如何开始教授儿童机器人技术:“机器人俱乐部”创建者访谈

IT专家的自然愿望是尽早将儿童介绍给编程和机器人技术。关于如何执行此操作以及从何处开始,我们询问了ROBBO公司和ROBBO Club教育俱乐部网络的创始人Pavel Frolov,最近又询问了私立学校ROBBO Academy Future Skills网络。







帕维尔(Pavel)在教不同年龄的儿童使用复杂的技术概念时吃了一条狗。削减内容-关于如何最好地向孩子展示技术知识,以及他个人的学校教育方式。



但是首先,对“机器人”说几句话。最初,它是有关免费软件和硬件的教育机器人技术的开发商和制造商。战略倡议机构(ASI)的领导项目。实际上,他们在创新促进基金的支持下开发了自己的产品。



在ROBBO的帮助下,50,000名儿童在130多个ROBBOClub.Ru俱乐部和世界20个国家(美国,欧洲,独联体,亚洲)的300余所学校中学习。



ROBBO曾两次获得Google RISE奖,芬兰政府竞赛(FinLanding)和日本政府竞赛(福冈创业日)。同时,她还获得了圣彼得堡政府颁发的最佳创新产品奖和“ 2018年度最佳社会项目”称号。好吧,帕维尔·弗洛洛夫(Pavel Frolov)是整个故事的创造者和启发者。



-让我们从一个主要问题开始:您是否有现成的食谱来吸引一个5岁的有技术的孩子?



-当然,没有人会为您提供适合任何场合的现成的分步说明。但是对技术的研究应该与其他任何主题都从相同的角度进行,并且要有兴趣。例如,有必要表明,玩计算机游戏而不是玩计算机游戏会更加有趣。当然,我们必须采取一致的行动。我们俱乐部的这个年龄段的孩子首先玩技术,然后开始学习,然后再创造。



-在这一领域的发展之初是否需要一套基本的知识?



-此处主要是编程,电路和微电子学方面的知识。使用电子设备的组件,编程电子设备(包括机器人)的技能很重要。



-您可以提早学习编程以及从何处开始?



-在我们的教育机构中,我和五岁的孩子学习了视觉编程语言Scratch,这是学习“成人”语言的基本语言。





Scratch 3.0



Scratch编辑器界面有助于为构成算法和方法奠定基础。在这一阶段,发展逻辑和数学思维非常重要。并且还了解创建任何程序组件(编码,调试,单元和集成测试)的基础。



当孩子还无法阅读时,您可以从Scratch Junior开始,添加3D笔和各种构造器以发展运动技能和逻辑。重要的是要明白,您不应该严肃对待。



从7岁开始,Arduino是Scratch的理想选择。当Scratch的功能用尽时(这是10年或更长时间),您可以切换到Arduino IDE,Python,C#以及任何您想要的东西。






带有示例代码的Arduino IDE屏幕快照



按控制器,这是ESP和Arduino的高级版本。在特定情况下确切选择什么取决于任务。对于某些人来说,纯语言非常适合,对于其他人来说-游戏引擎,仿真器,框架以及许多其他东西。





Arduino的流行版本之一是Arduino nano微处理器板



-您推荐的所有平台都可广泛使用。为什么我们仍然没有像计算机游戏那样热衷于机器人技术?



-Arduino和Scratch仍然不如计算机游戏广泛可用。每个学生都知道游戏。他们相互牵涉,父母不必付出任何努力就能使孩子忙碌。在编程和机器人技术中,情况恰恰相反:孩子们主要是从成年人那里学到这些领域的知识-从将孩子带到圈子或在线课程的父母,或者从高级技术老师那里学习。要掌握相同的Arduino和Scratch,您需要成人的帮助和说明。结果,为了逃避现实,父母和孩子都需要付出比下载下一个计算机游戏时更多的精力。



在过去的几年中,情况开始发生变化。越来越多的编程和机器人圈正在开放。拜访他们的孩子与同龄人分享他们的印象和项目,而同龄人也来学习。父母希望给孩子全面的教育,而他们正在寻找和研究有关该主题的信息,因此有很大的需求。在国家技术计划的框架内,为普及技术教育所做的工作很多:NTI奥林匹克竞赛,WorldSkills竞赛,NTI Circle运动的活动。



在国家教育计划的框架内,学校必须现代化技术课程-改用现代程序和设备。




这个过程比我们期望的要慢。但这是编程和机器人技术普及的最重要因素。



-您积极主张在这种“主题”教育中使用免费的硬件和软件。怎么样了



-免费软件状态表示所有方案和代码都是免费的,并且属于公共领域。



大多数机器人俱乐部都使用基于封闭技术的设备-因此,儿童无法“辨认”正在研究的建筑商,也无法理解其工作原理。



我们尝试教孩子们,以便每个人都不仅可以按照“拆卸和组装”方案来理解软件和硬件的结构,而且可以拆卸,改进和组装根本上全新的东西。




自由软件恰恰意味着超越某些平台和许可解决方案的框架。这是创造力和发明家的自由。这是深入了解技术的机会。因此,我们在圈子和ROBBO Academy Future Skills中使用了开源软件。



-您到底使用什么?有自己的发展吗?



-首先是“ ROBBO Roboplatform”和“ ROBBO Laboratory”。对于尚未接触过它们的人,“ Roboplatform”是用于教授编程和机器人技术的模块化构造函数。它可以帮助儿童和成人快速理解使用微控制器和处理传感器信息的背后思想。





ROBBO平台”和“ ROBBO实验室”



“ ROBBO实验室”涉及的方面略有不同。它由带有传感器和可编程传感器的电路板组成,该电路板包装在耐用的透明墨盒中,以便儿童可以看到内容并了解微电子部件。通过从传感器收集信息并在计算机上进行处理,学生可以更好地理解“物联网”的本质。



此外,我们计划使用Robbo Protos原型制作中心,该中心除了3D打印机外,还包括激光雕刻机和铣床,以及Mini 3D打印机和基于Arduino的电路套件。





展位上的Pavel展示了“ ROBBO平台”和3D打印机Mini的工作



-除了您的工具包之外,您还可以推荐其他套件进行培训吗?



-在7月底,这里总结了由战略倡议机构和艺术品行业市场协会进行的最佳教育设备竞赛结果。根据其结果,“推荐用于儿童的教学和教育”目录中将包括35种教学和教育手段。我建议您以这个等级为指导。该目录尚未正式发布,但是要包含的设备列表可以在比赛记录中找到



我建议使用开放源代码和免费硬件构建自己的编程套件。这有点复杂,但是将来会带来更多好处。




-您能建议编程的教育申请,使他们(而不是父母)带领孩子进入该学科吗?



-Scratch没有应用程序,C ++和C#有很多程序。但老实说,我什么也不能推荐。



我坚信,与一个好的老师和同龄人一起学习儿童的编程要有效得多。在正常的圈子或在线课程中,100%的孩子会得到结果-不仅是知识,还有自写程序。



可以真正使用教育模拟器自己掌握编程的孩子的比例很小。




通常,这是浪费时间。完成一系列课程并掌握编程基础之后,您可以在青春期切换到培训计划。



-那么也许有什么事情可以帮助父母不要“浮游”主题,对孩子有所帮助?



-是的,根据选择的领域,有很多文献。这里有些例子:





但是无论如何,这样的培训不能与圆形(离线或在线)班级进行比较。甚至不是因为书籍和网络中的信息较少,只是效率会降低。



-物理技术落后于机器人技术,但是您没有在关注的主题中提及它。为什么?



-这只是划分主题的问题。对于我们在ROBBO俱乐部中的圈子以及现在在私立学校ROBBO学院的未来技能中,我们制定了教育计划,其中电路和微电子课程涵盖了物理的必要部分。我们来自这一方面,因为这些课程在实践中巩固了知识。我们不是抽象地而是实际起作用的,来解释什么是电阻,电流和电压。然后,孩子可以利用所获得的经验来创建自己的电子设备。孩子们开始了解他们在周围看到的那些电子设备内部的内容,它们的工作方式,并学会用自己的双手创造它们。老一辈的孩子直接与Arduino电子板的“大脑”一起工作。



实际上,我们进行教学是为了让我们的学生了解任何设备的本质,并通过在商店购买或3D打印必要的零件和元素来组装它们。我认为,如果您想自己给孩子介绍技术,则必须从此开始。



为什么要开自己的学校



进一步的对话并不是保罗学校的广告(我会马上说:我从我们的采访中删去了很多“不必要的”东西,而保罗似乎并没有受到冒犯)。我认为,不仅是我的,学校教育系统还需要长期升级。在这里,我们不仅在谈论新的或其他方向,而且在谈论交付系统,方法,意义和兴趣。在这方面,我对一个人的学习过程有一个总体看法,这个人远非这方面的业余爱好者,并且近年来刚开始开设自己的学校。



-您最近宣布了ROBBO Academy未来技能的开设。与您的圈子有什么根本区别?



- ROBBO学院未来技能-这些不再是圈子,而是功能完善的学校,我们称之为家庭教育中心。它们是为5至15岁的儿童设计的。该计划包括准备掌握学校课程,然后为工程师和程序员提供有关情绪智力,金融知识,数学和英语的课程,以扩展通常的学科列表。该计划的目标是发展思维,智力,想象力,注意力和记忆力,并教导孩子在财务上独立。



这些学校将教授人道主义和技术科目。下课后,学生将能够参加专业圈子。方便的是,学校和其他教育可以在一个已经配备有我们自己设备的位置结合在一起。因此,儿童将接受带有IT和数学偏见的通识教育。从逻辑上来说,这对父母来说会很方便。



最近,我们在莫斯科,圣彼得堡和圣彼得堡郊区-普希金开设了学校。同时,我们正在推出特许经营权,因此我们希望学校很快会出现在其他城市。



-在哪里可以找到这类学校的老师,特别是如果该学校是特许经营学校?



-我们的机器人圈已经为出现私立学校做好了准备。该网络已经拥有130多个单元,因此我们不得不更早地处理教师培训问题。为此,我们与俄罗斯国立教育大学共同开发了培训和再培训课程。赫尔岑并调整了选拔系统:薪水高于市场,这允许在入口处进行认真的筛选,因此我们不会降低质量。



-ROBBO俱乐部和俱乐部也继承了教育计划吗?



好的这些计划已经准备就绪,并且已经在世界20个国家/地区进行了测试,它们参加了欧盟的计划,在日本政府一级得到了认可(我们通过国家预算在日本学校开设ROBBO班进行了补贴)。 5万名儿童按照我们的方法学习。这些是“娱乐性和奥林匹克数学”,“从Scratch Junior到Unity和Python的算法和编程”,“机器人,电路和微电子学”,“ 3D建模和3D打印”等领域。





使用Scratch和ROBBO平台进行的机器人技术课程



我们已经在教学方法上投入了数百万美元。它们基于芬兰教育系统的原则,该系统被认为是世界上最好的,而其中一项原则是,孩子们喜欢从事小型调查。此外,来自俄罗斯国立教育大学的专家也参与了我们方法的开发。赫尔岑我认为目前我们拥有世界上机器人技术及相关学科中最好的程序之一。而且我们正在不断改进。



-计划和老师不是成功的保证。除了编程之外,孩子是否还必须有一个“灵魂”?



-纪律可以不同程度地吸引儿童,这没关系。当然,某人可能想跳舞更多,而某人则梦想成为一名医生。孩子到底有多热情,取决于我们最终会得到什么-一个有创造力的发明家或一个精通数字技术的人。两种结果都很好。因为甚至是医生,教师和所有传统专业的代表都将不得不面对数字技术将渗透到其领域的事实。您需要为此做好准备。是的,鉴于物联网的快速发展,它将在日常生活中派上用场。因此,我们尝试用技术吸引孩子。



为什么情商被列入可疑项目清单?应该教什么以及如何教它?



-情绪智力对于形成强大的自给自足的人格,与世界和谐地互动是必不可少的。情商高的孩子更自信,自尊心也更高,这有助于他们独立和成功。



我们教您轻松掌握任何教学材料,从错误中学习并从失败中得出建设性结论,在任何情况下保持自己并做出明智的选择,解决冲突,而不是制造冲突,在情感上负责并领导他人。



我们认为重要的是要发展:沟通技巧,认知技巧,设定目标的技巧和达成目标,抗压力,适应新情况的技巧,解决冲突的技巧。



如果这些技能是在家庭和学校中发展起来的,那是很好的,但这是极为罕见的。因此,我希望父母不仅要考虑为孩子提供什么知识,还要考虑如何发展和谐,自给自足,成功的个性。



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