4 февраля 2020

Игрушки для обучения программированию

Алексей Подболотов

Читатели возрастной категории «около 30», возможно, помнят школьные уроки информатики, где программирование (если оно вообще было) преподавалось на допотопных языках, вроде Basic и Pascal. Люди постарше, возможно, даже вспомнят языки «Алгол» и «Рапира». И если с последними вроде бы уже никто не сталкивается, то вот «Паскаль» де-факто до сих пор является самым популярным языком для обучения детей программированию в школах, несмотря на его возраст – ровно 50 лет. И «Бейсик», который на пару лет старше, встречается, хоть и реже. Да, в современной системе образования есть подвижки, и в некоторых школах в качестве учебного языка преподают что-то более современное, тот же Python, например. Но таких примеров катастрофически мало.

И казалось бы, что в этом плохого? Ведь детишки должны научиться алгоритмированию, а не созданию прикладных программных продуктов. Это как сравнивать основы физики с сопроматом. Однако, есть между этими науками есть различие. За весь процесс обучения в школе физика как наука не меняется (ну, почти), а вот в разработке ПО появляется что-то новое чуть ли не каждую неделю. И ученики, ни разу не сталкивавшиеся с современным воплощением программирования, не могут сразу применить свои знания на практике. Будь они хоть трижды победителями школьных олимпиад по информатике. И вот тут им, а особенно их родителям, на помощь приходят различные дополнительные кружки по программированию, секции по робототехнике, приложения и игрушки для самостоятельного обучения кодингу. В обиходе их еще называют STEM-игрушки, хотя это довольно обширное понятие, включающее в себя и всякие естественно-научные штуки.

Sphero Bolt

В статье про гаджеты для фанатов Star Wars я уже упомянул пластиковых «колобков» Sphero, управляемых со смартфона. Это отличные игрушки как для детей, так и для взрослых, и даже для их домашних питомцев.

Но в Sphero решили, что фокус на простой «развлекухе» и бесцельных играх не приведут компанию в долгосрочной перспективе к хорошим бизнес-показателям, потому что игрушкам свойственно надоедать. А вот обучение и контракты с образовательными учреждениями – дело совершенно другое. Подумали, да и сделали одного из своих «колобков» прозрачным (чтобы было видно внутреннее устройство), и поддающимся дрессировке, то бишь программированию. Модель назвали SPRK и начали договариваться с различными школами и кружками о том, чтобы дети учились программированию и азам робототехники на этих устройствах. После этого была модель SPRK+, а самым последним творением американской компании стала модель Bolt.

И надо сказать, роботы получились весьма неплохим именно с образовательной точки зрения. Прозрачный дизайн (у них даже зарядка прозрачная!) действительно может наглядно показать внутреннее устройство игрушки без необходимости её разбора. У версии Bolt, по сравнению со старыми, добавились дополнительные датчики (ИК, датчик света, магнитный датчик) и светодиодный матричный дисплей внутри. Но все-таки главное преимущество здесь в фирменном приложении Sphero Edu – оно позволяет юным программистам составлять простейший «код» на визуальном языке Scratch, а также писать настоящий код на очень распространенном языке Javascript. Владельцам устройств на iOS также доступно приложение Swift Playgrounds, в котором можно писать программы для этого робота на «фирменном» языке Apple – Swift.

Поле для возможностей здесь довольно обширное. Благодаря богатому набору датчиков и возможности двигаться абсолютно в любом направлении на плоскости, роботы Sphero являются отличным первым шагом для дальнейшего освоения инструментов с ЧПУ (числовым программным управлением): станков, граверов, 3Д-принтеров, и так далее. Для старта в проектировании беспилотного наземного транспорта подобный опыт тоже будет полезен. А если у вас есть несколько Bolt, то вы можете научить их «общаться» посредством ИК-излучателя и приемника.  Да и встроенный экранчик не будет лишним – на него можно выводить интересную анимацию и соотносить ее с движением, что уже создает задачу для юных проектировщиков интерфейсов. Кстати, к телефону устройство подключается по Bluetooth, здесь ничего нового.

Игрушку можно официально купить в России у некоторых крупных ритейлеров, и даже в онлайн-магазине Apple. Но если хочется сэкономить, то лучше все-таки приобрести его на площадке Amazon – с доставкой в Россию такой обойдется около 10 тысяч рублей. К слову, роботы BB-8, BB-9E и R2D2 из прошлой подборки про Star Wars тоже совместимы с приложением Sphero Edu, хоть и имеют меньше возможностей по программированию.

Управляемые модели LEGO

А еще в той же подборке мы рассмотрели набор LEGO, тоже посвященный Звездным Войнам. Этот набор, как и другие из линейки Boost, позволяет собирать различные движущиеся модели роботов, машин и даже гитару. Этими моделями можно управлять со смартфона, и даже программировать их на выполнение простейших задач, предусмотренных конкретной моделью. В качестве языка программирования здесь используется несложный графический интерфейс, позволяющий разобраться с ним даже первоклашке. Приобрести такой можно по цене около 10 тысяч рублей, и если у ребенка пока нет потребности к изучению «настоящего» программирования, то подобные наборы станут отличным подарком.

Но если простейшие задачки для незамысловатых роботов вашему ребенку уже не подходят, то у LEGO есть более подходящая серия – Mindstorms. Это название известно, пожалуй, любому уважающему себя гику, и вполне возможно, что при покупке такого набора играть им чаще всего будет именно родитель, а не ребенок.

Текущее поколение этой серии имеет название EV3, и хотя изначально он поставляется как набор для сборки конкретного робота, здесь на самом деле нет никаких ограничений. Свобода, как в обычном LEGO, только с «умным» функционалом : хочешь, строй железную дорогу с поездами, идущими по расписанию, а хочешь – бульдозер, автоматически собирающий в кучу все предметы, что он видит на полу. Или ходячую собачку, наподобие Sony Aibo. Или еще что угодно – конструктора здесь ограничивает только воображение и количество деталек. К слову, детальки здесь совместимы с «обычным» LEGO, так что не обязательно покупать каждый раз такие наборы для создания больших конструкций.

«Сердцем» всей этой роботизированной истории выступает специальный модуль EV3 с монохромным экранчиком и кнопками. Он поддерживает подключение множества датчиков (света, расстояния, ИК-приемника, гироскопа, цветового сенсора), а также моторов, сервомоторов и органов управления. Для этого он имеет по четыре порта ввода (считывают до 1000 показаний в секунду) и вывода информации. Он имеет 64 МБ оперативной памяти и 16 МБ встроенного хранилища. работает на базе ARM-процессора и видоизмененного дистрибутива Linux, что создает просто колоссальные возможности программирования. Для удобства блок подключается к ПК по кабелю USB, но так называемые «скетчи» или микропрограммы можно закидывать карту памяти microSD, которую процессорный блок считает. Есть здесь и USB-подключение для соединения нескольких EV3 в сеть, а также для установки модулей Wi-Fi и Bluetooth. Диапазон языков программирования здесь не так уж огромен, но выбрать есть из чего: NQC и RobotC (на основе языка С), Monobrick (C#), Coderz и LeJOS (Java), LabView и снова Swift. Для совсем ленивых здесь предусмотрены и приложения на все основные платформы.

И лишь цена наверняка расстроит всех тех, кто уже загорелся идеей покупки инженерно-программистского рая. В зависимости от места покупки, набор может обойтись в 22-25 тысяч рублей. К чести датчан, они не взвинчивают цены на российском рынке, и в отечественной рознице эти наборы Lego порой можно найти даже дешевле. На крупных американских распродажах (Черная пятница, Рождество, День независимости) на этот набор тоже бывают солидные скидки, однако все это не отменяет того факта, что это все равно очень дорогая игрушка.

Raspberry Pi

Ну и для совсем уж взрослых испытателей электроники можно посоветовать одну из самых лучших платформ для создания практически чего угодно. Хотите домашний сервер, скачивающий по вашему указанию файлы с (кхе-кхе) файлообменных сайтов? Пожалуйста. Елочную гирлянду, которая может пропеть и написать буквами «С новым Годом»? Получите и распишитесь. Игровую приставку, на которой можно запустить как игры Nintendo/Dendy и Sega, так и совсем уж олдскульные Commodore и Atari? Да запросто! Универсальную Wi-Fi колонку для всех стриминговых сервисов? Ну вы поняли.

Благодаря огромной распространенности и дешевизне, одноплатный компьютер «малинка» (так переводится слово Raspberry) в своей третьей версии стал уже чуть ли не символом современного самодельщика, наряду со схожим (но менее мощным) компьютером Arduino. На нее существует куча различных дистрибутивов операционных систем, скетчей, программ и многого-много прочего, что потянет на несколько немалых статей. Главное – лишь бы была фантазия и желание рукоделить. А уж в интернете наверняка найдется парочка-другая пошаговых гайдов для вашей цели. Кстати, о стоимости. В отличие от предыдущего мини-компьютера с обвязкой из многочисленных кусочков пластика, компьютеры Rspberry Pi имеют довольно демократичный ценник. Понятно что для полноценного творчества вам одного лишь компьютера не хватит, но все же официальная цена за одну плату около 3,5 тысяч рублей (с доставкой в РФ) даже с дополнительными тратами запросто уложит компьютер от LEGO «на лопатки». К слову, четвертая версия (около 4,5 тысяч рублей) вышла относительно недавно, и поэтому не получила еще пока такого широкого распространения. Её преимущества пока избыточны для большинства любительских проектов, но работать она будет все же пошустрее.

К тому же, на Raspberry существуют и неофициальные «клоны» по еще более привлекательным ценам, например – Orange Pi. Приобрести это поделие китайских инженеров (кстати, весьма неплохое по качеству), можно в районе полторы тысячи рублей с доставкой в Россию. При этом, большинство софта, написанного под «малинку», отлично работает и на «апельсинке».   

Fisher Price Code-a-Pillar

Небольшое отступление в конце, посвященное тем, кто в силу возраста пока тянет только на звание «погромиста», а не программиста. Развивающая игрушка от американской компании Fisher Price представляет из себя гусеницу, голова которой является основным движущим элементом. Присоединяя к ней «хвостовые» элементы, ребенок может заставлять её делать определенные действия: повернуть в нужную сторону, развернуться, включить свет, сыграть музыку определенного настроения, или воспроизвести звук. Каждая команда выполняется по очереди, от головы до хвоста. И как только гусеница выполнит все упражнения, она сыграет радостную мелодию.

Сегменты присоединяются друг к другу с помощью удобного разъема, при этом собрано все неплохо и явно рассчитано на детишек самого маленького возраста. Первокласснику такая штука быстро надоест, поэтому самым подходящим возрастом для этой гусеницы будет 3-5 лет. Благо тут речь идет как раз-таки не о программировании как таковом, а об умении создавать алгоритмы и заставлять игрушку двигаться по своему желанию.
Покупка такой гусеницы на Amazon обойдется в сумму около шести тысяч рублей с доставкой в РФ.

Заключение, или немного о здравом смысле 

Словосочетание «войти в айти» уже успело стать мемом. Модные профессии, связанные с разработкой, пытаются освоить все: и стар, и млад. И когда у взрослых не получается стать программистом или дизайнером интерфейсов, они направляют свои усилия на то, чтобы уж хотя бы их дитятко в этой области преуспело.

Зачастую родители ведут своих детей в подобные кружки, даже не задумываясь о том, а нужно ли это ребенку, и хочет ли он этого. Как заведенные, они твердят мантры о том, что «у программистов зарплаты высокие» и «за этим будущее». Люди с более широким кругозором даже приводят в пример слова Стива Джобса о том, что каждый человек должен учиться программированию, чтобы научиться «думать». Да вот только эти люди не вспоминают, что Стив сказал сразу после: «Это как учиться юриспруденции. Не все люди после этого должны становиться юристами, но это учит вас думать по-особенному». И да, многие знают, что из «двух Стивов» (Джобс и Возняк) как раз-таки Джобс был не силен в программировании. Что не помешало ему стать значимой персоной.

Разработка софта – очень важный аспект современной жизни, и сфера IT все еще испытывает голод кадров, но это вовсе не значит, что все дети мира лишь по этим причинам должны в раз стать программистами. Может показаться, что этим заключением я перечеркиваю полезность всех вышеописанных устройств и сервисов, но это не так. Я не пытаюсь никого отговорить от подготовки ребенка к той или иной специальности. Но не стоит забывать и о том, что у ребенка могут быть свои способности и наклонности, и склонять его насильно к тому, что он не любит, определенно не стоит. В долгосрочной перспективе эта тактика все равно будет проигрышной, причем как для выросшего из него взрослого, так и для всего окружающего его социума. Ну а если ребенок действительно проявляет интерес к тому, как работают программы и роботы, то в нынешнее время выбор инструментов для погружения в эти сферы просто огромен. И возможно, что какие-то из рассмотренных сегодня помогут ему в этом.