С высоты птичьего полета: зачем в школах управляют беспилотными аппаратами?

4 мая 2021 г.

Продолжая тему использования современных технологий в образовании, рассмотрим беспилотные летательные аппараты – дроны. Могут ли дроны помочь в изучении программирования или заинтересовать школьников в сельском хозяйстве? Какую пользу они приносят детям с особыми потребностями?

Согласно исследованию Research and Markets за 2020 год, мировой рынок услуг дронов вырастет более чем на 50% в течение следующих нескольких лет, что свидетельствует о востребованности этой технологии во многих областях. Сфера образования не отстает: школы по всему миру стремятся отвечать тенденциям технологического развития и вводят курсы и модули по управлению беспилотниками. Для чего же именно используются дроны в школах и что представляют собой такие занятия?

  • Видеосъемка и программирование

В школах Японии дроны начали появляться еще в 2015 году. В средней школе Ураясу (префектура Тиба) ученики, завершив курс пилотирования дронов, самостоятельно проводят видеосъемку местности и записывают ролик, демонстрирующий школу с высоты птичьего полета. Тестовые полеты проводятся в спортивном зале школы.

В списке востребованных специальностей лидирующие позиции давно и прочно занимает программирование. Один из интересных способов обратить внимание обучающихся на программирование – это применение дронов. В Японии ученики школы Синано (г. Иокогама) научились программировать дронов, защищая школу от «инопланетных захватчиков» – нарисованных на бумаге отрядов пришельцев. Для этого ученикам нужно было написать программу полета дрона и посадить его на необходимое место. По словам учителей, игровая форма проведения урока заметно повысила мотивацию учеников и привлекла к групповой работе даже детей, не заинтересованных в программировании. Так или иначе, подобные практики полезны для развития вычислительного мышления.

  • Сельское хозяйство

Применение дронов может приносить пользу обществу. Это доказывает программа EnLiST, запущенная Университетом Иллинойса (США) для местных школ. Старшеклассники, участвующие в программе, помогают местным фермерам использовать дроны для наблюдения за посевами, в то время как ученики начальной школы с их помощью ищут пропавших питомцев. В японской школе Тэнрю (г. Хамамацу), специализирующейся на изучении экологии и лесного хозяйства, управление дронами включено в обязательную программу обучения. Проводя видеосъемку местности, обучающиеся учатся определять природные опасности и должным образом на них реагировать.

  • Межпредметное обучение

Начальная школа Перегиан-Спрингс в Австралии также уделяет большое внимание знакомству с современными технологиями. Дроны, закупленные школой, распределяются между всеми классами и используются на уроках по разным предметам, включая математику, естественные науки и географию. Учителя около года экспериментировали, чтобы разработать эффективные методы интеграции дронов в учебную программу. «Я думаю, что в сфере образования мы находимся в начале эры дронов и понемногу нащупываем дорогу, – отмечает Дэнни Брук, одна из учителей школы. – Есть предметы, с которыми дроны идеально сочетаются, например информатика и математика, но вы также можете использовать их в обучении истории, географии и даже английскому языку». Дэнни показала, как дроны помогли ученикам четвертого класса при изучении эрозии почвы: с помощью беспилотников дети делали снимки эродированной земли и позже изучали их в классе.

Обучающиеся работают в парах, таким образом, есть два пилота: один ребенок управляет, а второй следит за батареей, поскольку при заряде 20% и ниже управлять дроном запрещено. Поэтому второй пилот должен оставаться сосредоточенным: он дает указания, когда приземляться, а также подбадривает первого пилота. «Это весело: через игру дети учатся комплексно решать проблемы и развивают аналитическое мышление. Они учатся настойчивости, точности и работе в команде».

Школы Нью-Джерси и Филадельфии (США) разделяют мнение о пользе навыков управления дронами для обучающихся. Такие устройства, по их мнению, позволяют связать изучаемое в школе с реальной жизнью. Занятия с использованием дронов различаются в зависимости от класса и темы урока: на уроке математики ученики начальной школы управляют беспилотниками и сажают их на нарисованные на полу числа, когда учатся математическим операциям, а восьмиклассники иллюстрируют принцип работы квадратных уравнений, фиксируя траекторию полета дрона. Одно дело – решить уравнение на бумаге, и совсем другое – увидеть, как формулы работают на практике и помогают соединить точки, вычислить координаты или построить график.

  • Обучение детей с особыми потребностями

Положительное влияние интеграции дронов отмечено при обучении детей с особыми потребностями. В школе для детей с интеллектуальными нарушениями в Токио (Япония) пилотирование дронов использовалось для того, чтобы развить у детей пространственную ориентацию, точность и навыки маневрирования. Администрация школы убеждена, что такая практика помогает учителям найти наилучший подход к детям с ограниченными возможностями, повышает мотивацию учеников и улучшает восприятие информации.

Ученики с ограниченными возможностями, использовавшие дроны, лучше справляются с заданиями и более вовлечены в обучение. На это указывают результаты применения дронов среди учеников начальной школы с аутизмом в Джерси-Сити (США). Благодаря успеху эксперимента дроны приобрели популярность во всем школьном округе Джерси-Сити, и на сегодняшний день в проекте приняли участие около трех тысяч учеников.

  • Вопросы безопасности

В одной из школ Северной Каролины тоже изучают естественные науки и математику с помощью беспилотных летательных аппаратов, что помогает решать задачи и сопоставлять их с реальной жизнью. Учителя рассказывают, что с помощью дрона и теоремы Пифагора ученики определяют расстояние между точками, а затем вычисляют скорость дрона. Но что особенно важно, на занятиях поднимается вопрос этики использования дронов. Обучающиеся обсуждают, насколько близко можно подлетать к людям и каким правилам нужно следовать при управлении дронами.

Вопрос безопасного и этичного использования дронов действительно актуален. Кроме обсуждения этой темы с детьми, еще до приобретения оборудования школа обязана выяснить, при каких условиях она может использовать беспилотные аппараты. Например, в Великобритании и ряде других стран образовательное учреждение обязано получить лицензию на коммерческую деятельность для публикации отснятых дроном материалов. Кроме того, каждая страна регулирует деление территорий, на которых можно и нельзя запускать беспилотные аппараты, в том числе с учетом расположения аэропортов. В Австралии с 2022 года вводится обязательная регистрация и аккредитация дронов весом более 250 г, управляемых в образовательных целях. При этом, чтобы проводить занятия по управлению дронами, учителям также может потребоваться лицензия: чтобы получить возможность вести уроки с применением дронов, учителя из школьного округа Колорадо-Спрингс (США) прошли двухнедельные курсы по пилотированию дронов и официально стали пилотами, сертифицированными Федеральным управлением гражданской авиации. Что касается России, согласно Постановлению Правительства от 3 февраля 2020 года № 74, разрешается запускать беспилотные аппараты весом до 30 кг на высоте до 150 м при условии соблюдения границ диспетчерских и охранных зон, а также зон проведения массовых мероприятий. Аппараты тяжелее 250 г подлежат учету, а о планируемом полете, его месте и времени необходимо уведомить соответствующие органы. В Москве полеты дронов запрещены.

Примеры широкого применения дронов учителями по всему миру демонстрируют востребованность этой практики. Навык управления дроном все чаще встречается в вакансиях в различных сферах: от картографии и видеосъемки до участия в спасательных и поисковых операциях. Более того, использование дронов позволяет применять принцип межпредметности в обучении, объединяя развитие навыков программирования и вычислительного мышления с изучением таких предметов, как, например, география. Связь пилотирования дронов с реальными ситуациями помогает сформировать у подрастающего поколения умение решать проблемы, в том числе путем интегрирования, казалось бы, совсем не связанных практик и областей знаний. Так умение обращаться с дронами и знание техники безопасности при их использовании постепенно становятся нормой современного обучения, наряду с обучением использованию 3D-принтеров и другого оборудования – производственного и лабораторного. Развитие навыков, востребованных в будущем, и, как следствие, формирование функциональной грамотности – это то, к чему нужно стремиться и обучающимся, и учителям.