Como começar a ensinar robótica a uma criança: uma entrevista com o criador de "ROBBO Clubs"

A aspiração natural de um especialista em TI é apresentar uma criança à programação e à robótica o mais cedo possível. Sobre como fazer isso e por onde começar, perguntamos a Pavel Frolov, fundador da empresa ROBBO e da rede de clubes educacionais ROBBO Club, e mais recentemente, da rede de escolas particulares ROBBO Academy Future Skills.







Pavel comeu um cachorro enquanto ensinava conceitos técnicos complexos a crianças de diferentes idades. Debaixo do corte - sobre a melhor forma de apresentar o conhecimento técnico a uma criança, bem como sua abordagem pessoal à educação escolar.



Mas antes, algumas palavras sobre "ROBBO". Inicialmente, é desenvolvedora e fabricante de robótica educacional em software e hardware livre. Projeto de liderança da Agência de Iniciativas Estratégicas (ASI). Na verdade, eles desenvolveram seus produtos com o apoio do Fundo de Promoção da Inovação.



Com a ajuda de ROBBO, 50.000 crianças estudam em mais de 130 clubes ROBBOClub.Ru e em mais de 300 escolas em 20 países do mundo (EUA, Europa, CIS, Ásia).



ROBBO ganhou duas vezes o Google RISE Awards, a competição do governo finlandês (FinLanding) e a competição do governo japonês (Fukuoka Startup Day). E ela recebeu um prêmio do governo de São Petersburgo pelo melhor produto inovador e o título de "Melhor projeto social - 2018". Bem, Pavel Frolov é o criador e inspirador de toda esta história.



- Vamos começar com a pergunta principal: você tem uma receita pronta para cativar, digamos, uma criança de cinco anos com a tecnologia?



- Claro, ninguém vai lhe oferecer uma instrução passo a passo pronta que se adapte a qualquer ocasião. Mas o estudo da tecnologia deve ser abordado da mesma perspectiva de qualquer outro assunto - com interesse. É preciso mostrar, por exemplo, que é muito mais interessante não jogar jogos de computador, mas criá-los. E, claro, devemos agir de forma consistente. As crianças dessa idade em nossos clubes brincam primeiro com a tecnologia, depois começam a estudá-la e depois a criar.



- Existe um conjunto básico de conhecimentos necessários no início para o desenvolvimento nesta área?



- Conhecimento na área de programação, circuitos e microeletrônica é fundamental aqui. Habilidades de trabalho com componentes de dispositivos eletrônicos, programação de dispositivos eletrônicos, incluindo robôs, são importantes.



- Quão cedo você pode aprender programação e por onde começar?



- Em nossas instituições de ensino, meus filhos de cinco anos e eu estudamos a linguagem de programação visual Scratch, que é a básica para aprender linguagens "adultas".





A interface do editor



Scratch 3.0 Scratch ajuda a estabelecer as bases para a composição de algoritmos e abordagens. Nesta fase, é importante desenvolver o pensamento lógico e matemático. E também entender os fundamentos da criação de componentes de qualquer programa (codificação, depuração, teste de unidade e integração).



Quando a criança ainda não sabe ler, você pode começar com Scratch Junior, adicionar uma caneta 3D e vários construtores para desenvolver habilidades motoras e lógica. É importante entender que você não deve dar algo sério.



A partir dos 7 anos, Scratch e Arduino são ideais. Quando os recursos do Scratch se esgotarem (isso é 10 anos ou mais), você pode mudar para o IDE do Arduino, Python, C # e tudo o que desejar.






Captura de tela do Arduino IDE com código de amostra



Por controladores, este é ESP e versões avançadas do Arduino. O que escolher exatamente em um caso particular depende da tarefa. Para alguns, linguagens puras são bem adequadas, para outros - motores de jogos, emuladores, frameworks e muitas, muitas coisas.





Uma das versões populares do Arduino é a placa de microprocessador Arduino nano



- todas as plataformas que você recomenda estão amplamente disponíveis. Por que ainda não temos uma mania por robótica comparável aos jogos de computador?



- Arduino, Scratch ainda não estão tão disponíveis e difundidos quanto os jogos de computador. Todo aluno sabe sobre jogos. Eles se envolvem e os pais não precisam fazer nenhum esforço para manter a criança ocupada. Em programação e robótica, o oposto é verdadeiro: as crianças aprendem sobre essas áreas principalmente com adultos - com pais que trazem os filhos para uma roda ou um curso online, ou com um professor de tecnologia avançada. Para dominar o mesmo Arduino e Scratch, você precisa da ajuda e explicações de adultos. Como resultado, para se deixar levar, pais e filhos precisam fazer mais esforço do que gastam quando acabam de baixar o próximo jogo de computador.



A situação começou a mudar nos últimos anos. Mais círculos de programação e robótica estão se abrindo. As crianças que os visitam compartilham suas impressões e projetos com seus colegas, que, por sua vez, também vêm estudar. Há uma grande demanda por parte dos pais que desejam dar uma educação integral a seus filhos e eles próprios buscam e estudam informações sobre o tema. Muito está sendo feito para popularizar a educação técnica no âmbito da National Technology Initiative: são realizadas as Olimpíadas NTI, competições WorldSkills, eventos do movimento Círculo NTI.



No âmbito do Projeto Nacional de Educação, as escolas devem modernizar as aulas de tecnologia - mudar para programas e equipamentos modernos.




O processo está mais lento do que gostaríamos. Mas este é o fator mais importante na popularização da programação e da robótica.



- Você defende ativamente o uso de hardware e software livres em tal educação "temática". Como está melhor?



- Status de software livre significa que todos os esquemas e códigos são gratuitos e de domínio público.



A maioria dos clubes de robótica utiliza equipamentos baseados em tecnologias fechadas - portanto, uma criança não consegue distinguir “para a engrenagem” o construtor sobre o qual está estudando e entender como funciona.



Procuramos ensinar as crianças para que todos possam entender a estrutura do software e do hardware, e não apenas de acordo com o esquema "desmontar e montar", mas desmontar, melhorar e montar algo fundamentalmente novo.




Software livre é exatamente o que implica ir além do framework de algumas plataformas e soluções licenciadas. Isso é liberdade para a criatividade e um inventor. Esta é uma oportunidade de chegar ao fundo da tecnologia. Portanto, usamos software de código aberto em nossos círculos e na ROBBO Academy Future Skills.



- O que exatamente você usa? Algum desenvolvimento próprio?



- Em primeiro lugar, são "ROBBO Roboplatform" e "ROBBO Laboratory". Para quem ainda não os conheceu, "Roboplatform" é um construtor modular usado no ensino de programação e robótica. Ajuda crianças e adultos a compreender rapidamente as ideias por trás do trabalho com microcontroladores e do processamento de informações de sensores.





" Plataforma ROBBO" e "Laboratório ROBBO"



"Laboratório ROBBO" aborda um aspecto ligeiramente diferente. Consiste em uma placa com sensores e sensores programáveis, que é embalada em um cartucho transparente durável para que as crianças possam ver o conteúdo e entender a parte microeletrônica. Ao coletar informações de sensores e processá-las em um computador, os alunos podem entender melhor a essência da "Internet das Coisas".



Além disso, pretendemos usar o centro de prototipagem ROBBO Protos, que, além de uma impressora 3D, inclui um gravador a laser e uma fresadora, além de uma Mini impressora 3D e kits de circuitos baseados em Arduino.





Pavel no estande demonstra o trabalho da "Plataforma ROBBO" e da Mini impressora 3D



- Existem kits, além do seu, que você possa recomendar para treinamento?



- Aqui mesmo, no final de julho , foram resumidos os resultados do concurso dos melhores equipamentos educacionais, realizado pela Agência de Iniciativas Estratégicas e pela Associação do Mercado da Indústria da Arte. De acordo com os seus resultados, 35 meios de ensino e educação farão parte do catálogo “Recomendado para o ensino e educação de crianças”. Aconselho você a se guiar por esta classificação. O catálogo ainda não foi publicado oficialmente, mas a lista dos equipamentos que farão parte pode ser consultada na ata do concurso .



Eu recomendo construir seus próprios kits de aprendizagem de programação, usando código aberto e hardware livre. Isso é um pouco mais complicado, mas trará muito mais benefícios no futuro.




- Você pode aconselhar aplicativos educacionais para programação, de forma que eles (e não os pais) conduzam a criança no assunto?



- Não existem aplicativos para Scratch, existem muitos programas para C ++ e C #. Mas, para ser honesto, não posso recomendar nada.



Estou convencido de que é muito mais eficaz para as crianças começar a aprender programação com um bom professor e em um grupo de colegas. Em um círculo normal ou curso online, 100% das crianças obtêm o resultado - não apenas conhecimento, mas programas escritos por eles mesmos.



A porcentagem de crianças que conseguem dominar a programação sozinhas usando simuladores educacionais é muito pequena.




Na maioria das vezes, é tempo perdido. Você pode mudar para programas de treinamento na adolescência depois de completar uma série de cursos e dominar o básico da programação.



- Então talvez haja algo que ajude os pais a não “flutuarem” no assunto, ajudando a criança?



- Sim, dependendo da área escolhida, há muita literatura. aqui estão alguns exemplos:





Mas, em qualquer caso, tal treinamento não pode ser comparado com aulas em círculo (offline ou online). E nem porque há menos informação nos livros e na web, só a eficiência será menor.



- A física está atrás da robótica, mas você não a mencionou entre os assuntos que deveriam ser focados. Por quê?



- É só uma questão de divisão em tópicos. Para os nossos círculos nos clubes ROBBO, e agora para as escolas particulares ROBBO Academy Future Skills, elaboramos programas educacionais, dentro dos quais as seções necessárias de física são abordadas em cursos de circuitos e microeletrônica. Viemos deste lado, pois essas lições consolidam o conhecimento na prática. Explicamos o que são resistência, corrente e voltagem, não abstratamente, mas em ação. E a criança, com a experiência adquirida, pode criar seu próprio dispositivo eletrônico. As crianças começam a entender o que há dentro dos aparelhos elétricos que veem ao seu redor, como funcionam e aprendem a criá-los com as próprias mãos. As crianças do grupo mais velho trabalham diretamente com o "cérebro" da eletrônica - a placa Arduino.



Na verdade, ensinamos para que nossos alunos possam entender a essência de qualquer dispositivo e montá-lo comprando em uma loja ou imprimindo em uma impressora 3D as peças e elementos necessários. E eu acho que se você quiser apresentar a tecnologia a seu filho, você tem que começar com isso.



Por que abrir suas próprias escolas



A conversa seguinte não é um anúncio das escolas de Paul (direi imediatamente: cortei muitas coisas "desnecessárias" de nossa entrevista e Paul não pareceu ofendido). Do meu ponto de vista, e não só meu, o sistema de ensino escolar precisa de uma atualização há muito tempo. Aqui, estamos falando não apenas sobre direções novas ou adicionais, mas também sobre o sistema de entrega, métodos, significado e interesse. E a esse respeito, me interessei por uma visão geral dos processos de aprendizagem de uma pessoa que está longe de ser amadora no assunto e nos últimos anos vem trabalhando na abertura de suas próprias escolas.



- Você anunciou recentemente a abertura da ROBBO Academy Future Skills. Qual é a diferença fundamental de seus círculos?



- Habilidades futuras da ROBBO Academy- já não são círculos, mas escolas de pleno direito, chamamos-lhes centros de educação familiar. Eles são projetados para crianças de 5 a 15 anos. O programa envolve a preparação para dominar o currículo escolar e, em seguida, expandir a lista usual de disciplinas com aulas de inteligência emocional, alfabetização financeira, matemática e inglês para engenheiros e programadores. O objetivo deste programa é desenvolver pensamento, inteligência, imaginação, atenção e memória, bem como ensinar as crianças a serem independentes financeiramente.



As escolas vão ministrar disciplinas humanitárias e técnicas. Após as aulas, os alunos poderão frequentar círculos especializados. A comodidade é que a escola e o ensino complementar podem ser combinados em um só local, já equipado com nosso próprio equipamento. Assim, as crianças receberão uma educação geral com viés em TI e matemática. E logisticamente, será conveniente para os pais.



Recentemente, lançamos escolas em Moscou, São Petersburgo e no subúrbio de São Petersburgo - Pushkin. Ao mesmo tempo, estamos lançando uma franquia, então esperamos que em breve surjam escolas em outras cidades.



- E onde encontrar professores para essas escolas, principalmente se a escola for uma franquia?



- Nossos círculos ROBBO já prepararam o terreno para o surgimento das escolas privadas. A rede já tem mais de 130 unidades, então tivemos que lidar com a questão da formação de professores mais cedo. Para isso, contamos com cursos de capacitação e reciclagem desenvolvidos em parceria com a Universidade Pedagógica Estatal Russa. Herzen. E o sistema de seleção é ajustado: o salário acima do mercado permite uma filtragem séria na entrada, para não perdermos qualidade.



- Os programas educacionais também são herdados de clubes e clubes ROBBO?



- Certo. Os programas estão prontos e já foram testados em 20 países do mundo, participam de programas da União Europeia, são reconhecidos em nível de governo do Japão (somos subsidiados pela abertura de Aulas ROBBO em escolas japonesas pelo orçamento do estado). 50 mil crianças estudam de acordo com nossos métodos. Estes são "Matemática divertida e olímpica", "Algoritmo e programação de Scratch Junior para Unity e Python", "Robótica, circuitos e microeletrônica", "Modelagem 3D e impressão 3D" e outras áreas.





Aula de robótica com Scratch e plataforma ROBBO



Investimos vários milhões de dólares em nossos métodos educacionais. Eles são baseados nos princípios do sistema educacional finlandês, que é considerado o melhor do mundo, e um de seus princípios é que as crianças estão, por assim dizer, envolvidas em mini-investigações. Além disso, especialistas da Universidade Pedagógica do Estado Russo participaram do desenvolvimento de nossos métodos. Herzen. Acho que no momento temos um dos melhores programas do mundo em robótica e disciplinas relacionadas. E estamos constantemente melhorando isso.



- Programas e professores não são garantia de sucesso. Você precisa que uma criança tenha uma “alma” além de programar?



- A disciplina pode cativar as crianças em vários graus, e tudo bem. Claro, alguém pode gostar mais de dançar, enquanto alguém sonha em ser médico. O quão apaixonada é a criança depende do que conseguirmos no final - um inventor inspirado ou uma pessoa que é bem versada em tecnologias digitais. Ambos os resultados são bons. Porque até mesmo médicos, professores e todas as profissões tradicionais logo terão que enfrentar o fato de que as tecnologias digitais vão penetrar em sua esfera. Você precisa estar preparado para isso. Sim, e na vida cotidiana, será útil, dado o rápido desenvolvimento da Internet das coisas. Por isso tentamos cativar a criança com a tecnologia.



Por que a inteligência emocional está na lista de itens suspeitos? O que e como deve ser ensinado?



- A inteligência emocional é necessária para a formação de uma personalidade forte e autossuficiente, interagindo harmoniosamente com o mundo. Crianças com QE alto são mais confiantes e apresentam maior autoestima, o que contribui para a independência e o sucesso no que fazem.



Nós lhe ensinamos como dominar facilmente qualquer material educacional, aprender com seus erros e tirar conclusões construtivas de falhas, permanecer você mesmo e fazer escolhas informadas em qualquer situação, resolver conflitos, não criá-los, carregar emocionalmente e liderar os outros.



O que pensamos é importante desenvolver: habilidades de comunicação, habilidades cognitivas, definição de metas e habilidades de realização de metas, resistência ao estresse, habilidades de adaptação a novas circunstâncias, habilidades de resolução de conflitos.



É bom que essas habilidades sejam desenvolvidas na família e na escola, mas isso é extremamente raro. Portanto, desejo que os pais pensem não apenas sobre que conhecimento dar a seus filhos, mas também como desenvolver uma personalidade harmoniosa, autossuficiente e bem-sucedida.



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