут всё индивидуально.

Перейдем к наиболее часто задаваемым вопросам:

Чем мы занимаемся на робототехнике?

Для всего этого нам часто приходится использовать математику и банальную интуицию. А логическое мышление - вообще наше всё.

Почему «LEGO»?

У скептицизма в сторону LEGO есть две причины:

1. Поверхностное знакомство с этим набором. Многие преподаватели из кружков робототехники (даже ВУЗовских!) грешат тем, что плохо знают то, на чем они работают. Будучи не сильно знакомы с основами конструирования механизмов и программирования, они не в состоянии оценить все возможности инструмента, а тем более задействовать их в образовательных целях.

2. Высоко задранный нос у адептов «старой школы». Это о тех, кто заявляет, что те, кто занимаются на LEGO не знают ни о транзисторах-резисторах, и вообще мы тут из готовых блоков всё делаем и блоками-же программируем. Всё они верно говорят. Не знаем. Только робототехника не про электронику и пайку, а про решение практических задач и автоматизацию. Есть еще вариация с «крутыми программистами», которые сходу занимаются программированием микроконтроллеров и миганием светодиодами, напрочь забывая про механическую часть.

В реальности у LEGO Mindstorms всего 2 существенных минуса:

• Низкая жесткость больших конструкций
• Большой размер и вес главного модуля и двигателей (миниатюрных сервоприводов в наборе нет)

Для какого возраста подходит робототехника?

Примерно от 6-7 и до 67 лет:)

С 7 лет обычно ребёнок достаточно созревает, чтобы осознанно вникать в сложные вещи без потери интереса. В этом возрасте занимаемся уже на «Еве», осваивая такие понятия как «градус угла, процент, десятичная дробь» (ну а как иначе, тут мы уже с датчиками вплотную работаем). Обычно ни у кого особенных проблем с этим не возникает, если есть интерес к познанию. Проблемы возникают только тогда, когда нам уже нужно что-нибудь делить-умножать, а в школе этого еще не проходили.

10-14 лет - самый эффективный возраст для обучения, поскольку отношение к предмету обычно более серьезное, интерес более профессиональный, и нет страха перед математикой уровня шестого класса. К тому же можно рассказать, для чего нужны эти пресловутые синусы-косинусы, прикладной смысл которых в школе остаётся неизученным.

Также, спустя год обучения, можно перейти с LEGO на свободную элементную базу (одноплатные компьютеры и датчики из китая + алюминиевые профили из строительного магазина).

А что, если купить такое LEGO домой и заниматься самим?

Вы обладаете хотя бы минимальными знаниями о механизмах и программировании и способны изучить набор в полной мере самостоятельно. У вас есть лишние ~40 т.р. на покупку набора и некоторых дополнительных модулей. Однако даже в этом случае лучше параллельно учиться в кружке, развивая дома те идеи, которые пришли в голову после изучения новой темы.

Почему мы не используем инструкции?

Инструкции - от лукавого:)

Если в кружке собирают по инструкциям постоянно - это свидетельство профессиональной некомпетентности преподавателя. Такое часто наблюдается в кружках по франшизе и при школах.

Как происходит процесс программирования?

1. Встроенная среда для программирования прямо в главном модуле. Оттуда можно программировать простые линейные алгоритмы типа «сначала едь вперед до стены, потом поверни ровно налево». С этого мы начинаем. Это позволяет нам отложить изучение программирования с компьютера, и сосредоточиться на основах.
2. Специальное программное обеспечение для компьютеров и планшетов, основанное на «взрослой» системе визуального программирования LabView. Программа собирается из блоков-функций. Это позволяет избежать проблем с изучением синтаксиса и по функционалу ничем не уступает взрослому текстовому программированию. Правда, выглядит громоздко, да. Но зато наглядно. Циклы, условные операторы, переменные, функции и всё вот это вот - в наличии. Это наш основной инструмент.
3. При желании можно использовать Си или другой язык программирования, но если встал такой вопрос, то для этого лучше использовать Arduino и вообще это уже совсем другая история.

На этом я закончу, спасибо за чтение!