Статья об истории компании лего была напечатана в электронном издании популярная механика

Обновлено: 01.05.2024

Основатель компании Оле Кирк Кристиансен родился в бедной датской семье. Получив начальное образование, он стал работать плотником. Для Кристиансена кризисом стал 1932 год, когда из-за Великой депрессии закрылась фабрика, где он работал. В это же время у Оле Кирка умерла жена — он остался один с четырьмя сыновьями и нуждался в стабильном доходе. Отчаявшись найти работу, Кристиансен открыл компанию по производству гладильных досок, лестниц и деревянных игрушек. Предпринимателю помогал старший сын Готфрид, которому едва исполнилось 12 лет. Сначала компания выпускала разнообразные деревянные машинки, в основном грузовики, и детскую мебель.

Хорошее качество и отсутствие на местном рынке конкурентов сделали продукцию Кристиансена популярной, позволив ему к середине 1930-х годов увеличить штат до семи человек и задуматься о полном переходе на производство игрушек. В 1934 году молодая компания получила название LEGO — от датского словосочетания leg godt, что значит «играй хорошо» или «увлекательная игра».

Готфрид совмещал работу в компании отца с учебой. Оле Кирк видел в сыне потенциал и мечтал, чтобы тот получил достойное образование. Однако все сложилось иначе: в 1940 году Данию оккупировала Германия, и Готфриду остался небольшой выбор учебных заведений. Учиться в Германии он не пожелал — или, по другим данным, не получил разрешения, поэтому вынужден был вернуться на фабрику. В 1942 единственная фабрика компании пострадала от пожара. Предприниматель все же решил не сдаваться и принялся восстанавливать предприятие — в итоге он даже увеличил его размеры, отказавшись от всего ассортимента, кроме производства игрушек. В 1946 году компания стала выпускать знакомые нам теперь наборы детских кубиков с рисунками и буквами.

Уже с первых версий конструктора все его детали независимо от линейки можно было совмещать друг с другом — в дальнейшем этот принцип станет для LEGO одним из ключевых. К началу 1950-х годов в LEGO было уже 50 рабочих, компания производила более 200 видов игрушек — как из пластмассы, так и из дерева, а годовая выручка достигла полумиллиона крон. Большая часть продукции распространялась только на датском рынке, и Кристиансены задумались о дальнейшем развитии.

В 1951 году Оле Кирк оказался в больнице с инсультом, после которого ему не удалось полностью восстановиться. В это же время вышел первый фильм о продукции LEGO — это была, по сути, рекламная акция для привлечения покупателей. Также компания начала рассматривать проект нового завода, возведение которого начнется через год. Официально бренд LEGO был запатентован в 1954 году, после чего его название стало появляться на игрушках компании.

В это время Готфрид Кристиансен отправился в Англию и в пути пообщался с агентом по закупкам. В ходе беседы Готфрид задумался о создании игровой системы, которая поможет детям развивать фантазию. Он принялся разрабатывать принципы создания игрушек, которые сотрудники компании используют до сих пор. Главные из них — прочность, доступность, многообразие вариантов использования и удобство в распространении. Кроме того, игрушки должны были подходить детям любого возраста и пола. Вскоре были созданы наборы LEGO, с которыми дети могли строить собственные дома и города, добавляя элементы. Компания постоянно их развивала и дополняла меньшими наборами, что увеличивало пределы LEGO-мира и хорошо влияло на продажи.

В 1955 году Готфрид Кристиансен с набором LEGO System отправился на выставку игрушек в Нюрнберг, где потерпел сокрушительное фиаско. Впечатлился только закупщик, с которым Готфрид беседовал на пароме по дороге в Англию: он оценил, как наследник бренда LEGO собирается изменить рынок игрушек. Из-за проблем со здоровьем Кристиансена-старшего бразды правления компанией постепенно брал на себя его сын. Главной целью молодого предпринимателя было добиться доминирования на датском рынке игрушек. Вместе с помощниками он продолжал совершенствовать LEGO System и в 1958 году в конце концов разработал известную нам технологию крепления, надолго решив проблему соединения деталей.

В середине 1950-х Готфрид убедил отца уменьшить производство деревянных игрушек: в то время они постепенно уступали популярность пластиковым. В 1956 году началась экспансия в Германию, за ней последовали другие страны. В 1958 году умер основатель компании Оле Кирк Кристиансен. На посту руководителя его заменил Готфрид, который уже сделал себе имя и не собирался останавливаться на достигнутом. Он стал прекращать производство ненужных продуктов, фокусируясь на наиболее многообещающем направлении — игровой системе, построенной на кирпичиках конструктора LEGO. Кристиансен сократил выпуск игрушек из дерева: партии стали меньше, но все еще выпускались.

В 1960 году часть завода LEGO пострадала во время очередного пожара. Больше всего досталось производству деревянных игрушек, и восстанавливать это направление компания так и не стала. В это же время началась интенсивная экспансия в США и Канаду. В 1960-е годы в Беллунде открылся парк развлечений Legoland с огромными фигурами, созданными из деталей конструктора, и множеством аттракционов. LEGO в это время стала постепенно превращаться из семейной компании в бизнес-империю с отделами продаж, налаженной цепью поставок и системой управления.

В этот период больше внимания делам компании стал уделять сын Готфрида Кьелль Кристиансен. Как и отец, он с детства участвовал в семейном бизнесе: сначала выступал как своего рода фокус-группа, а позже стал выполнять отцовские поручения и работал менеджером. Таким образом Готфрид, по примеру отца, готовил себе смену — забегая вперед, можно отметить, что этот подход оправдал себя.

В 1970 году в компании начался кризис: первая волна популярности конструкторов схлынула, и продажи стали уменьшаться, причем у Готфрида не было новых дерзких идей по привлечению аудитории. Тогда часть функций отца с воодушевлением взял на себя Кьелль Кристиансен. Он усовершенствовал концепцию игровой системы, дополнив конструктор поездами с электрическим двигателем и заправками. Внук основателя компании увеличил число тематических линеек компании: в ней появились узконаправленные наборы. Компания нашла еще одно направление развития — наборы для подростковой аудитории.

В 1979 году Кьелль Кристиансен занял пост генерального директора компании. Первым делом он реорганизовал линейку конструкторов. DUPLO получила собственные серии, куда вошли персонажи сказок и мультфильмов и разнообразные волшебные элементы. Также под руководством Кьелля был устранен другой недостаток: у мини-фигурок людей появились выражения лиц и проработанные руки. Введенные Кристиансеном изменения позволили LEGO выйти из кризиса и снова демонстрировать стабильный рост продаж. Биографы семьи называют этот период «ударной пятнадцатилеткой»: начало 1980-х годов ярко продемонстрировало потенциал роста компании. Выручка росла в среднем на 10% в год, большинство новых наборов быстро раскупали, что позволяло внедрять в линейки новые элементы.

В начале 1990-х компания, как и прежде, демонстрировала рекордные показатели в отрасли и быстрыми темпами интегрировалась на рынки других стран, в особенности в Латинскую Америку. В 1998 году LEGO впервые за почти 70-летнюю историю сообщила об убытках в $48 млн. Главной проблемой компании оставалось неумение адаптироваться к новому времени: детям стали интереснее компьютерные игры и телешоу, чем игра с конструктором. Кристиансен, отчаявшись найти выход из ситуации, нанял кризисного менеджера Пауля Плаугманна. Он стал генеральным директором компании, Кьелль же сохранил должность президента, но занимался в основном разработкой новых наборов конструктора.

Новый гендиректор, искавший на рынке свежие ниши, заинтересовался киноиндустрией, и при поддержке Стивена Спилберга начался выпуск LEGO & Steven Spielberg MovieMaker — мини-киностудии, позволившей детям снимать мультфильмы с любимыми персонажами LEGO.

Следующим шагом стало возвращение к традиционным ценностям компании и воскрешение линейки DUPLO, которую в 2002 году заменили на Explore. Совет директоров перестал слепо диктовать дизайнерам свое видение продуктов — теперь они получили полную свободу в рамках системы. Каждую инновацию перед внедрением проверяли, чтобы избежать провалов «эры Плаугманна». Сотрудникам и топ-менеджменту сложно было объяснить, что они почти десять лет работали «неправильно». Компании пришлось покинуть центральный офис, а топ-менеджменту — пересесть на более скромные автомобили. В конце 2004 года Кристиансен покинул LEGO Group, на посту генерального директора его заменил Кнудсторп, который и до этого момента выполнял большую часть функций главы компании.

Новые конструкторы бренда снова стали разрабатывать при участии детских фокус-групп. К 2007 году выручка LEGO Group выросла до $275 млн. Через год в продаже появились новые наборы «Звездные войны» и «Индиана Джонс», что подняло продажи на 18,5% — кризис постепенно удалось преодолеть. В 2014 году LEGO стала активно рекламировать свои наборы с помощью полнометражных мультфильмов. Этот метод обрел популярность и вызвал несколько пародий, в том числе в мультсериале «Симпсоны». В 2015 году компания стала мировым лидером в производстве игрушек, обойдя Mattel.

История LEGO — яркий пример развития успешной компании, которая сумела вовремя найти свою нишу. С момента перехода к производству исключительно конструкторов компания оставалась одним из лидеров этого направления, демонстрируя стабильный рост и развитие. Проблемы возникли только тогда, когда изменились пожелания потребителей, а компания попыталась произвести мгновенные инновации, чтобы изменить рынок.

Защелкивающиеся кубики из пластмассы настолько прочно вошли в нашу жизнь, что сегодня словом LEGO часто называют модульную систему при описании сложных технических решений. При этом многие воспринимают знаменитый датский конструктор всего лишь как игру, пусть и развивающую. Однако уже 40 лет в школах разных стран мира созданные на его основе учебно-методические комплекты с успехом служат практическими пособиями на уроках физики, химии, биологии, математики, информатики и многих других дисциплин. В наши дни с помощью специально разработанных решений дети не только осваивают школьную программу, но и учатся справляться с задачами градостроения, робототехники и других областей «взрослого» знания.

LEGO Education: история создания конструкторов для учебы

Использовать популярный конструктор на уроках школьные учителя начали еще в 60-х годах XX века. Присмотревшись к этому опыту, спустя два десятилетия компания создала специальный департамент развития образовательных решений и выпустила целую серию конструкторов для школы и внеклассного обучения. Сегодня все они производятся под брендом LEGO Education.

В состав этих наборов входят как детали из стандартных серий, так и некоторые уникальные элементы. Сложность и комплектация зависят от возрастной группы, для которой предназначен конструктор. Особенность учебных наборов заключается в том, что с их помощью можно строить модели для постановки опытов в рамках школьной программы, собирать различные механизмы по прилагаемой инструкции и конструировать собственные. Поэтому во всех учебных наборах, помимо кубиков, есть учебно-методические пособия различной тематики и на разных языках.

Многообразие конструкторов LEGO и идей, которые можно воплотить с их помощью, кажется поистине неисчерпаемым. Но в основе этой бесконечности лежит единственный краеугольный камень, он же самозащелкивающийся кубик. Прототип современных кирпичиков в 1949 году разработал основатель компании Оле Кирк Кристиансен. В 50-х годах XX века его сын Готфрид значительно усовершенствовал конструкцию: помимо шипов на верхней плоскости кубикам добавили трубочки в нижней полой части. Это сделало сцепление значительно более надежным и не теряющим прочности даже через много лет. Именно благодаря такой конструкции можно строить из кубиков LEGO очень большие и сложные модели. Кстати, все современные конструкторы полностью совместимы с кирпичиками, выпускавшимися начиная с 1958 года.

В 1998 году в рамках направления Education был выпущен первый конструктор LEGO MINDSTORMS для создания программируемых роботов. Одновременно появилось и специальное программное обеспечение для управления ими. В состав наборов этой серии входит модульный микрокомпьютер, который управляет роботами, сервоприводы и датчики различного типа и назначения. Создавать алгоритмы для микрокомпьютера позволяет особый язык программирования и специальное фирменное ПО, которое устанавливается на настольный ПК, ноутбук или планшет. Именно с этим решением в Россию пришло понятие образовательной робототехники, которая закладывает у ребенка прочные основы системного мышления и позволяет ученику применять знания информатики, математики, физики, естественных наук, технологии, а также на практике знакомиться с инженерным творчеством.

В будущее – прямо из-за парты

STEAM-обучение – образовательная концепция, основанная на прикладном междисциплинарном подходе: школьные дисциплины интегрируются в единую систему обучения, где дети решают единую задачу, используя знания и навыки из различных предметных областей. STEAM – это аббревиатура, образованная из первых букв названий дисциплин, преподаваемых в рамках концепции: S – science (естественные науки), T – technology (технология), E – engineering (инженерное дело), A – art (искусство), M – mathematics (математика). На сегодняшний день STEAM-обучение признано одной из наиболее прогрессивных и эффективных образовательных концепций.

Набор SPIKE Prime, увидевший свет в 2019 году, позволяет наилучшим образом реализовать STEAM-подход к обучению.

Задачи, которые ученики решают в процессе коллективной работы над учебными проектами, состоят из двух частей: моделирования роботов или механизмов и последующего программирования их функций в среде Scratch с помощью приложения SPIKE. Именно так сегодня работает большинство взрослых специалистов, в какой бы области знания они ни были заняты.

Приложение SPIKE дополнено учебными курсами, которые отвечают требованиям российских государственных образовательных стандартов. Большинство проектов рассчитано на 45 минут школьного урока. Это позволяет учителям использовать обучающую платформу для ежедневных занятий по стандартной или расширенной программе.

Юные инженеры преобразуют городскую среду

Дети любят не только играть, но и соревноваться, общаться с ровесниками, заниматься общим делом, причем делать это в непринужденной, свободной обстановке. Детское любопытство, тяга к творчеству и созиданию лежат в основе международной образовательной программы FIRST LEGO League (FLL) для ребят от четырех до шестнадцати лет.

FLL — самое популярное международное робототехническое соревнование, которое проводится на базе конструкторов LEGO. Сегодня в нем принимают участие более 90 тысяч команд из 103 стран мира, в состязаниях участвуют более миллиона обучающихся. Соревнования проводятся в трех возрастных группах: 4–6, 6–9 и 10–16 лет. Участники в начале учебного года получают практическую задачу, на решение которой отводится 3–6 месяцев. Затем проект нужно представить на региональном, потом на национальном, а в случае успеха – на одном из мировых чемпионатов FLL. Каждый год посвящен решению определенной актуальной мировой проблемы.

В России соревнования проводятся с 2012 года. В феврале 2020-го в Красноярске под эгидой некоммерческой общественной организации «Лаборатория по робототехнике "Инженеры будущего"» состоялся самый масштабный всероссийский чемпионат, темой которого стало градостроительство. В соревнованиях приняли участие 1200 школьников – 185 команд из 45 регионов России и четырех стран. Участникам предстояло подготовить проекты по темам «доступность городской среды для разных категорий населения» и «рациональное использование пространств при плотной городской застройке».

Дом для всех

Абсолютным победителем чемпионата стала команда «Морошка» из Архангельской области, состоящая из ребят 8–9 лет. Они представили на конкурс проект «Дом для всех», в котором удобно и комфортно и детям, и взрослым, и пожилым, и людям с ограниченными возможностями.

Чтобы добиться поставленной цели, школьникам пришлось немало потрудиться. «Работа над проектом началась со знакомства с основами строительства и проектирования зданий. Каждый из ребят брал на себя изучение определенной темы, после чего они делились добытыми знаниями друг с другом на занятиях. Затем появился первый чертеж дома, который постепенно превратился в модель из деталей LEGO. По мере сборки возникали новые идеи, что-то меняли, что-то убирали. Когда собрали дом полностью, решили показать его специалисту и пригласили в студию архитектора. Так ребята провели первую презентацию своего проекта, а заодно получили ответы на оставшиеся вопросы. После этого дом разобрали и собрали снова, уже с учетом новых знаний, исправив все ошибки», – рассказывает тренер команды Ирина Чашина.

Отличительными чертами собранной школьниками модели стали подъезды с широкой автоматической дверью, пандусом, удобной лестницей с перилами и лифты особой конструкции. Во дворе устроены безопасная пешеходная зона и детская площадка, включающая зону для детей с ограниченными возможностями и небольшой скейтодром. Интересно, что попасть на площадку можно прямо из дома, не выходя на улицу.

Модель полностью выполнена из деталей LEGO Education SPIKE Prime. Многие ее элементы механизированы. Самые простые механизмы – это качели для детей с ограниченными возможностями и наклонный пандус на входе в подъезд. Использован и целый ряд механизмов с моторами и передачами. К примеру, автоматическая дверь подъезда приводится в движение механизмом с тремя передачами – зубчатой, коронной и передачей с зубчатой рейкой. В конструкции лифтов и подъемного крана использована ременная понижающая передача, а карусель для детей с ограниченными возможностями, спроектированная таким образом, чтобы она находилась на одном уровне с поверхностью земли, приводится в движение с помощью коронной понижающей передачи.

При этом все движущиеся механизмы управляются компьютером. Алгоритм их работы ребята программировали в приложении LEGO Education WeDo 2.0, а управление моделью осуществляется с помощью входящих в учебный набор датчиков и с клавиатуры ноутбука.

Кровля для жизни

Интересную градостроительную идею предложили школьники из Нижнего Новгорода – участники команды MeGAZ. Ребята спроектировали и построили из конструктора LEGO Education девятиэтажный четырехподъездный жилой дом с эксплуатируемой кровлей, на которой расположены зоны отдыха и спортивные площадки, перемежающиеся участками зелени.

Перед тем как приступить к реализации своей идеи, школьники провели опрос и выяснили, что жители их города хотели бы видеть на крышах своих домов. Исследование проводилось по всем правилам: были подготовлены опросные листы, после чего каждый из участников команды провел интервью со своими одноклассниками, жителями своего дома и прохожими на близлежащих улицах. В соответствии с результатами исследования и осуществлялась планировка крыши, которая состоит из четырех модульных зон: детской игровой площадки, спортивной площадки с игровым полем, беговой дорожкой и тренажерами, зоны отдыха с искусственным водоемом, газонами и летним кинотеатром, а также гостевой зоны, доступ в которую открыт как жителям дома, так и гостям. По сути, гостевая зона – это коммерческая территория, от которой ТСЖ может получать прибыль. Доступ в каждую зону обеспечивают лифты, выведенные на крышу прямо из подъездов. В перспективе ребята собираются добавить к проекту отдельный панорамный лифт, установленный на боковой стене здания для доступа в гостевую зону.

После опроса жителей участники команды встретились со специалистами Нижегородского строительного университета (ННГАСУ) и обсудили с ними свои идеи. В результате к первоначальному замыслу добавились новые детали: ограждения, лифтовые шахты с выходом на крышу, вентилируемое покрытие кровли и т. д.

«По замыслу ребят перед началом строительства дома будущие жильцы могут самостоятельно выбрать принцип зонирования кровли в соответствии со своими предпочтениями. Еще одна идея – большое количество зеленых насаждений на крыше. Это должно улучшить экологию города и снизить концентрацию углекислого газа в воздухе. А предустановленные системы очистки крыши от воды и снега позволят использовать природные осадки для повседневных нужд ТСЖ», – рассказывает куратор команды Людмила Федосова.

Этот проект реализует одну из наиболее востребованных концепций современного градостроения, которая пользуется популярностью в мегаполисах с плотной застройкой и дефицитом свободных площадей. Сегодня подобные архитектурные решения все чаще можно встретить в Китае, крупных городах США и Канады. С недавних пор озеленение и благоустройство крыш практикуют и российские архитекторы.

Безбарьерная городская среда

Проект команды Siberian Hearts красноярской средней школы № 149 решает одну из наиболее острых проблем современного города – организацию пешеходных переходов для людей с ограниченными возможностями. Ребята нашли оригинальный подход – прикрепили к пешеходному мосту монорельс, по которому перемещается подвесная кабина, похожая не те, что используются на канатных дорогах.

«Перед ребятами стояла задача: найти в городе проблемные точки и предложить решение. Поэтому свою работу они начали с консультации с руководителем проекта "Шаг за шагом" Натальей Каптелининой, которая и привлекла их внимание к проблеме, не имеющей решения уже много десятков лет: человек, передвигающийся на коляске, фактически не имеет возможности пересечь главную транспортную артерию города – улицу Вейнбаума», – рассказывает куратор команды Максим Турушев.

Проблема заключается в том, что конструктивные особенности пешеходного моста, соединяющего Театральную площадь с площадью перед зданием городской администрации, не позволяют оборудовать пандус или лифт. Юные инженеры предложили интересную альтернативу – закрепленный на несущей конструкции моста дугообразный монорельс с механизмом канатной передачи, который будет перемещать над дорогой оборудованную автоматическими дверями кабину. Останавливаться она будет на уровне тротуара, а для вызова горизонтального «лифта» достаточно просто нажать кнопку. При этом пользоваться необычным средством передвижения смогут не только люди с ограниченными возможностями, но и пешеходы с детскими колясками, велосипедам и т. д.

Участники команды уверены, что предложенное ими решение универсально и его можно использовать на любом пешеходном мосту. По мнению красноярских проектировщиков, проект имеет все шансы после некоторой доработки быть реализованным. Мэр города Сергей Ерёмин высоко оценил работу школьников и рассказал о намерении обсудить проект на совещании в городской администрации.

Конструкторы, обучающие материалы и образовательные программы LEGO Education помогают детям не только изучать предметы школьного курса, но и постигать их взаимосвязь, а также учиться командной работе и решению проектных задач. Такой формат образования как нельзя лучше готовит школьников к жизни в современном мире, где взрослым каждый день приходится решать тысячи задач на стыке дисциплин и использовать цифровые модели.

Статья посвящена необходимости организации курса обучения робототехнике на LEGO Mindstorms NXT для студентов инженерно-технического профиля.

Ключевые слова: робототехника, микроконтроллеры, программирование, LEGO.

Робототехника — область науки и техники, находящаяся на стыке механики, электроники и программирования. Сегодня разработки робототехники внедряют в различные направления человеческой деятельности: от военной техники и робоавтомобилей, до бытовой техники и детских игрушек. Действительно, робототехника сегодня одно из самых интенсивно развивающихся направлений науки и техники.

В связи с развитием роботов актуализировались проблемы обучения робототехнике на различных уровнях образования и различных возрастных категорий обучающихся. В колледжах, вузах внедряются курсы по робототехнике, ориентированные на условия учебного заведения: материально-техническая база, аппаратно-программное обеспечение, учебно-методическую поддержку и др.

Образовательная робототехника — сравнительно новая область, как в технике, так и в педагогической науке и занимается проблемами организации учебного процесса и внеурочной деятельности по обучению роботам. Организация процесса обучения невозможно без соответствующих образовательных ресурсов и средств.

Начиная с 1960-х годов, кубики LEGO использовали в школе для преподавания различных дисциплин. В 1980 году компанией LEGO было принято решение об организации отдельного департамента развития образовательных продуктов. В 1989 году департамент был реформирован и получил название LEGO Dacta.

Сегодня образовательная продукция компании LEGO выпускается под брендом LEGO Education. Отличительной особенностью продукции LEGO Education от традиционных конструкторов LEGO является сфера использования продукта: детские сады, школы и другие учебные учреждения, которые подразумевают участие в образовательном процессе профессионального преподавателя.

В основе всех продуктов LEGO лежит принцип «Learning by making» («обучение через действие»), предполагающий реализации циклической модели обучения, основанной на четырех образовательных составляющих: взаимосвязь, конструирование, рефлексия, развитие (рис. 1).

Рис.1. Циклическая модель обучения на основе образовательного оборудования Lego

«Взаимосвязь» предполагает, что пополнение багажа знаний происходит, когда вновь приобретенные опыт и знания удастся соединить с имеющимися или сделать их стимулом, отправной точкой для нового этапа обучения.

«Конструирование» подразумевает создание моделей и генерацию идей.

«Рефлексия» предполагает осмысление того, что сделано, создано, модифицировано, поиск словесной формулировки полученного знания, способов представления результатов опыта, путей его применения в комплексе с другими идеями и решениями.

Поддержка творческой атмосферы, эмоциональной и физической радости от успешно выполненной работы реализуется на этапе «Развитие» при выполнении более сложных заданий, способствующих углублению полученного опыта, развитию креативных и исследовательских навыков.

В этих словах выражена концепция образовательных программ LEGO Education, которые предоставляют все необходимые материалы для деятельностного подхода в образовании. Ученики получают возможность, играя, вырабатывать необходимые для жизни навыки, которым не всегда уделяется внимание на традиционных уроках. Поэтому для реализации курса робототехники были выбраны конструкторы серии LEGO Education. Для учащихся первой ступени обучения используются образовательные конструкторы LEGO Wedo, а для второй ступени — конструкторы серии LEGO Mindstorms NXT.

На каждой ступени обучения реализуется свой спектр целей и задач.

В дошкольном образовании в условиях организации предшкольной подготовки детей на базе школы (дети 5–6 лет) комплект реализуется с помощью таких средств обучения, как конструкторы LEGO®. Обучение LEGO-конструированию способствует развитию научно-технического мышления дошкольников, стимулирует детскую фантазию, развивает воображение и мелкую моторику рук детей, закладывает основы успешного обучения в общеобразовательной школе.

В начальной школе учащиеся переходят на новую ступень обучения с помощью конструкторов LEGO® Education WeDo™. Это позволяет детям 7–11 лет начать освоение робототехники, чтобы создавать и программировать собственные творческие продукты. С помощью конструктора младшие школьники познают особенности окружающего мира, исследуют и моделируют объекты окружающей среды, осваивают первые шаги построения алгоритмов. Работа с конструктором детей этой возрастной группы направлена на развитие гибкого, творческого мышления, речи и воображения.

Рис. 2. Базовый набор Lego Education Wedo

Учащиеся средней и старшей школы (12–17 лет), обладающие базовыми навыками конструирования моделей, самостоятельно программируют модели с помощью программы LEGO® Mindstorms® NXT. Работа с конструктором школьников этой возрастной группы расширяет возможности проектной и научно-исследовательской деятельности, обеспечивает интегрированную основу процесса познания научной картины.

Рис.3. Базовый набор NXT 2.0 LEGO Mindstorms Education

Для успешного обучения робототехнике студентов инженерно-технического профиля можно использовать робототехнический конструктор Lego Education, куда входят конструкторы Lego WeDo и Lego Mindstorms. LEGO Mindstorms NXT, снабженный входными портами для датчиков и выходными портами для исполнительных устройств, делающий робота программируемым, интеллектуальным, способным принимать решения.

Рис.4. Базовый набор Lego Mindstorms EV3 (45544) образовательная версия

В рамках формирования мотивации к исследовательской и проектной деятельности необходимо программирование микроконтроллера на основе программы «LEGO® Mindstorms® NXT Software», основанной на идеологии NI LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench) — среды прикладного графического программирования и инструмента для проведения измерений, анализа данных и последующего управления приборами и исследуемыми объектами. С таким инструментарием можно работать и начинающему, и профессионалу.

Возможность интеграции с LabView и MATLAB/Simulink позволяет использовать NXT в научно-исследовательских целях, в частности, при создании алгоритмов управления техническими системами. Так, когда алгоритм управления, основанный на математической модели, отлажен в одной из инженерных сред, интеграция с платформами MATLAB/Simulink или LabView позволяет в краткие сроки провести испытания на реальном объекте, без каких-либо дополнительных усилий.

Наши исследования показывают, что для реализации различных курсов по робототехнике на профильном уровне обучения необходимы эффективные технические средства обучения и учебно-методические разработки. Разработка актуального содержания курса робототехники требует адресное профессиональное обучение и систематическое повышение квалификации соответствующих педагогов.

Абдулгалимов Г.Л, Казагачев В.Н, Гулюта А. А. Обучение робототехнике: от элементарных понятий до программирования микроконтроллеров вузов // Новые информационные технологии в образовании: Сборник научных трудов 16-й международной научно-практической конференции «Новые информационные технологии в образовании» 2–3 февраля 2016г./ Под общ. ред. проф. Д. В. Чистякова. Часть 2.- М.: ООО "1С-Паблишинг», 2016. С. 309–311.
Белиовская Л. Г. Программируем микрокомпьютер NXT в LabVIEW. [Текст]: учеб. для школьников / Белиовская Л. Г., Белиовский А. Е. — М.: ДМК Пресс; 2010. — 280 с.: ил. + DVD.
Кремлев А.С, Зименко К.А, Боргуль А. С. Моделирование и программирование робототехнических комплексов. [Текст]: учебное пособие /А. С. Кремлев. Санкт-Петербург: Изд-во НИУ ИТМО, 2013. — 136 с.
Никитина Т. В. Образовательная робототехника как направление инженерно-технического творчества школьников. [Текст]: учебное пособие / Т. В. Никитина. Челябинск: Изд-во Челяб. гос. пед. ун-та, 2014. — 169 с.
Толстова Н. А., Бондаренко Д. А, Ганьшин К. Ю. Образовательная робототехника как составляющая инженерно-технического образования. // «Наука. Инновации. Технологии», № 3, 2013.
Филиппов С. А. Робототехника для детей и родителей. [Текст]: учеб. пособие для школьников / Филиппов С. А. — СПб. Наука, 2011. — 263 с.

Основные термины (генерируются автоматически): LEGO, NXT, MATLAB, базовый набор, ступень обучения, возрастная группа, инженерно-технический профиль, конструктор серии, успешное обучение, циклическая модель обучения.

Развитие роботостроения и робототехники в современном мире делает необходимым включение конструирования в систему дополнительного школьного образования. Конструирование детьми из специальных конструкторов, таких как Lego, имеет серьезный образовательный эффект.

В начале нового учебного года я узнал, что в Самаре в Аэрокосмическом университете имени академика С. П. Королева открылся областной центр робототехники R2D2 Самара. В робототехническом центре еженедельно проводятся мастер-классы, курсы для детей, курсы для педагогов и есть даже робототехнический лагерь на время каникул. Я стал посещать специальный курс для детей по робототехнике «Учись учиться», где мы изучали базовые понятия робототехники — робот, алгоритм, программирование, исследовали механические передачи и датчики. Все наши исследования и опыты осуществлялись с помощью специальной серии конструкторов «Lego» We Do.

Роботы и сама дисциплина — робототехника имеют те же базовые принципы, что и детские конструкторы, с которыми мы занимаемся в центре робототехники.

Основной целью настоящей работы является исследование детских робототехнических конструкторов на примере конструктора Lego и определение, являются ли такие робототехнические конструкторы образовательной платформой для детей дошкольного возраста и учеников младших классов.

Задачами работы являются: изучение литературы, интернет ресурсов и иных справочных материалы по робототехнике, робототехническим конструкторам, конструкторам Lego; выявление детские робототехнических конструкторов; установление факторов, определяющих необходимость робототехнического образования; определение предметов школьного образования «выигрывающих» от увлечения детьми робототехническими конструкторами; установление методом эксперимента у детей младшего школьного возраста способностей, которые развивают детские робототехнические конструкторы; разработка рекомендаций образовательным учреждениям о применении робототехнических конструкторов в системе дошкольного образования и образования начальной школы.

Я могу предположить и выдвинуть гипотезу, что конструирование детьми роботов из робототехнических конструкторов специальных серий, например, Lego, является образовательной основой многих предметов школьной программы и основой изучения робототехники в высших учебных заведениях.

Моя работа актуальна. Робототехника — это, несомненно, наше будущее, ставшее уже настоящим. Если ещё только в 1941 году известным писателем-фантастом Айзеком Азимовым были просто придуманы первые законы роботов, сегодня мы всерьёз пытаемся создать искусственный интеллект и нанороботов, а завтра роботы будут выполнять большинство работ за человека, то все что останется нам — создавать их. Поэтому робототехническое образование становится необходимым сегодня. Чем больше детей будут иметь представление о робототехнике, в том числе и на примерах игр в робототехнические конструкторы, те же самые Lego, тем прогрессивней будет наше общество. Чем больше детей будет интересоваться робототехникой, тем больше мы получим людей, увлекающихся таким науками как физика, математика, черчение, электроника, информатика, программирование.

Следовательно, разработка методов работы с детьми по основным и прикладным областям робототехники в том числе на основе робототехнических конструкторов имеет большое значение и актуальность.

Робототехника (от слов робот и техника; англ. robotics) — прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем.

Робототехника опирается на такие дисциплины как электроника, механика, программирование. Выделяют строительную, промышленную, бытовую, авиационную и экстремальную (военную, космическую, подводную) робототехнику [1,с.1].

Слово «робототехника» было впервые использовано в печати Айзеком Азимовым в научно-фантастическом рассказе «Лжец», опубликованном в 1941 году [1,с.1].

«Робототехника» базируется на слове «робот», придуманном в 1920 году научным фантастом и лауреатом Нобелевской премии Карлом Чапеком для своей пьесы Р. У. Р. Однако, интерес к идеям, схожим с робототехникой, наблюдался еще до введения этого термина [1, с.1].

Вне сомнений, робототехника представляет продолжение любой техники как явления. Желание автоматизировать любой труд — это естественное желание любого человека. Если спросить ученика школы, хотел бы он автоматизировать подготовку домашнего задания и переложить эти обязанности на робота, то любой ученик, имеющий представление о робототехнике, ответил бы утвердительно. Такие же процессы происходят и в нашей повседневной жизни. Роботы постепенно вытесняют человека из многих сфер его деятельности, предоставляя ему взамен новые возможности для приложения усилий.

Часть труда всего человечества, затрачиваемая на производство роботов и машин, автоматизирующих процесс, стремится к 100%. Уже сейчас усилия большинства наилучших современных роботов направлены на производство других машин: станков, автомобилей, компьютеров и т. д.

Ещё одна весьма интересная черта современной робототехники заключается в следующем.

Люди и роботы сильно отличаются в возможностях. И сейчас прогрессивная робототехника выражается в двух идущих навстречу процессах: развитие систем самостоятельного искусственного чего бы то ни было и вживление в человека различных имплантатов. Это делается для того, чтобы максимально приблизить возможности человека и робота, и наоборот.

В зависимости от назначения выделяют следующие основные типы роботов: промышленные (сварочные, покрасочные, погрузочно-разгрузочные, транспортные, сборочные); поисковые (для космических исследований, для чрезвычайных ситуаций); военные (для наземной разведки, для воздушной разведки, для наземных тактических операций, для воздушных тактических операций, для космического базирования, подводные роботы); бытовые (роботы-игрушки, для обслуживания детей, для обслуживания престарелых людей, роботы-охранники, универсальные бытовые роботы); исследовательские (роботы для игры в футбол, боевые роботы, роботы для изучения, обучения и взаимодействия с окружающей средой, роботы для изучения, планирования поведения и навигации) [2, с.21].

Роботы, которые участвуют в производстве, и любой робототехнический конструктор состоят из одних и тех же элементов.

Робот = Механика (манипуляторы, движители) + Сенсорика, датчики или сенсоры + Приводы + Система управления + Система взаимодействия с человеком + Система взаимодействия с другими роботами и оборудованием.

Давайте рассмотрим основные робототехнические конструкторы для детей.

Те, кто занимался в робототехнических центрах и кружках знают, что основным материалом для занятий (кроме хорошего настроения, творческого подхода и энтузиазма) являются конструкторы Lego WeDo и Lego Mindstorms. Недавно я заинтересовался причиной такого широкого распространения Lego. Ведь существует множество японских, китайских и других, более доступных, а порой и более дешевых конструкторов.

Такой выбор отнюдь не случаен. Что наиболее важно при работе детей с робототехническими конструкторами? Конечно конструктор должен быть в первую очередь интересен детям. А именно: быть способными реализовать любое желание или фантазию робототехника, быть удобными в использовании, приятно выглядеть. Lego специальных серий, по моему мнению, наиболее полно соответствует этим критериям. Например, совместимость конструкторов друг с другом — то есть, когда из нескольких наборов можно сконструировать что-то более интересное, чем написано в инструкции. Здесь наши возможности ограничены только воображением и количеством деталей.

Таким образом, наборы Lego являются комплексным, качественным решением для задач обучения роботехники для детей и подростков. Более взрослая аудитория, безусловно, также найдет для себя интересным работу с конструкторами Lego, однако это не единственные существующие варианты.

С различными конструкторами проводятся соревнования по робототехнике РобоФест, WRO — World Robotics Olympiad — всемирная робототехническая олимпиада, FIRST Tech Challenge, ABU ROBOCON, ELROB.

Разумеется, конструкторские предложения и других производителей вполне совместимы, обладают преимуществами, которых нет у Lego, и даже могут выполнять более сложные задачи. HUNA, Robobuilder, Robotics (модель Bioloid), Tetrix, Matrix, российский конструктор Амперка и многие другие конструкторы тоже имеют свои особенности, плюсы и недостатки, и, конечно же, при грамотном подходе смогут воплотить мысли человека в реальность.

Для детей дошкольного возраста игра в такой конструктор, способствует развитию мелкой моторики, представлений о цвете и форме и ориентировки в пространстве. Такое сочетание различного рода воздействий благоприятно отражается на развитии речи, облегчает усвоение ряда понятий и даже постановку звуков, так как развитие мелкой моторики оказывает стимулирующее влияние на развитие речедвигательных зон головного мозга [3, с.1].

Прежде всего, конструирование считается одним из важнейших средств умственного воспитания. Оно ориентирует на целостное восприятие будущей постройки, учит наблюдательности, умению обобщать, сравнивать, анализировать. Игры с кубиками расширяют математические представления ребенка о форме, величине, пространственных и количественных отношениях предметов. Занятия с конструктором способствуют развитию ценностных качеств личности, таких как целеустремленность, аккуратность, организованность и ответственность. Очень важно то, что ребенок начинает осознавать необходимость знаний о предмете для успешного конструирования его модели. Так, появляется очень важная для детей потребность — в новых знаниях об окружающем мире [3, с.2].

Конструирование также имеет большое значение для формирования правильной речи и письма в будущем, ведь оно способствует развитию мелкой моторики рук. Для развития моторики ребенка очень полезно собирать из блоков детского развивающего конструктора различные предметы. От мелкой моторики зависит, насколько хорошо будет развита не только речь и мышление ребенка, но даже его почерк.

Для учеников начальной школы занятия по робототехнике — это первый шаг на пути осознания важности своего обучения. В учебные программы робототехники для детей начальной школы входит изучение 3D-моделирования, программирования, алгоритмики, механики, основ электроники и микропроцессорных систем, устройства компьютера и программного обеспечения, безопасной работы в глобальной сети «Интернет», WEB-программирования (разработка и создание сайтов), физики, математики. Конструирование совместно с созданием 3D-моделей и проведение огромного количества экспериментов позволяют не только разработать мелкую моторику, усидчивость, приобрести навыки работы в команде, но и развить пространственное мышление и воображение, столь необходимые нам в повседневной жизни.

Включение в школьную программу робототехники позволит получить навыки в сфере робототехники и начать программировать с первого класса. Такие дополнительные занятия предоставят возможность знакомства с наиболее современными моделями роботов, возобновляемых источников энергии, систем управления.

Изучение робототехники в учебном процессе позволит применять самые передовые технологии и современные учебные программы, дающие ученикам возможность полностью раскрыть свой потенциал.

Областной центр робототехники R2D2 Самара, в котором занимаются дети нашего города сотрудничает с Самарским государственным аэрокосмическим университетом имени академика С. П. Королева (национальным исследовательским университетом), а также ведущими специалистами в области образования, что позволяет успешно проводить занятия и давать детям образовательный опыт.

Таким образом, гипотеза данной работы что конструирование детьми роботов из робототехнических конструкторов специальных серий, например, Lego, является образовательной основой многих предметов школьной программы и основой изучения робототехники в высших учебных заведениях является полностью доказанной и подтверждается тезисами настоящей работы.

2. Филиппов С. А. Робототехника для детей и родителей, Спб., «Наука», 2013. — 319 с.

Основные термины (генерируются автоматически): конструктор, ребенок, робот, робототехника, мелкая моторика, Самар, конструирование детьми, дошкольный возраст, образовательная основа, повседневная жизнь.

Компания Lego Group была основана Оле Кирком Кристиансеном (7 апреля 1891 – 11 марта 1958). Он родился в бедной фермерской семье в Ютландии, в Дании. Выучившись ремеслу плотника, в 1932 году основал компанию по производству предметов для повседневного обихода, таких как гладильные доски и лестницы. Большой прибыли компания не приносила и тогда вместе со своим сыном, Готфридом Кирком Кристиансеном, он занялся производством деревянных кубиков. Надо сказать, что эта идея не только помогла им удержаться на плаву, но и полностью изменила их жизнь. Новую компанию по производству игрушек Кристиансен назвал lego , соединив два датских слова — leg и godt ( играть и хорошо ).

Lego расширилось до производства пластмассовых игрушек в 1947. Кубики стали пластмассовыми с идентичными штырьками, что дало возможность соединять их друг с другом. Надо сказать, что идея таких кирпичиков была уже не нова и пользовалась популярностью у британских детишек. Изучив образцы британской литейной компании, Оле изменил дизайн кирпичика и начал штамповку абсолютно новых образцов. Они были не так прочны как деревянные, но зато соединялись без усилий и плотно прилегали друг к другу.

Так появились на свет первые конструкторы LEGO. После смерти Оле Кирка Кристиансена в 1958 году, компанию возглавил его сын Готфрид, который с большим усердием продолжил дело отца и вывел компанию на международный уровень. Но чтобы заинтересовать покупателей на внешнем рынке Готфрид решает создать целую игрушечную систему. Но у кирпичиков все еще были некоторые проблемы с технической точки зрения: их способность к захвату была ограничена, и они не были очень универсальны. В 1958 кирпичный дизайн былутверждён, но потребовались еще пять лет, чтобы найти правильный материал для него. Окончательный вариант кирпичика Lego был запатентован в 13:58 28 января 1958. Кирпичики того года все еще совместимы с современными.

Девиз компании Lego Group – «det bedste er ikke for godt», что означает «лучшее, никогда не слишком хорошо». Этот девиз был создан Оле Кирком, чтобы поощрить сотрудников. Самое главное для компании это качество выпускаемой продукции, на котором никогда не экономили. Девиз используется в пределах компании и сегодня, что позволяет сотрудникам гордиться своей работой. Качество пластмассы для игрушечного производства находится под чутким контролем и ценится покупателями всего мира.

С момента своего основания, Lego Group выпустила тысячи наборов со множеством тем, включая такие известные как Town, City, Space Police, Pirates of the Caribbean, Dino. Новые элементы часто выпускаются вместе с новыми наборами. Есть также наборы Lego, разработанные специально для девочек, например из новой серии Friends. Они состоит из маленьких взаимосвязанных частей, которые предназначены для поощрения творческого потенциала и прикладных навыков.

В то же время как есть наборы с военной тематикой такие как: Star Wars, немецкие и российские солдаты в серии Indiana Jones, зеленые солдаты из Toy story и рыцарские турниры из серии Kingdoms, но ни в какой линии нет наборов непосредственно на военную тему. Оле Кирк никогда не хотел видеть насилие и войну в игрушках.

С годами диапазон Lego расширялся. Стали использоваться дополнительные двигатели, механизмы, огни, датчики и камеры, которые широко представлены в серии Power Functions и Technic.

Отдельно надо упомянуть серии Bionicle и Hero Factory. Эти наборы предназначены для 7-16-летнего возраста. Детали героев имели характерные шарниры, которые помогали им выполнять все движения, характерные для человека и животных.

Один из самых больших наборов Lego, когда-либо поступивших в продажу, является Тадж-Махал из серии Large Scale Models. Количество деталей в наборе превышает 5900, а размеры самой конструкции составляют 51х41 см. На втором месте по количеству деталей стоит Тауэрский мост. В нём 4287 кирпичиков, а длина составляет 102 см.

В мае 2011 шаттлом Индеворо было доставлено 13 комплектов Lego на борт Международной космической станции, чтобы астронавты могли построить модели и изучить, как они реагируют в микрогравитации Космоса. Результаты экспериментов были разделены со школами как часть образовательного проекта.

Читайте также: