С чего начать учить ребенка робототехнике: интервью с создателем «РОББО Клубов»
Естественное стремление айтишника — приобщить ребенка к программированию и робототехнике как можно раньше. О том, как это сделать и с чего начинать, мы спросили Павла Фролова, основателя компании «РОББО» и сети образовательных клубов «РОББО Клуб», а с недавнего времени — и сети частных школ ROBBO Academy Future Skills.
Павел собаку съел на обучении детей разных возрастов сложным техническим концепциям. Под катом — о том, как лучше преподнести технические знания ребенку, а также о его личном подходе к школьному образованию.
Но сначала несколько слов о «РОББО». Изначально это разработчик и производитель образовательной робототехники на свободном программном и аппаратном обеспечении. Лидерский проект Агентства стратегических инициатив (АСИ). По факту свои продукты они разрабатывали при поддержке Фонда содействия инновациям.
С помощью ROBBO 50 000 детей обучаются в 130+ кружках ROBBOClub.Ru и более чем в 300 школах 20 стран мира (США, Европа, СНГ, Азия).
«РОББО» дважды выигрывала конкурс Google RISE Awards, конкурсы правительств Финляндии (FinLanding) и Японии (Fukuoka Startup Day). И до кучи получила премию правительства Санкт-Петербурга за лучший инновационный продукт и звание «Лучший социальный проект — 2018». Ну, а Павел Фролов — создатель и вдохновитель всей этой истории.
— Начнем с главного вопроса: есть ли у вас готовый рецепт, как увлечь, допустим, пятилетнего ребенка технологиями?
— Готовой пошаговой инструкции, которая подошла бы на любые случаи жизни, вам, конечно, никто не предложит. Но к изучению технологий стоит подходить с того же ракурса, что и к любому другому предмету, — с заинтересованности. Надо показать, например, что намного интереснее не играть в компьютерные игры, а создавать их. И конечно, надо действовать последовательно. Дети в таком возрасте в наших клубах сначала играют в технологии, потом начинают их изучать, а потом — создавать.
— А есть базовый набор знаний, необходимый на старте для развития в этой сфере?
— Здесь первичны знания в области программирования, схемотехники и микроэлектроники. Важны навыки работы с компонентами электронных устройств, программирования электронных устройств, в том числе роботов.
— Насколько рано можно изучать программирование и с чего начинать?
— В своих образовательных учреждениях мы с пятилетними детьми изучаем визуальный язык программирования Scratch, базовый для изучения «взрослых» языков.
Интерфейс редактора Scratch 3.0
Scratch помогает заложить основы составления алгоритмов и подходов. На этом этапе важно развивать логику и математическое мышление. А также понять основы создания компонентов любой программы (кодирование, отладка, модульное и интеграционное тестирование).
Когда ребенок еще не умеет читать, можно начать с Scratch Junior, добавить 3D-ручку и разные конструкторы для развития моторики и логики. Тут важно понимать, что что-то серьезное давать не стоит.
Начиная с 7 лет идеальны Scratch, Arduino. Когда возможности Scratch будут исчерпаны (это 10 лет и выше), можно переходить на Arduino IDE, Python, C# и все, что душе угодно.
Снимок экрана Arduino IDE с примером кода
По контроллерам это ESP и продвинутые версии Arduino. Что именно выбрать в том или ином случае, зависит от задачи. Под одни хорошо подходят чистые языки, под другие — игровые движки, эмуляторы, фреймворки и много-много всего.
Одна из популярных версий Arduino — микропроцессорная плата Arduino nano
— Все рекомендованные вами платформы широко доступны. Почему же у нас до сих пор нет повального увлечения робототехникой, сравнимого с компьютерными играми?
— Arduino, Scratch все же не так доступны и распространены, как компьютерные игры. Про игры знает каждый школьник. Они вовлекают друг друга, а родителям не надо прилагать никаких усилий, чтобы занять ребенка. В программировании и робототехнике все наоборот: дети узнают об этих направлениях преимущественно от взрослых — от родителей, которые приводят детей в кружок или на онлайн-курс, или от продвинутого учителя технологии. Чтобы освоить те же Arduino и Scratch, нужны помощь и объяснения взрослых. В итоге, чтобы увлечься, и родителям, и детям нужно приложить больше усилий, чем они тратят, когда просто скачивают очередную компьютерную игру.
В последние несколько лет ситуация стала меняться. Открывается больше кружков программирования и робототехники. Дети, которые их посещают, делятся своими впечатлениями и проектами со сверстниками, те, в свою очередь, тоже приходят заниматься. Появился большой запрос со стороны родителей, которые хотят дать ребенку всестороннее образование и сами ищут и изучают информацию по теме. Много делается для популяризации технического образования в рамках Национальной технологической инициативы: проходят Олимпиада НТИ, соревнования WorldSkills, мероприятия Кружкового движения НТИ.
В рамках нацпроекта «Образование» школы должны модернизировать уроки технологии — перейти на современные программы и оборудование.
Процесс идет медленнее, чем хотелось бы. Но это важнейший фактор для популяризации программирования и робототехники.
— Вы активно выступаете за использование свободного аппаратного и программного обеспечения в таком «тематическом» образовании. Чем оно лучше?
— Статус СПО означает, что все схемы и коды бесплатные и лежат в открытом доступе.
Большинство робототехнических кружков использует оборудование на закрытых технологиях — так ребенок не может разобрать «до винтика» конструктор, на котором учится, и понять, как он работает.
Мы стараемся учить детей так, чтобы каждый мог разобраться в устройстве программного и аппаратного обеспечения, причем не только по схеме «разобрал и собрал», а разобрал, улучшил и собрал что-то принципиально новое.
Свободное программное обеспечение как раз и предполагает выход за рамки каких-то платформ и лицензионных решений. Это свобода для творчества и изобретателя. Это возможность докопаться до сути технологии. Поэтому мы в своих кружках и в ROBBO Academy Future Skills используем СПО.
— А что именно вы используете? Какие-то собственные наработки?
— В первую очередь это «РОББО Робоплатформа» и «РОББО Лаборатория». Для тех, кто еще с ними не сталкивался, «Робоплатформа» — это модульный конструктор, использующийся в обучении программированию и робототехнике. Он помогает как детям, так и взрослым быстрее понять идеи, лежащие в основе работы с микроконтроллерами и обработки информации с датчиков.
»РОББО Платформа» и «РОББО Лаборатория»
«РОББО Лаборатория» затрагивает немного иной аспект. Она состоит из платы с датчиками и программируемыми сенсорами, которая упакована в прочный прозрачный картридж, чтобы дети могли видеть содержимое и разобраться в микроэлектронной части. Собирая с датчиков информацию и обрабатывая ее на компьютере, учащиеся могут лучше понять суть «интернета вещей».
Дополнительно мы планируем использовать центр прототипирования «РОББО Протос», включающий помимо 3D-принтера лазерный гравер и фрезерный станок, а заодно 3D-принтер Mini и наборы схемотехники на базе Arduino.
Павел на стенде демонстрирует работу «РОББО Платформы» и 3D-принтера Mini
— Есть ли какие-то наборы, кроме ваших, которые вы можете порекомендовать для обучения?
— Вот тут как раз в конце июля подвели итоги конкурса на лучшее учебное оборудование, который проводили Агентство стратегических инициатив и Ассоциация рынка артиндустрии. По его итогам 35 средств обучения и воспитания будут включены в каталог «Рекомендовано для обучения и воспитания детей». Могу посоветовать руководствоваться этим рейтингом. Пока официально каталог не опубликован, но список оборудования, которое будет включено, можно найти в протоколе конкурса.
Я рекомендую собирать наборы для обучения программированию самим, на открытом коде и свободном оборудовании. Это немного сложнее, но в дальнейшем принесет гораздо больше пользы.
— А можете посоветовать обучающие приложения по программированию, чтобы именно они (а не родитель) вели ребенка по предмету?
— По Scratch приложений нет, есть множество программ по C++ и C#. Но, честно говоря, не могу что-то рекомендовать.
Я убежден, что намного эффективнее для детей начинать осваивать программирование с хорошим преподавателем и в группе сверстников. В нормальном кружке или онлайн-курсе 100% детей получают результат — не просто знание, а самостоятельно написанные программы.
Доля детей, которые действительно могут освоить программирование самостоятельно, с помощью обучающих симуляторов, очень мала.
Чаще всего это зря потраченное время. К обучающим программам можно переходить в подростковом возрасте после прохождения ряда курсов и освоения азов программирования.
— Тогда, может быть, есть что-то, что поможет родителям не «плавать» в предмете, помогая ребенку?
— Да, в зависимости от выбранной сферы есть множество литературы. Вот несколько примеров:
Но в любом случае такое обучение не сравнится с занятиями в кружке (офлайн или онлайн). И даже не потому, что в книгах и Сети информации меньше, просто КПД будет ниже.
— За робототехникой стоит физика, но ее вы не упоминали среди предметов, на которых стоит фокусироваться. Почему?
— Это лишь вопрос разделения на тематики. Для своих кружков в клубах РОББО, а теперь и для частных школ ROBBO Academy Future Skills, мы прорабатывали учебные программы, в рамках которых необходимые разделы физики затрагиваются в курсах по схемотехнике и микроэлектронике. Мы зашли именно с этой стороны, поскольку такие уроки закрепляют знания на практике. Мы объясняем, что такое сопротивление, сила тока и напряжение не абстрактно, а в действии. И ребенок, используя полученный опыт, может создать собственное электронное устройство. Дети начинают понимать, что находится внутри тех электрических приборов, которые они видят вокруг себя, как они работают, и учатся создавать их своими руками. Дети старшей группы работают непосредственно с «мозгом» электроники — платой Arduino.
Фактически мы учим тому, чтобы наши ученики могли понять суть любого устройства и собрать такое же, купив в магазине или напечатав на 3D-принтере необходимые детали и элементы. И я думаю, что, если вы хотите самостоятельно приобщить ребенка к технике, надо начинать именно с этого.
Зачем открывать свои школы
Дальнейший разговор — это не реклама школ Павла (скажу сразу: я повырезала из нашего интервью много всякого «лишнего», и Павел вроде не обиделся). С моей точки зрения, и не только моей, школьная система образования давно нуждается в апгрейде. Тут речь не только про новые или дополнительные направления, но и про систему подачи, методики, осмысленность и заинтересованность. И в этой связи мне был интересен общий взгляд на процессы обучения человека, который в этом вопросе далеко не любитель и последние годы как раз работал над открытием собственных школ.
— Вы недавно объявили об открытии ROBBO Academy Future Skills. В чем принципиальное отличие от ваших кружков?
— ROBBO Academy Future Skills — это уже не кружки, а полноценные школы, мы называем их центрами семейного образования. Они рассчитаны на детей от 5 до 15 лет. Программа предполагает подготовку к освоению школьной программы, а потом и расширение привычного списка предметов уроками эмоционального интеллекта, финансовой грамотности, математики и английского языка для инженеров и программистов. Задача этой программы — развивать мышление, интеллект, воображение, внимание и память, а также приучать детей к финансовой независимости.
В школах будут преподавать гуманитарные и технические предметы. После занятий ученики смогут посещать профильные кружки. Удобство в том, что школу и дополнительное образование можно совместить в одной локации, уже оснащенной нашим собственным оборудованием. Так дети получат общее образование с уклоном в ИТ и математику. И логистически это будет удобно родителям.
Совсем недавно мы запустили школы в Москве, Санкт-Петербурге и пригороде Питера — Пушкине. Одновременно мы запускаем франшизу, так что надеемся, что скоро школы появятся и в других городах.
— А где взять учителей для таких школ, тем более если школа по франшизе?
— Почву для появления частных школ уже подготовили наши кружки РОББО. Сеть уже насчитывает более 130 штук, так что вопрос с обучением педагогов нам уже пришлось решать ранее. Для этого у нас есть курсы подготовки и переквалификации, разработанные совместно с РГПУ им. Герцена. И система отбора налажена: зарплата выше рыночной позволяет проводить серьезную фильтрацию на входе, так что мы не роняем качество.
— Образовательные программы тоже наследуются из кружков и клубов РОББО?
— Конечно. Программы готовы и уже проверены в 20 странах мира, участвуют в программах Евросоюза, признаны на уровне правительства Японии (нам субсидируют открытие РОББО Классов в японских школах из госбюджета). По нашим методикам обучаются 50 тысяч детей. Это «Занимательная и олимпиадная математика», «Алгоритмика и программирование от Scratch Junior до Unity и Python», «Робототехника, схемотехника и микроэлектроника»,»3D-моделирование и 3D-печать» и другие направления.
Урок робототехники со Scratch и РОББО Платформой
В свои образовательные методики мы вложили несколько миллионов долларов. Они базируются на принципах финской системы образования, которая считается лучшей в мире, и один из ее принципов состоит в том, что дети как бы занимаются мини-расследованиями. Кроме того, в разработке наших методик принимали участие специалисты РГПУ им. Герцена. Думаю, на данный момент у нас одна из лучших в мире программ по робототехнике и смежным дисциплинам. И мы постоянно ее совершенствуем.
— Программы и учителя не являются гарантом успеха. Нужно, чтобы у ребенка к тому же программированию «лежала душа»?
— Дисциплина может увлекать детей в разной степени, и это нормально. Конечно, кому-то может больше нравится танцевать, а кто-то мечтает быть врачом. От того, насколько увлечен ребенок, зависит, что мы получим на выходе — воодушевленного изобретателя или человека, хорошо ориентирующегося в цифровых технологиях. Хороши оба результата. Потому что даже врачам, учителям и представителям всех традиционных профессий в скором времени придется столкнуться с тем, что в их сферу проникнут цифровые технологии. Нужно быть готовыми к этому. Да и в быту пригодится, учитывая бурное развитие интернета вещей. Так что мы стараемся увлечь ребенка технологиями.
— Почему в списке предполагаемых предметов появился эмоциональный интеллект? Чему и как предполагается учить?
— Эмоциональный интеллект необходим для формирования сильной самодостаточной личности, гармонично взаимодействующей с миром. Дети с высоким EQ более уверены в себе, имеют более высокую самооценку, что способствует самостоятельности и успеху в том, что они делают.
Мы учим легко осваивать любой образовательный материал, учиться на своих ошибках и делать конструктивные выводы из неудач, оставаться самим собой и делать осознанный выбор в любой ситуации, улаживать конфликты, а не создавать их, эмоционально заряжать и вести за собой других.
Что нам кажется важным развивать: коммуникативные навыки, познавательные способности, навыки целеполагания и достижения целей, стрессоустойчивость, навыки адаптации к новым обстоятельствам, навыки разрешения конфликтов.
Хорошо, если эти навыки развивают в семье и школе, но это бывает крайне редко. Так что я хочу пожелать родителям думать не только о том, какие знания дать ребенку, но и как развить гармоничную, самодостаточную, успешную личность.
