Projekty interaktywne budzą w dzieciach i młodzieży zainteresowanie techniką
Daniel Brillhardt wykorzystywał produkt firmy Lego- RoboLab podczas zajęć z uczniami klas czwartych szkoły podstawowej przez sześć lub siedem lat i przekonał się, że pomoce praktyczne są narzędziem wyrównującym poziom uczniów w różnym stopniu uzdolnionych nie gorszym niż… pomoce dydaktyczne. Konstruowanie robotów stanowi takie samo wyzwanie zarówno dla uczniów utalentowanych, jak i uczniów mających problemy z nauką, którzy uczęszczają razem na zajęcia.
– Zajmowałem się dzieckiem, które miało poważne problemy z czytaniem. Pokazaliśmy mu, jak 
programować roboty, aby mógł od tej pory wyrażać swoją kreatywność w taki sposób. Został gwiazdą całej klasy, na równi z uczniami nadzwyczajnie uzdolnionymi – mówi Brillhardt, nauczyciel ze Szkoły Gattis w Austin, w stanie Teksas.
ROBOTY Mindstorm firmy Lego pomagają przekazywać uczniom wiedzę z dziedziny fizyki, matematyki, techniki i technologii
Teraz pan Brillhardt czeka z niecierpliwością na zademonstrowanie swoim uczniom najnowszej wersji programu Mindstorm, NXT. Będzie ona miała swój debiut 1 sierpnia. Jako jeden ze 100 członków Programu Rozwojowego Mindstorms (Mindstorms Developer Program) miał szansę pomagać w kształtowaniu zabawki i przy okazji – nauczył się jej używać.
Uważa, że nowa wersja wzbudzi zachwyt i zainteresowanie fizyką i matematyką, co będzie niejako przygotowaniem gruntu dla uczniów wybierających w przyszłości kierunki techniczne. – NXT jest prostszy, działa bardziej na zasadzie „przenieś i upuść”. Wcześniej dzieci musiały najpierw połączyć wszystkie części, co zajmowało im dużo czasu i mogło wywołać frustrację – mówi Brillhardt.
Jego wysiłki pokrywają się z główną ideą wielu firm technologicznych, żeby obudzić zainteresowanie technologią u dzieci w każdym wieku. Globalizacja umożliwia setkom tysięcy chińskich i indyjskich inżynierów stanowienie skutecznej konkurencji dla ich amerykańskich odpowiedników, dlatego firmy starają się w coraz aktywniejszy sposób utrzymać nieprzerwany napływ uczniów technicznie uzdolnionych, którzy przeszli proces edukacyjny.
Te firmy również zastosowały podejście praktyczne, poczynając od szkół podstawowych, a kończąc na poziomie uniwersyteckim. Takie firmy jak Avnet są jednak głównie aktywne na poziomie szkół podstawowych, gdzie organizują i przeprowadzają różnego rodzaju konkursy. – Pięć lat temu ograniczaliśmy się jedynie do przekazywania pieniądzy – mówi Teri Radosevich, dyrektor działu stosunków społecznych dystrybutora, mającego swoją siedzibę w Phoenix.
Targi Nauka i Technika, organizowane przez firmę Avnet, to pozalekcyjna działalność dla uczniów ostatnich klas lokalnych szkół podstawowych (w Polsce odpowiednio dla gimnazjalistów – przyp. Redakcji).
Avnet nie jest osamotniony w swoich wysiłkach. Większość firm z sektora high-tech i towarzystw z nimi współpracujących poświęca swój czas i pieniądze na to, by stworzyć atmosferę zainteresowania wokół matematyki i fizyki, w nadziei, że pomoże to uczniom w budowaniu podstaw niezbędnych do wkroczenia w dziedziny techniczne. – Jeśli uczniowie nie zainteresują się tym we wcześniejszym okresie, potem będzie za późno, aby zacząć się zajmować inżynierią w college’u – mówi Radosevich.
Istnieją mocne dowody na to, że te programy docierają do uczniów. Ogólnoświatowa Olimpiada Robotów rozpoczęła się w 2004 roku i zgromadziła w zeszłym roku prawie 4000 drużyn.
Inicjatywy tych firm są wspólne również dla długofalowych programów prowadzonych przez takie towarzystwa, jak IEEE (Instytut Inżynierów Elektryków i Elektroników) i ASME (Amerykańskie Stowarzyszenie Inżynierów Mechaników), sponsorujące programy, jak np. Narodowy Tydzień Inżynierii. Inne grupy, jak Stowarzyszenie Inżynieryjno-Techniczne Uczniów Szkół Podstawowych (Junior Engineering Technical Society) skupiają się jeszcze bardziej na krzewieniu zainteresowania techniką i technologią w szkołach, ponieważ promowanie tych idei jest podstawą ich istnienia.
|
Konkursy na uczelniach w USA
Na poziomie uniwersyteckim zaangażowanie firm zwykle koncentruje się wokół przekazywania środków finansowych na określony cel, grantów na prowadzenie badań i odbywanie staży. Organizowanych jest jednak również kilka konkursów praktycznych.
W zeszłym roku firma General Motors połączyła siły z amerykańskim Departamentem Energetycznym, aby sponsorować konkurs Challenge X. W czasie tego trzyletniego konkursu, który zakończy się w następnym roku, drużyny uniwersyteckie starają się tak przebudować sportowy pojazd użytkowy, aby zminimalizować zużycie energii i emisję gazów, ale jednocześnie utrzymać lub poprawić jego użyteczność i osiągi. Konkurs zgromadził poparcie wielu firm, zaczynając od takich, jak Caterpillar, Freescale i National Instruments, a kończąc na mniejszych, jak Maxwell Technologies.
Podejście praktyczne wychodzi poza ramy uczelni do rządu federalnego i absolwentów, dzięki konkursowi Wielki Wyścig Robotów DARPA Grand Challenge. DARPA przenosi swój niezależny wyścig pojazdów do zwariowanego miejskiego środowiska. Zwycięzca 60-milowego wyścigu, zaplanowanego na 3 listopada 2007 roku, wygra główną nagrodę do wykorzystania na działalność dodatkową, w wysokości – 2 000 000$.
Podczas, gdy większość konkursów dysponuje dużo skromniejszą pulą nagród, dają one również satysfakcję, która przewyższa materialną wartość pieniędzy. – Momentem, w którym rozpierała mnie duma, była chwila, w której jeden z sędziów podszedł do uczestnika konkursu, podał mu swoją wizytówkę i powiedział: „mam dla ciebie pracę” – mówi Teri Radosevich z firmy Avnet. W Chandler-Gilbert Community w Arizonie 19. studentom przyznano stypendia w wysokości 1000$ z programu Avnet Technology Games. |
|
Roboty składane w najprostszy sposób
Lego sprzedaje swój zautomatyzowany system Mindstorm już 8 lat – niezwykle długo jak na produkt zawierający elementy elektroniczne. Nowsza wersja korzysta z postępów w rozwoju elektroniki i oprogramowania, a także z obserwacji producentów zabawek, psychologów i nauczycieli, którzy na co dzień widzą, w jaki sposób dzieci się bawią.
Najważniejszą rzeczą jest maksymalne uproszczenie produktu, aby ludzie, którzy dopiero zaczynają się interesować elektroniką, nie zniechęcali się, tylko tworzyli coraz bardziej skomplikowane projekty. – To, co kiedyś wymagało poświęcenia półtorej godziny czasu na złożenie, teraz zajmuje tylko 30 minut – mówi Soren Lund, dyrektor projektu Lego Mindstorms NXT. Udoskonalenia oznaczają, że zalecenia dotyczące wieku, od którego można używać produktu obniżyły go z 12 na 10 lat. – Jest prostszy i bardziej intuicyjny, więc ludzie mogą w krótszym czasie osiągnąć wyższy poziom zaawansowania zarówno w pracy ze sprzętem komputerowym, jak i w programowaniu – mówi Lund. W miarę jak rośnie ich poziom skomplikowania, są one wyposażane w coraz więcej opcji, pozwalających rozwijać dodatkowe zdolności, dodaje.
Oprogramowanie Robolab, oparte na graficznym środowisku programistycznym LabView, stworzonym przez firmę National Instruments, jest kluczową częścią kampanii promującej upraszczanie i zwiększanie możliwości. – Umieściliśmy specjalny intuicyjny interfejs w górnej części produktu LabView, który bardzo upraszcza korzystanie z niego – mówi Ray Almgren, wiceprezes ds. strategii produktu i kontaktów z uczelniami w firmie NI.
Kiedy firma Lego ujawni światu nową wersję produktu obecnego na rynku przez dłuższy czas, zacznie się w niej proces wprowadzania daleko idących zmian. – Wykorzystujemy wiele pomysłów użytych we wcześniejszych produktach, jednak żaden kawałek tworzywa sztucznego, sprzętu komputerowego czy oprogramowania nie został wykorzystany po raz drugi – dodaje Lund |
Czy to działa?
Podczas gdy projekty interaktywne rzeczywiście wydają się stymulować zainteresowanie i umożliwiać uczniom zagłębianie się w dziedzinę techniki na poziomie uniwersyteckim, nie istnieją jednak dowody, że służą one temu celowi długookresowo. Liczba osób przyjmowanych na studia inżynieryjne w ciągu ostatniej dekady nie uległa znacznym zmianom.
– Istnieje wiele czynników determinujących wybór kierunku na studiach – mówi Ray Almgren, wiceprezes ds. strategii produktu i kontaktów z uczelniami w firmie National Instruments, będącej partnerem firmy Lego Mindstorms z siedzibą w Austin.
Zwolennicy takich działań zgadzają się, że bez pomocy dużych firm, szkołom podstawowym ubogim w przedmioty o takiej tematyce będzie ciężko zaszczepić zrozumienie i właściwą ku temu ciekawość, które są nieodzowne w pracy przyszłego inżyniera.
Chociaż nie ma żadnej gwarancji, wysokość darowizn od firm i zaangażowanie w działalność wolontariacką rosną w ostatnich latach coraz szybciej. Jednym z największych programów skierowanych do uczniów szkół średnich jest program Dla Inspiracji i Poznania Nauki i Technologii (FIRST For Inspiration and Recognition of Science and Technology), stworzony przez twórcę pojazdu Segway – Deana Kamena (o tym ostatnim wsominaliśmy przy okazji relacji z NI Week 2006, Design News 10/2006, s.10 – przyp. redakcji). W programie skoncentrowanym wokół konstruowania zautomatyzowanych mechanizmów wzięło udział ponad 1100 drużyn złożonych z ponad 30000 uczniów. Do finałów odbywających się w Atlancie dostały się 343 drużyny i 8500 uczniów, co stanowiło znaczny wzrost w porównaniu z finałami zorganizowanymi w roku 1992, w których wzięło udział jedynie 28 drużyn.
Sponsorzy zwrócili uwagę na fakt, że otrzymali wiele opinii, pokazujących, że projekty wywarły niezatarty wpływ na uczniów i pracowników firm. – To bardzo przyjemne uczucie, kiedy przychodzi do nas jakaś drużyna i chce zrobić sobie zdjęcie z oprogramowaniem Autodesk – mówi Buzz Kross, wiceprezes działu rozwiązań produkcyjnych w firmie Autodesk Inc., mieszczącej się w Tualatin w stanie Oregon. Dostawca narzędzi cadowskich jest od kilku lat głównym sponsorem programu FIRST, który przekazuje narzędzia programowe wykorzystywane przez uczniów do budowania robotów.
Podczas, gdy głównym celem jest stworzenie zabawnego i ciekawego programu dla młodzieży, większość dorosłych, którzy zdecydowali się poświęcić swój czas temu wydarzeniu, uznała je za bardzo satysfakcjonujące. – Większość sędziów pytała, czy mogliby uczestniczyć w tej imprezie ponownie w przyszłym roku – mówi Radosevich.
Autor: TEKST: TERRY COSTLOW
