Как создать кружок робототехники: от первой встречи до выставки

Если коротко, как создать кружок робототехники: сначала подготовь основу — руководитель кружка, постоянный кабинет и время, пронумерованные наборы и одобрение администрации школы; затем набери участников, показав работающего робота; первые четыре недели семестра посвяти бесплатным базовым проектам, остальные — командным проектам, а завершить семестр стоит выставкой. Получается четыре этапа: подготовка, реклама и набор участников, проектный цикл в течение семестра и выставка. Кружок держится не на количестве оборудования, а на ясной структуре. Когда у каждой встречи есть порядок, у каждого участника — роль, у каждой команды — цель на неделю, а в конце семестра есть что показать, кружок начинает работать почти без подталкивания.

Эта статья — об организации кружка: чек-лист подготовки, статьи бюджета, первая встреча на 60 минут, роли в кружке, календарь семестра на 14 недель, управление командными проектами, выставка и передача кружка на следующий год. Если нужно содержание, то есть какую схему собирать на какой неделе, с этим справится 8-недельный план по робототехнике с блочным кодом. О сборке самих роботов читай в статьях про робота-машинку, робота, объезжающего препятствия, и робота, следующего по линии. Примеры условные: допустим, в средней школе открывается кружок на 16–20 участников, который собирается раз в неделю на 60 минут.

4 этапа создания кружка робототехники

1. Подготовка (за 3–4 недели до начала семестра): определи руководителя кружка, кабинет и время встреч, количество наборов, систему хранения и школьные разрешения. Итог этого этапа — план кружка на одну страницу: цель, день и время, число мест и дата выставки в конце семестра.
2. Реклама и набор участников (1–3-я недели): короткая реклама, первая встреча вокруг работающего робота и две пробные встречи. Состав утверждается в конце 3-й недели; за это время случайные участники отсеиваются сами собой.
3. Проектный цикл в течение семестра (4–13-я недели): сначала недели, когда все собирают одни и те же бесплатные проекты и осваивают основы, затем цикл, в котором команды по 3–4 человека выбирают свой проект и движутся к недельным целям: поставить цель, собрать, проверить, задокументировать, обновить доску.
4. Выставка (14-я неделя): каждая команда показывает работающий проект за своим столом, выступает 3 минуты и получает оценку по критериям. Выставка — это финиш семестра и одновременно реклама кружка на следующий год.

Чек-лист подготовки: до открытия кружка

У всей подготовки одна цель: на первой встрече ученики должны запустить что-то работающее за 10 минут. Если на компьютерах не установлена Arduino IDE, наборы не пересчитаны или кабинет в последний момент отдали под другое мероприятие, первое впечатление теряется, и на вторую встречу приходит меньше учеников. Перенеси список ниже на бумагу и напиши рядом с каждым пунктом дату и ответственного; когда список выполнен, всё, что нужно кружку на первый семестр, готово.

• Руководитель кружка: человек в школе, который отвечает за кружок. Быть экспертом в электронике не обязательно; достаточно того, кто регулярно приходит на встречи, хранит ключи от наборов и кабинета и общается с администрацией. По возможности пусть второй учитель будет запасным руководителем, чтобы кружок не останавливался во время болезни или экзаменов.
• Кабинет и время: кабинет с достаточным числом розеток, столами, которые можно сдвинуть в группы, и запирающимся шкафом; постоянный слот на 60 минут раз в неделю. В большинстве школ встречи сразу после последнего урока повышают посещаемость. Забронируй кабинет на весь семестр в самом его начале.
• Наборы и хранение: один набор с Arduino Uno на команду из 3–4 человек, пронумерованные коробки и коробка с запасными деталями. Список набора, раскладку шкафа и цветовую маркировку мы подробно разобрали в статье о том, как устроить школьную лабораторию Arduino; кружок может работать по той же системе.
• Компьютеры и программы: по компьютеру на команду с установленными Arduino IDE и драйверами плат, пронумерованные USB-кабели. Если установкой программ в школе занимается системный администратор, отправь ему список для установки за две недели.
• Школьные разрешения: в зависимости от правил школы для кружков и внеурочной деятельности — одобрение администрации, папка кружка или заявление; если встречи проходят вне уроков, письмо родителям и форма согласия; отдельная строка в форме согласия про выставку и фотографии. Порядок отличается от школы к школе, поэтому сначала уточни его в учебной части.
• Правила безопасности: в первые недели все схемы питаются от USB, то есть от 5 V; батарейки и адаптеры используются только под присмотром руководителя, на этапе роботов с моторами. Прочитай список правил вместе с учениками на первой встрече и повесь его на стену.
• План кружка: одна страница: цель, день и время встреч, число мест, руководитель, календарь семестра и дата выставки. Эта страница пригодится для учебной части, для родителей и для рекламного плаката.

Составляя бюджет, сначала перечисли статьи и только потом начинай сравнивать цены. В таблице ниже нет цифр, потому что цены зависят от поставщика и времени, зато видно, какая статья нужна к какому сроку, а какая может подождать. Для первого семестра по-настоящему нужны первые четыре строки. Шасси роботов и драйверы моторов должны прийти только к началу командных проектов, то есть до 5-й недели; материалы для выставки можно купить ближе к концу семестра. Если школьного бюджета не хватает, приложи эту таблицу к плану кружка на одну страницу, когда обращаешься в родительский комитет, к местным предприятиям или за грантами на проекты.

Реклама и набор участников: кто, сколько и как?

Самая действенная реклама — не плакат, а работающий робот. Если на перемене 10 минут гонять в коридоре робота, который поворачивает, увидев препятствие, интереса будет гораздо больше, чем от объявлений во всех классах. На плакате оставь три факта: чем занимается кружок («Собираем роботов и электронные проекты, опыт не нужен»), когда встречи и где пройдёт первая. Число мест задаёт количество наборов: с 6 наборами можно взять 18 участников в командах по 3 человека или максимум 24 в командах по 4; в командах больше четырёх кто-то всегда остаётся зрителем. Если записалось слишком много желающих, проведи жеребьёвку или заведи лист ожидания, но первые две встречи оставь открытыми для всех. Эти две встречи — пробные недели: ученики видят, что такое кружок, а ты видишь, кто действительно останется. Утверди состав в конце 3-й недели и собери короткую анкету участника: имя, класс, был ли опыт программирования, интересы (роботы, звук, свет, измерения) и согласие родителей. Колонка интересов пригодится, когда на 5-й неделе будут формироваться команды.

Первая встреча: порядок на 60 минут

В этом порядке два критических момента. Первый — демонстрация: если двигающегося робота нет, ничего страшного. Добавить зуммер к датчику расстояния из проекта Измерение расстояния HC-SR04 (вывод в порт) или сыграть предупреждающий сигнал с помощью проекта Работа с зуммером — эффект тот же. Ученикам важно увидеть, как датчик что-то замечает, код принимает решение, а выход на него реагирует. Второй — мини-проект: все должны уйти с первой встречи, запустив что-то своими руками. «Мигающий светодиод» и «Светофор» в BlueGrays полностью бесплатны, вместе с блоками; ученики открывают проект на телефоне и по порядку проходят шаги в режиме «Собираем вместе»: подготовить детали, собрать схему, загрузить код, проверить. Так вместо объяснений 6 командам сразу ты подходишь к тому столу, где не получается. Последние пять минут всегда оставляй на пересчёт: первой привычкой кружка должно стать то, что коробка возвращается в шкаф в полном составе.

Роли в кружке: у каждого своё дело

Роли нужны не для иерархии, а чтобы разгрузить руководителя и дать каждому участнику место в кружке. В кружке на 16–20 участников руководитель, который в одиночку пересчитывает наборы, фотографирует, помогает командам и ещё планирует выставку, выдыхается за несколько недель. Роли ниже — на уровне кружка; внутри каждой команды есть ещё роли сборщика, программиста и чтеца, которые меняются каждую встречу. Во время пробных недель роли в кружке временные; в конце 4-й недели выбери их заново среди постоянных участников и закрепи до конца семестра. Важнее всего роль наставника: ученик, который занимается в кружке второй год или быстрее других проходит базовые недели, подходит к застрявшей команде раньше руководителя. Это сокращает очередь к тебе, а наставнику помогает закрепить знания, объясняя их другим.

Календарь семестра на 14 недель

В календаре четыре блока. Первые четыре недели все собирают одни и те же бесплатные проекты и осваивают основы; это ещё и пробные недели, Premium никому не нужен. С 5-й по 10-ю неделю команды по 3–4 человека выбирают и собирают свои проекты. Недели 11–13 — подготовка к выставке: проверка, доработка, документация и репетиция выступления. 14-я неделя — выставка. Содержание каждой встречи базовых недель можно взять из недель плана с блочным кодом; проекты в таблице идут в том же порядке, что и в этом плане.

Выбор командных проектов: баланс амбиций и времени

Когда на 5-й неделе формируются команды, большинству учеников хочется самого большого робота. Твоя задача — не погасить это желание, а уместить его в шесть недель сборки. Проще всего начинать выбор с «Подбора проекта» в BlueGrays: команда отвечает на три вопроса (что хочется сделать, какая есть плата и какой опыт), а приложение предлагает лучшее совпадение, другие подходящие варианты и бесплатный проект для разминки на тех же деталях. Как это работает, мы рассказали в статье какой проект на Arduino собрать следующим; командам, которые целятся на конкурс или научную выставку, пригодятся и эти идеи проектов для научной выставки. Для команд, которые хотят робота, естественный порядок такой: познакомиться с датчиком в проекте Измерение расстояния HC-SR04 (вывод в порт), попробовать движение в проекте Работа с сервоприводом, а затем перейти к полноценному роботу, например Робот, объезжающий препятствия или Машинка на L298N с управлением по Bluetooth. Есть и сильные варианты без робота: проекты вроде Парктроник на HC-SR04 или Бесконтактное мусорное ведро на Arduino (HC-SR04 + сервопривод SG90 + светодиод) привлекают на выставке много внимания при меньшем числе деталей. Пусть каждая команда выберет двух кандидатов и сравнит их по этим критериям:

• Время: проект должен укладываться в 6 недель сборки по 60 минут в неделю и оставлять команде хотя бы две недели на проверку и исправления.
• Детали: все ли детали есть в кружке или они придут до 6-й недели? Проект с недостающими деталями первые две недели просто ждёт.
• Работает по этапам: проект должен оживать по частям. Пусть робот-машинка сначала просто крутит колёсами, потом измеряет расстояние, и только затем одно соединяется с другим; тогда на дне прототипов на 10-й неделе будет что показать.
• Распределение ролей: в проекте должно хватать работы со схемой, кодом и документацией на всех; не выбирай проект, где вся работа ложится на одного человека.
• Ценность для выставки: посетитель должен за 30 секунд понять, что делает проект, и что-то попробовать: поднести руку к датчику, нажать кнопку, порулить с телефона.
• Запасной план: если основной проект к 10-й неделе не заработает, определи уменьшенную версию, которую всё равно можно показать; например, схему предупреждения с датчиком расстояния вместо робота.

Недельная доска прогресса и шаблон документации

Проще всего следить сразу за 6 командами по одной доске, которую видят все. Её можно вести на бумаге (таблица на стене, по строке на команду и стикеры) или в онлайн-таблице, которой школа уже пользуется; главное, чтобы на неё смотрели в начале и в конце каждой встречи. В начале капитан команды записывает цель недели одним предложением, в конце хранитель доски обновляет статус. У статуса всего три значения: «Сделать», «В работе», «Готово». Самая ценная колонка — «Препятствие», потому что она показывает, что руководителю нужно решить до следующей встречи: недостающую деталь, неисправный датчик, строку кода, которую никто не понимает. Рядом с доской у каждой команды должен быть шаблон документации; эта одна страница, которая заполняется в течение семестра, станет источником и для карточки проекта на выставке, и для темы в категории «Руководство», которой вы поделитесь на Форуме. Ниже — пример доски на 8-й неделе, а за ним — поля шаблона.

• Название проекта и цель одним предложением: что-то вроде «Робот, который останавливается и поворачивает, когда появляется препятствие»; без жаргона.
• Список деталей: каждая деталь с количеством; для резисторов и светодиодов — номинал и цвет.
• Подключение: какая деталь к какому пину подключена, цвета проводов и чёткое фото схемы сверху.
• Как это работает: три предложения в порядке «почувствовать, решить, действовать» и строка кода, где принимается решение.
• Журнал ошибок: дата, симптом, что пробовали, результат. Лучшая история для выставки обычно берётся отсюда.
• Фото недели: одно фото на каждую неделю сборки, без лиц, названия школы и личных данных.
• Следующий шаг: что можно было бы добавить, будь у команды больше времени? Эта строка попадёт в список идей проектов на следующий год.

BlueGrays Premium в кружке: все на одном проекте с пакетом для педагогов

Все проекты базовых недель в BlueGrays бесплатны; во всех 60 бесплатных проектах (по 20 на каждую платформу) открыты схема, список деталей, код, блоки и «Разбор кода». А вот в командных проектах появляются Premium-проекты: робот-машинка, парктроник, проекты с сервоприводом. Самый аккуратный способ дать каждому участнику открыть одну и ту же страницу проекта на своём телефоне — пакет для педагогов; в приложении раздел называется «Пакеты для педагогов». Руководитель один раз покупает пакет в разделе «Профиль › Пакеты для педагогов» через свой аккаунт App Store или Google Play, коды появляются в разделе «Мои коды», и каждый код даёт Premium одному участнику. Пакеты не продлеваются автоматически, участникам не нужно привязывать карту, а неиспользованные коды не сгорают. В кружке участники часто приходят и уходят, поэтому обычно лучше подходит годовой пакет: у каждого кода в годовом пакете 6 передач, в месячном — 1. Выбор между месячным и годовым пакетом мы подробно разобрали в статье месячный или годовой пакет для педагогов; вот практические правила для кружка:

• Раздавай коды после пробных недель. Первые четыре недели идут на бесплатных проектах, поэтому выдай коды в конце 4-й недели ученикам, чьё участие подтверждено. Срок начинается в день активации кода; код, выданный слишком рано, остаётся у ученика, который потом уходит из кружка.
• Считай пакеты по постоянным участникам. Допустим, постоянных участников 16: 2 годовых пакета по 10 кодов дают 20 кодов — 16 для участников, 1 для твоего аккаунта и 3 в запасе для тех, кто присоединится в течение года. В пакете на 10 кодов цена на одного ученика примерно на 20% ниже, чем в пакете на 5 кодов; актуальную цену для твоей страны видно на экране «Пакеты для педагогов».
• Передавай код при уходе участника. Если участник уходит в середине семестра, отмени его код кнопкой «Передать» в разделе «Мои коды»: создаётся новый код с оставшимся сроком, и его можно отдать новому участнику. Premium у прежнего участника в этот момент заканчивается; предупреди об этом заранее.
• Действуй открыто. Имя, имя пользователя, email и фото профиля участника, активировавшего код, видны руководителю, выдавшему этот код, — так понятно, кто каким кодом воспользовался. Расскажи об этом участникам и родителям до раздачи кодов.
• Спроси о подписках в магазинах. Участник с действующей подпиской Premium через App Store или Google Play не может активировать код; отдай код, когда подписка закончится, а до тех пор код подождёт.
• Знай, чего нет. В приложении нет панели, которая показывает руководителю прогресс участников по проектам, и нет заданий. Статус команд отслеживается по доске прогресса, а законченные проекты — по отметке «Сделано» на странице проекта, которую показывает участник, и по шаблону документации.

Проекты руководителя: от выставки до Форума

Если у кружка есть собственный проект (например, сигнализация влажности почвы для школьного сада или гоночный робот, которого кружок дорабатывает годами), руководитель может поделиться им в BlueGrays через «Учёба › Форум › Новая тема» в категории «Руководство»: добавить фото схемы (до 5 изображений), вставить код через «Добавить код» и прикрепить готовые проекты или компоненты, которые в нём используются. Тема публикуется на том языке, на котором работает приложение; она не переводится автоматически и не появляется в списке проектов, но ссылку на неё можно отправить в группу кружка кнопкой «Поделиться». Готовые проекты передаются так же — кнопкой «Поделиться» на странице проекта; участники сохраняют их через «В избранное» и открывают в «Мастерская › Избранное». Этот путь мы подробно разобрали в статье как вести занятия по своему проекту на Arduino. Тот же путь — хорошая цель для выставки: если на 13-й неделе поделиться с аккаунта руководителя несколькими лучше всего задокументированными проектами семестра в виде тем в категории «Руководство» на Форуме, команды увидят, что собранное ими может помочь и другим пользователям. Разделы шаблона документации «цель», «подключение», «как это работает» и «список деталей» уже составляют текст темы.

День выставки: расстановка столов, 3-минутное выступление, оценивание

Раздели пространство выставки на три зоны. Зона столов: по столу на команду, спереди — карточка проекта A4 (название проекта, цель одним предложением, список деталей и простая схема «как это работает»), сзади — удлинитель; неподвижные проекты ставятся вдоль стены. Зона трассы: площадка 2 × 2 метра, размеченная скотчем на полу, для двигающихся роботов, несколько картонных коробок в роли препятствий и, если есть робот, следующий по линии, трасса из чёрной изоленты. Пит-стоп: запасные батарейки, запасные провода, компьютер и наставник; сломавшийся проект чинят здесь, а не снимают с выставки. За каждым столом всегда остаётся хотя бы один участник команды, пока остальные по очереди ходят к другим столам. Напиши на карточке, что посетителям можно трогать («Поднеси руку к датчику»), и проследи, чтобы со столов не свисали кабели. Каждая команда готовит выступление по 3-минутному шаблону ниже; его повторяют для новых посетителей и засекают время, когда подходит жюри.

Оценивание не обязательно превращать в соревнование; смысл в том, чтобы стало видно, чему научилась каждая команда. Собери жюри из руководителя, ещё одного учителя школы и наставника; каждый член жюри проводит у каждого стола 5 минут: 3 минуты выступления и 2 минуты вопросов. Для оценки подойдёт таблица из 6 критериев из статьи критерии оценивания проектов на Arduino: сборка схемы, код и изменения, понимание и объяснение, процесс отладки, документация и выступление, организация и командная работа. Если в кружке нет оценок, используй критерии для обратной связи и напиши каждой команде две сильные стороны и одно предложение. Вместо одного первого места несколько небольших наград вроде «самая поучительная история ошибки», «самое понятное выступление» и «самый аккуратный монтаж» делают видимыми и усилия команды, чей проект работает не до конца. Положи для посетителей карточку с одним вопросом: «Какой проект тебе больше всего хочется попробовать?» Эти карточки подскажут, какой проект показывать, когда будешь рекламировать кружок в следующем году.

Мотивация и преемственность: как перенести кружок на следующий год

• Система наставников: на первые четыре недели закрепи за каждым новичком наставника. Наставником может быть участник второго года или тот, кто быстрее других проходит базовые недели. На следующий год нынешние участники становятся наставниками, и кружку не приходится каждый год начинать с нуля.
• Маленькие и частые победы: в конце встречи отмечай одним предложением каждое «Готово» на доске. Команда, у которой шесть недель ничего не работает, теряет мотивацию; поэтому так важно выбрать проект, который работает по этапам.
• Любопытство вне встреч: желающие участники могут каждый день понемногу продвигаться с «Вопросами дня» в BlueGrays и спрашивать о том, что не получается, в разделе «Форум». Ничего из этого не обязательно; это открытая дверь для любопытных.
• Промежуточные цели: день прототипов на 10-й неделе даёт командам настоящий дедлайн до выставки. Если в школе есть небольшая возможность показать себя, например родительский вечер или неделя науки, добавь её в календарь.
• Папка передачи дел: в конце семестра собери папку: список участников и ролей (в соответствии с правилами школы о защите персональных данных), результаты пересчёта инвентаря и список недостающих деталей, шаблоны документации и журналы ошибок команд, как на самом деле прошёл календарь на 14 недель, что сработало и что нет, кандидаты в наставники и идеи проектов на следующий год. Если кружок пользовался пакетом для педагогов, запиши и неиспользованные коды из раздела «Мои коды»; они не сгорают и переходят на следующий год.
• План на второй год: новые участники снова начинают с базовых недель; участники второго года становятся наставниками и переходят к более сложным проектам — беспроводному управлению, проектам с дисплеями или Wi-Fi на ESP32.

В первый год создание кружка робототехники требует усилий; со второго года основную часть работы берут на себя роли, календарь и папка передачи дел. Для начала не нужны большой бюджет или команда экспертов: хватит кабинета, нескольких пронумерованных наборов, плана на одну страницу и работающего робота на первой встрече. Если хочется посмотреть бесплатные проекты для базовых недель, а также пошаговые схемы и код для командных проектов, начни с раздела «Обзор» › «Проекты» в приложении BlueGrays.