Компьютерные технологии в настоящее время являются одним из наиболее быстро растущих сегментов, но образование в этой области отстает от технического прогресса и спроса. В начале 2016 года президент США Барак Обама обнародовал свою инициативу «Компьютерные науки для всех» для совершенствования компьютерного естественно-научного образования и развития компьютерной грамотности учащихся.

Одной из главных проблем в преподавании компьютерных наук является трудность в поиске подхода, который бы охватывал широкий возрастной диапазон и подошел большему колличеству слушателей. Базы данных и алгоритмы не слишком интересуют большинство учеников. Также, некоторые концепции кодирования могут быть слишком абстрактными, чтобы привлечь молодые умы. В связи с этим команда исследователей из института Висс разработала нового учебного робота Root и программное обеспечение Square для вовлечения учеников в программирование с раннего возраста.

Система разработана так, чтобы быть интуитивно понятной и доступной, как любое приложение для планшета, обеспечивая основу для учителей и студентов. Робот Root предназначен для установки в каждом классе. Он работает на вертикальной доске и двигается с помощью магнита, рисует маркером и стирает все ластиком. Эта способность взаимодействовать с роботом путем рисования открывает возможности для широкого спектра уникальных обучающих мероприятий и игр.

робот Root
робот Root

Софт Square обеспечивает структуру, в которой студенты могут запрограммировать робота на разные уровни владения языком - от блоков, основывающихся на графической среде для начинающих, вплоть до традиционной текстовой среды для учащихся старших классов, или промежуточных кодеров с уникальной способностью переключения и автоматического перевода программы в любом из нескольких уровней. Таким образом, это помогает поддерживать переход к более передовым концепциям и процессам кодирования. Интерфейс подходит для учеников на их индивидуальном уровне и развивается вместе с ними.

Root не требует каких-либо специальных настроек, чтобы работать на доске классной комнаты. В отличие от структурированных веб-сайтов, которые научат кодированию как индивидуальной деятельности, классная комната идеально подходит для использования нескольких роботов Root одновременно, предоставляя им возможности для соединения равноправных узлов обучения и более свободной формы творчества. Кодирование с роботами по своей природе является динамичным опытом: робот, окружающая среда и студенты взаимодействуют друг с другом, стимулируя учеников придумывать разнообразные решения и проблемы вместе.

Аппаратные функции Root: - Магнит – Root может держаться вертикально на любой металлической доске или использоваться на полу, письменном столе или любой плоской поверхности - Положение и направление зондирования – Root использует обратную связь с колесными кодерами, гироскопом, акселерометром и вождением на точные расстояния и углы - Цветной сканер – Root может распознавать и реагировать на цвета линий, управляясь от 32-цветных датчиков - Бамперы и сенсорная поверхность – Root может реагировать на физический мир, когда он вступает в контакт с чем-то через два передних бамперы или четыре емкостных сенсорных клавиши - Механизмы поднятия и падения – Root управляет маркером и ластиком, чтобы писать или стирать надписи на поверхности доски - Датчики света окружающей среды – Root воспринимает и может ориентироваться на источники света в комнате - Выход к свету и звуку – Root имеет 15 многоцветных светодиодов и динамики, которые могут быть использованы для обеспечения обратной связи о состоянии робота - Порт расширения – Root можно настроить с помощью новых усовершенствований оборудования, установленного на поверхности и интерфейса непосредственно с микроконтроллером робота.

Особенности ПО Square: - Многоуровневое программирование – опыт кодирования, подлежащий оценке, начинается с простых элементов и масштабирования к полному тексту программирования все в той же среде с ОС IOS - Интерактивная среда в режиме реального времени – нет необходимости в транслировании; программы, написанные на Square, выполняются в режиме реального времени. Программирование естественным образом, поэтому пользователи могут гибко адаптировать программу во время ее работы, чтобы сделать паузу, шаг, или добавить инструкции в любое время - Значение датчиков в режиме реального времени – предоставление пользователям постоянного доступа к тому, что робот видит и знает, способствует логическому мышлению и облегчает отладку программ робота - Правила на основе событий – приоритеты и назначенное прерывание может использоваться естественным образом, чтобы робот принял меры в ответ на реальные условия и события - Square будет доступен для скачивания в Apple App Store для использования с любым Ipad - Датчики iOS – Root можно использовать на хосте устройства с ОС iOS, что позволяет расширенное взаимодействие между роботом и пользователем - Приложение – студенты могут обучаться, изменять, создавать, совместно использовать доступ к неограниченному числу новых видов деятельности и функциям через сеть обмена программ и загрузку данных других пользователей.

Команда института Висс в настоящее время ищет учебный план и партнеров, чтобы начать устанавливать Root в каждом классе.