USTEM FOUNDATION: Как развивается робототехника в Казахстане?

USTEM FOUNDATION  — это общественный фонд, который занимается всесторонним развитием STEM в Казахстане и Центральной Азии. В новом материле мы поговорили с руководителем фонда — Асылбеком Мурзахметовым о работе фонда и основных сложностях развития сферы образования.

Асылбек — edupreneur, выпускник программы Open World, тренер сборной Казахстана по робототехнике.

---

Что такое STEM и зачем это нужно?

Понимание STEM у всех разное. Например, в обычной сельской школе мне преподавали физику, химию, биологию, математику и другие предметы, но они были разделены и казались не связанными. Изучение биологии воспринималось как отдельная вселенная, хотя в реальной жизни все науки переплетены. Изучая анатомию, необходимо понимать физику, химию, математику и биологию. Мы считаем, что STEM — это междисциплинарный подход к изучению научных явлений, которые встречаются в реальном мире.

STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics) образование — это модель, объединяющая естественные науки и инженерные предметы в единую систему.

В ее основе интегративный подход: биологию, физику, химию и математику преподают не по отдельности, а в связи друг с другом для решения реальных технологических задач. Такой подход учит рассматривать проблемы в целом, а не в разрезе одной области науки или технологии.

Кроме того, STEM-образование включает проекты, реализуемые в школах. Эти проекты фокусируются на мультидисциплинарности. Например, в одной из алматинских школ ученики решали проблему грузоперевозок. Они посетили логистические компании, узнали о проблемах, с которыми сталкиваются водители, и разработали устройство, использующее камеру и специальные часы для отслеживания частоты пульса и моргания водителя. При определенных показателях устройство распыляет эфирные масла, чтобы помочь водителю не заснуть. Конкретно в этом примере задействованы информатика, программирование, математика, физика и биология. Таким образом, объединив знания из разных дисциплин, команда нашла решение реальной проблемы.

Направления USTEM Foundation

Мы занимаемся не только робототехникой, но и космическими технологиями, ракетостроением, дроностроением. Наша деятельность стремительно растет таким образом, что в стенах одного фонда, всем направлениям становится тесно, поэтому под каждое мы уже открываем отдельные фонды, со своей отдельной экосистемой.

К примеру, буквально на днях родился новый новый общественный фонд Ashyq Aspan. Совместно с Energo Universtiy мы провели первый в Казахстане чемпионат по гонке дронов по международному стандарту MultiGP, в котором приняли участие 5 стран — Казахстан, РФ, Польша, Беларусь и Грузия. Самому юному пилоту — 10 лет. 

О работе с детьми

В рамках международной программы FIRST, дети решают реальные задачи. Например, тема прошлогоднего сезона была посвящена энергии. Казахстанские команды в течение сезона (с сентября по февраль) решали проблемы энергетики. Каждая команда должна не только найти решение, но и презентовать его представителям индустрии. 

Компании, в свою очередь, оценивают реалистичность решения и его потенциальное внедрение. Опираясь на комментарии компаний, команды дорабатывают проекты и представляют их на конкурсе. Соревнования включают презентацию проектов коллегии жюри, где оценивается идея, качество реализации и применимость проекта.

Дети в младшей и средней категориях  в рамках соревнований FIRST LEGO LEAGUE придумывают и собирают что-то из конструктора LEGO, затем рассказывают о своем изобретении. Судьи оценивают их по четырем равнозначным направлениям — это их инновационный проект, дизайн робота, игра робота и основные ценности команды. Так у детей  развиваются навыки коммуникации, коллаборации, лидерства и уверенности. Они изучают основы программирования, механику и алгоритмы, внедряя их в свои проекты. 

Главная цель — автоматизировать построенное. 

В старшей  школе в рамках соревнований FIRST Tech Challenge обучение углубляется, проекты усложняются. Помимо перехода от LEGO к настоящим «железякам», добавляется такой критерий, как «польза обществу». Молодые робототехники учатся устранять проблемы и находить решения, полезные для общества и планеты. 

Так, некоторые команды открывают образовательные журналы или YouTube-каналы, выезжают в сельские школы и детские дома для обучения, некоторые находят за рубежом списанное оборудование для робототехники и привозят его в Казахстан. Таким образом, в соревнованиях для старшеклассников жюри оценивает не только результаты в робототехнике, но и социальную пользу, которую несёт команда.

Основные сложности

В Казахстане мы проделали большую работу по популяризации робототехники. Однако найти финансирование на специальное оборудование, организацию мероприятий и поездки на соревнования бывает сложно. 

Необходима поддержка родителей, государства и меценатов. Важно создать законодательные условия и обеспечить доступность робототехники во всех школах. 

Из улучшений на сегодня, например, кабинеты робототехники стали обязательным элементом в школах. Но проблема в том, что во многих школах эти кабинеты пустуют, а наборы пылятся. Учителя зачастую боятся трогать дорогостоящее оборудование, не имея должной компетенции. Мы решаем эту проблему посредством популяризации соревнований и повышения престижа робототехники среди учителей и школьников. Но подход должен быть комплексным.

Робототехнику нужно вводить в основное образование в рамках STEM. Например, пора реформировать такой предмет, как «Труды» (или официально — «Технология») в сторону плавного перехода от традиционного производства к цифровому.

Также актуальна проблема нехватки учителей и тренеров. Для ее решения недавно мы запустили социальную программу для университетов, где любой студент может получить обучение по STEM и робототехнике. Сейчас пилотная версия проекта реализуется совместно с СДУ, где обучаются более ста STEM-преподавателей. Промежуточные результаты уже радуют.

Если раньше такое обучение получали только информатики, то сейчас это не менее актуально для всех учителей. В будущем мы планируем расширять программу на другие университеты, чтобы ежегодно выпускать качественных тренеров и учителей.

Помимо подготовки кадров, мы планируем запустить несколько программ с соревнованиями для учителей в университетах. 

Если продолжим в том же темпе, через 10-15 лет увидим большие результаты. 

Мы получаем много запросов от индустрий, которые хотят решать свои специфические задачи с помощью робототехники. Однако важно сохранять фокус, так как организация масштабных соревнований и коммерческие проекты представляют собой абсолютно разные сферы, каждая из которых требует особого подхода и внимания. Сейчас наш фокус на образовании.

Программа FIRST и опыт США

Я хотел бы добавить про историю возникновения программы FIRST, которая является основным направлением деятельности нашего фонда. В 1980-х в США была серьезная проблема — им не хватало инженеров, способных быстро решать сложные проблемы. В то же время, в мире происходил технологический прорыв — появление интернета и новых технологий, требующих дальнейшего развития и управления. Великая держава столкнулась с дефицитом кадров и начала исследовать причины этой проблемы.

С высшим образованием проблем не было, поэтому специалисты переключили внимание на школы. Выяснилось, что школьные предметы преподносились скучно. Это явление не было свойственно только США, оно было и зачастую остается актуальным для всего мира. Химию, физику и математику часто воспринимают как предметы для «задротов» и «ботаников».

До сих пор в классе из 20-30 учеников лишь 5-6 могут быть заинтересованы в науке. 

Многим школьникам непонятно, какие социальные преимущества даст им  наука. Сегодня всем подросткам  кажется, что снять пару смешных роликов в Тик Ток и стать блогером легче и быстрее, чем старательно решать задачи по математике и делать проекты, чтобы добиться успеха. Что ж, преимущества науки не всегда очевидны, и на первый взгляд она действительно может показаться скучной.

Изучая глубже среднее образование, исследователи обнаружили, что в Америке школьники без ума от спортивных секций, и быть в команде по  баскетболу, футболу или регби — престижно и круто.  Школьники-спортсмены демонстрировали лучшие успехи и легче поступали в престижные колледжи. 

Так, исходя из исследований, они пришли к основному выводу — что необходимо делать науку более привлекательной, добавив к ней ключевой элемент, присущий спортивным секциям — это здоровый азарт и свою экосистему с соревнованиями. В настоящее время в Казахстане мы получили поддержку от 10 университетов, таких как СДУ, ПГУ, IT университет, Сатпаев университет и другие. Они предоставляют нам гранты, которые мы распределяем среди победителей наших конкурсов. Таким образом, участвуя в соревнованиях, дети получают хорошую возможность учиться бесплатно. Все это делается для того, чтобы укреплять соревновательный дух, повышать мотивацию и продолжать активное развитие STEM-образования в Казахстане.

Цели на ближайшие 3-4 года

Большая цель – развитие регионов. В этом году мы уже провели более 30 соревнований в разных регионах Казахстана. Важно, чтобы такие мероприятия проводились в каждом регионе, и участие в них было доступным для всех детей. Например, в больших городах ежегодно проводится не менее 7-8 соревнований. Для школьников из Алматы достаточно просто отправиться в соседнюю школу, чтобы поучаствовать в соревнованиях и представить свой проект. Однако для команды из Жезказгана поездка на чемпионат становится настоящим вызовом. Им нужно искать средства и спонсоров для поездки, а также освободить несколько дней для участия. 

К сожалению, соревнования не охватывают все города. Мы сейчас разрабатываем специальную систему, благодаря которой в каждом регионе будет представитель, организующий соревнования. 

В этом году мы уже провели соревнования практически во всех регионах Казахстана, более 30 из них уже успешно завершены. 

Например, в Кульсары соревнования прошли дважды, а в Туркестанской области проводятся ежегодно, включая даже поселки. Благодаря нашим представителям мы сможем охватить всю страну и сделать соревнования доступными для всех. 

Мы видим много успешных примеров из регионов, например, команда из Семея в этом году заняла первое место на Центрально-азиатском финале, после чего отправилась в Сингапур и там также одержала победу. Обычные дети из регионов начали заслуживать признание на международной арене. 

Если раньше ведущие места занимали команды из НИШ, КТЛ, РФМШ и других специализированных школ, то сейчас ситуация значительно преобразилась.

Во-вторых, хотим провести крупные международные соревнования по робототехнике в Казахстане до 2027-2028 годов. Еще одна наша цель — использовать опыт и знания для помощи государству в модернизации образования и пересмотра содержания многих предметов. Мы стремимся сделать предметы максимально актуальными и полезными для школьников.

И конечно же, хотим подготовить достаточное количество учителей и тренеров, которые понимают, как использовать свои знания и школьное оборудование. Основная миссия — поднять человеческий капитал, помочь каждому казахстанцу улучшить качество жизни. Программы робототехники — быстрый и удобный способ достичь этой цели.