Comment commencer à enseigner la robotique à un enfant: un entretien avec le créateur de "ROBBO Clubs"

L'aspiration naturelle d'un informaticien est d'initier un enfant à la programmation et à la robotique le plus tôt possible. Pour savoir comment procéder et par où commencer, nous avons interrogé Pavel Frolov, fondateur de la société ROBBO et du réseau de clubs éducatifs ROBBO Club, et plus récemment du réseau d'écoles privées ROBBO Academy Future Skills.







Pavel a mangé un chien tout en enseignant à des enfants d'âges différents des concepts techniques complexes. Sous la coupe - sur la meilleure façon de présenter les connaissances techniques à un enfant, ainsi que son approche personnelle de l'éducation scolaire.



Mais d'abord, quelques mots sur "ROBBO". Au départ, il est développeur et fabricant de robotique éducative sur logiciel et matériel libres. Projet de leadership de l'Agence pour les initiatives stratégiques (ASI). En fait, ils ont développé leurs produits avec le soutien du Fonds de promotion de l'innovation.



Avec l'aide de ROBBO, 50000 enfants étudient dans plus de 130 clubs ROBBOClub.Ru et dans plus de 300 écoles dans 20 pays du monde (USA, Europe, CEI, Asie).



ROBBO a remporté à deux reprises les Google RISE Awards, le concours du gouvernement finlandais (FinLanding) et le concours du gouvernement japonais (Fukuoka Startup Day). Et en plus, elle a reçu un prix du gouvernement de Saint-Pétersbourg pour le meilleur produit innovant et le titre "Meilleur projet social - 2018". Eh bien, Pavel Frolov est le créateur et l'inspirateur de toute cette histoire.



- Commençons par la question principale: avez-vous une recette toute faite pour captiver, disons, un enfant de cinq ans avec la technologie?



- Bien sûr, personne ne vous proposera une instruction étape par étape prête à l'emploi qui conviendrait à toutes les occasions. Mais l'étude de la technologie doit être abordée du même point de vue que tout autre sujet - avec intérêt. Il faut montrer, par exemple, qu'il est beaucoup plus intéressant de ne pas jouer à des jeux informatiques, mais de les créer. Et bien sûr, nous devons agir de manière cohérente. Les enfants de cet âge dans nos clubs jouent d'abord avec la technologie, puis commencent à les étudier, puis créent.



- Existe-t-il un ensemble de connaissances de base requis au départ pour le développement dans ce domaine?



- Les connaissances dans le domaine de la programmation, des circuits et de la microélectronique sont ici primordiales. Les compétences nécessaires pour travailler avec des composants d'appareils électroniques, la programmation d'appareils électroniques, y compris des robots, sont importantes.



- À quelle heure pouvez-vous apprendre la programmation et par où commencer?



- Dans nos établissements d'enseignement, mes enfants de cinq ans et moi étudions le langage de programmation visuelle Scratch, qui est le langage de base pour l'apprentissage des langues "adultes".





L'interface de l'éditeur Scratch 3.0



permet de jeter les bases de la composition d'algorithmes et d'approches. À ce stade, il est important de développer la logique et la pensée mathématique. Et comprenez également les bases de la création de composants de tout programme (codage, débogage, tests unitaires et d'intégration).



Lorsque l'enfant n'est pas encore capable de lire, vous pouvez commencer avec Scratch Junior, ajouter un stylo 3D et divers constructeurs pour développer la motricité et la logique. Il est important de comprendre que vous ne devez pas donner quelque chose de sérieux.



Dès l'âge de 7 ans, Scratch, Arduino sont idéaux. Lorsque les capacités de Scratch sont épuisées (c'est 10 ans ou plus), vous pouvez passer à Arduino IDE, Python, C # et ce que votre cœur désire.






Capture d'écran de l'IDE Arduino avec exemple de code



Par contrôleurs, il s'agit d'ESP et des versions avancées d'Arduino. Ce qu'il faut choisir exactement dans un cas particulier dépend de la tâche. Pour certains, les langages purs conviennent bien, pour d'autres - les moteurs de jeu, les émulateurs, les frameworks et bien des choses.





L'une des versions populaires d'Arduino est la carte microprocesseur Arduino nano



- Toutes les plates-formes que vous recommandez sont largement disponibles. Pourquoi n'avons-nous toujours pas un engouement pour la robotique comparable aux jeux vidéo?



- Arduino, Scratch ne sont toujours pas aussi disponibles et répandus que les jeux informatiques. Chaque élève connaît les jeux. Ils s'impliquent les uns les autres et les parents ne doivent faire aucun effort pour garder l'enfant occupé. En programmation et en robotique, l'inverse est vrai: les enfants apprennent ces domaines principalement auprès des adultes - des parents qui amènent leurs enfants à un cercle ou à un cours en ligne, ou d'un professeur de technologie de pointe. Pour maîtriser le même Arduino et Scratch, vous avez besoin de l'aide et des explications des adultes. En conséquence, pour se laisser emporter, les parents et les enfants doivent faire plus d'efforts qu'ils n'en dépensent lorsqu'ils viennent de télécharger le prochain jeu vidéo.



Au cours des dernières années, la situation a commencé à changer. D'autres cercles de programmation et de robotique s'ouvrent. Les enfants qui leur rendent visite partagent leurs impressions et leurs projets avec leurs pairs, qui, à leur tour, viennent également étudier. Il existe une forte demande de la part des parents qui souhaitent donner à leur enfant une éducation complète et eux-mêmes recherchent et étudient des informations sur le sujet. Beaucoup est fait pour vulgariser l'enseignement technique dans le cadre de la National Technology Initiative: l'Olympiade NTI, les compétitions WorldSkills, les événements du mouvement NTI Circle sont organisés.



Dans le cadre du projet national d'éducation, les écoles doivent moderniser les cours de technologie - passer à des programmes et équipements modernes.




Le processus va plus lentement que nous le souhaiterions. Mais c'est le facteur le plus important dans la vulgarisation de la programmation et de la robotique.



- Vous préconisez activement l'utilisation de matériel et de logiciels gratuits dans une telle formation «thématique». Comment est-ce mieux?



- Le statut de logiciel libre signifie que tous les schémas et codes sont gratuits et appartiennent au domaine public.



La plupart des clubs de robotique utilisent des équipements basés sur des technologies fermées - un enfant ne peut donc pas distinguer «jusqu'au rouage» le constructeur sur lequel il étudie et comprendre son fonctionnement.



Nous essayons d'enseigner aux enfants afin que chacun puisse comprendre la structure du logiciel et du matériel, et pas seulement selon le schéma "démonter et assembler", mais démonter, améliorer et assembler quelque chose de fondamentalement nouveau.




Le logiciel libre est précisément ce qui implique de dépasser le cadre de certaines plateformes et solutions sous licence. C'est la liberté de la créativité et de l'inventeur. C'est l'occasion d'aller au fond de la technologie. Par conséquent, nous utilisons des logiciels open source dans nos cercles et à ROBBO Academy Future Skills.



- Qu'est-ce que vous utilisez exactement? Des développements propres?



- Il s'agit tout d'abord de "ROBBO Roboplatform" et de "ROBBO Laboratory". Pour ceux qui ne les ont pas encore rencontrés, "Roboplatform" est un constructeur modulaire utilisé dans l'enseignement de la programmation et de la robotique. Il aide les enfants et les adultes à comprendre rapidement les idées derrière le travail avec des microcontrôleurs et le traitement des informations provenant de capteurs.





« Plateforme ROBBO» et «Laboratoire ROBBO»



«Laboratoire ROBBO» aborde un aspect légèrement différent. Il se compose d'une carte avec des capteurs et des capteurs programmables, qui est emballée dans une cartouche transparente durable afin que les enfants puissent voir le contenu et comprendre la partie microélectronique. En collectant des informations à partir de capteurs et en les traitant sur un ordinateur, les étudiants peuvent mieux comprendre l'essence de «l'Internet des objets».



De plus, nous prévoyons d'utiliser le centre de prototypage «ROBBO Protos», qui comprend, en plus d'une imprimante 3D, un graveur laser et une fraiseuse, ainsi qu'une Mini imprimante 3D et des kits de circuits basés sur Arduino.





Pavel présente sur le stand le travail de la "Plateforme ROBBO" et de l'imprimante 3D Mini



- Y a-t-il des kits, en plus du vôtre, que vous pouvez recommander pour la formation?



- Ici même, à la fin du mois de juillet, les résultats du concours du meilleur équipement pédagogique, organisé par l'Agence pour les initiatives stratégiques et l'Association du marché de l'industrie de l'art, ont été résumés. Selon ses résultats, 35 moyens d'enseignement et d'éducation seront inclus dans le catalogue «Recommandés pour l'enseignement et l'éducation des enfants». Je peux vous conseiller de vous laisser guider par cette note. Le catalogue n'a pas encore été officiellement publié, mais la liste des équipements qui seront inclus se trouve dans le procès - verbal du concours .



Je recommande de créer vos propres kits de programmation en utilisant du matériel open source et gratuit. C'est un peu plus compliqué, mais cela apportera beaucoup plus d'avantages à l'avenir.




- Pouvez-vous conseiller des applications pédagogiques pour la programmation, afin qu'elles (et non le parent) conduisent l'enfant dans la matière?



- Il n'y a pas d'applications pour Scratch, il existe de nombreux programmes pour C ++ et C #. Mais honnêtement, je ne peux rien recommander.



Je suis convaincu qu'il est beaucoup plus efficace pour les enfants de commencer à apprendre la programmation avec un bon enseignant et dans un groupe de pairs. Dans un cercle normal ou un cours en ligne, 100% des enfants obtiennent le résultat - pas seulement des connaissances, mais des programmes auto-écrits.



Le pourcentage d'enfants qui peuvent réellement maîtriser la programmation par eux-mêmes à l'aide de simulateurs éducatifs est très faible.




Le plus souvent, c'est du temps perdu. Vous pouvez passer aux programmes de formation à l'adolescence après avoir suivi une série de cours et maîtrisé les bases de la programmation.



- Alors peut-être y a-t-il quelque chose qui aidera les parents à ne pas «flotter» dans le sujet, aidant l'enfant?



- Oui, selon le domaine choisi, il y a beaucoup de littérature. Voici quelques exemples:





Mais dans tous les cas, une telle formation ne peut être comparée à des cours en cercle (hors ligne ou en ligne). Et même pas parce qu'il y a moins d'informations dans les livres et sur le Web, seule l'efficacité sera moindre.



- La physique est derrière la robotique, mais vous ne l'avez pas mentionnée parmi les sujets sur lesquels il faudrait se concentrer. Pourquoi?



- C'est juste une question de division en sujets. Pour nos cercles dans les clubs ROBBO, et maintenant pour les écoles privées ROBBO Academy Future Skills, nous avons élaboré des programmes éducatifs dans lesquels les sections de physique nécessaires sont couvertes par des cours sur les circuits et la microélectronique. Nous sommes venus de cette direction, car de telles leçons consolident les connaissances dans la pratique. Nous expliquons ce que sont la résistance, le courant et la tension, non pas de manière abstraite, mais en action. Et l'enfant, en utilisant l'expérience acquise, peut créer son propre appareil électronique. Les enfants commencent à comprendre ce qu'il y a à l'intérieur de ces appareils électriques qu'ils voient autour d'eux, comment ils fonctionnent et apprennent à les créer de leurs propres mains. Les enfants du groupe plus âgé travaillent directement avec le «cerveau» de l'électronique - la carte Arduino.



En fait, nous enseignons pour que nos étudiants puissent comprendre l'essence de n'importe quel appareil et l'assembler en achetant dans un magasin ou en imprimant sur une imprimante 3D les pièces et éléments nécessaires. Et je pense que si vous voulez initier votre enfant à la technologie par vous-même, vous devez commencer par cela.



Pourquoi ouvrir vos propres écoles



La suite de la conversation n'est pas une publicité pour les écoles de Paul (je dirai tout de suite: j'ai supprimé beaucoup de choses "inutiles" de notre interview, et Paul ne semblait pas offensé). De mon point de vue, et pas seulement le mien, le système éducatif scolaire a besoin d'une mise à niveau pendant longtemps. Ici, nous ne parlons pas seulement de directions nouvelles ou supplémentaires, mais aussi du système de livraison, des méthodes, de la signification et de l'intérêt. Et à cet égard, je m'intéressais à une vision générale des processus d'enseignement d'une personne qui est loin d'être amateur en la matière et qui vient de travailler ces dernières années à ouvrir ses propres écoles.



- Vous avez récemment annoncé l'ouverture de ROBBO Academy Future Skills. Quelle est la différence fondamentale avec vos cercles?



- Compétences futures de l'Académie ROBBO- ce ne sont plus des cercles, mais des écoles à part entière, nous les appelons des centres d'éducation familiale. Ils sont conçus pour les enfants de 5 à 15 ans. Le programme comprend la préparation à la maîtrise du programme scolaire, puis l'élargissement de la liste habituelle des matières avec des leçons d'intelligence émotionnelle, de littératie financière, de mathématiques et d'anglais pour les ingénieurs et les programmeurs. Le but de ce programme est de développer la pensée, l'intelligence, l'imagination, l'attention et la mémoire, ainsi que d'apprendre aux enfants à être financièrement indépendants.



Les écoles enseigneront des matières humanitaires et techniques. Après les cours, les étudiants pourront assister à des cercles spécialisés. La commodité est que l'école et l'enseignement supplémentaire peuvent être combinés en un seul endroit, déjà équipé de notre propre équipement. Les enfants recevront donc une formation générale avec un biais en informatique et en mathématiques. Et logistiquement, ce sera pratique pour les parents.



Récemment, nous avons ouvert des écoles à Moscou, Saint-Pétersbourg et la banlieue de Saint-Pétersbourg - Pouchkine. Dans le même temps, nous lançons une franchise, nous espérons donc que des écoles apparaîtront bientôt dans d'autres villes.



- Et où trouver des enseignants pour ces écoles, surtout si l'école est une franchise?



- Nos cercles ROBBO ont déjà préparé le terrain pour l'émergence des écoles privées. Le réseau compte déjà plus de 130 unités, nous avons donc dû aborder la question de la formation des enseignants plus tôt. Pour cela, nous avons des cours de formation et de recyclage développés conjointement avec l'Université pédagogique d'État de Russie. Herzen. Et le système de sélection est ajusté: le salaire au-dessus du marché permet un filtrage sérieux à l'entrée, pour ne pas baisser la qualité.



- Les programmes éducatifs sont-ils également hérités des clubs et clubs ROBBO?



- Sûr. Les programmes sont prêts et ont déjà été testés dans 20 pays du monde, ils participent aux programmes de l'Union européenne, ils sont reconnus au niveau du gouvernement du Japon (nous sommes subventionnés par l'ouverture de classes ROBBO dans les écoles japonaises sur le budget de l'Etat). 50 mille enfants étudient selon nos méthodes. Il s'agit de «Mathématiques divertissantes et olympiades», «Algorithme et programmation de Scratch Junior à Unity et Python», «Robotique, circuits et microélectronique», «Modélisation 3D et impression 3D» et d'autres domaines.





Cours de robotique avec Scratch et la plateforme ROBBO



Nous avons investi plusieurs millions de dollars dans nos méthodes pédagogiques. Ils sont basés sur les principes du système éducatif finlandais, considéré comme le meilleur au monde, et l'un de ses principes est que les enfants sont en quelque sorte engagés dans des mini-enquêtes. De plus, des spécialistes de l'Université pédagogique d'État de Russie ont participé au développement de nos méthodes. Herzen. Je pense qu'en ce moment, nous avons l'un des meilleurs programmes au monde en robotique et disciplines connexes. Et nous l'améliorons constamment.



- Les programmes et les enseignants ne sont pas une garantie de succès. Est-il nécessaire que l'enfant ait une «âme» en plus de la programmation?



- La discipline peut passionner les enfants à des degrés divers, et ce n'est pas grave. Bien sûr, quelqu'un peut aimer danser davantage, tandis que quelqu'un rêve d'être médecin. La passion de l'enfant dépend de ce que nous obtenons à la fin - un inventeur inspiré ou une personne qui connaît bien les technologies numériques. Les deux résultats sont bons. Car même les médecins, les enseignants et les représentants de toutes les professions traditionnelles devront bientôt faire face au fait que les technologies numériques vont pénétrer dans leur sphère. Vous devez être préparé à cela. Oui, et dans la vie de tous les jours, cela sera utile, étant donné le développement rapide de l'Internet des objets. Nous essayons donc de captiver l'enfant avec la technologie.



Pourquoi l'intelligence émotionnelle est-elle apparue sur la liste des objets suspects? Quoi et comment est-il censé être enseigné?



- L'intelligence émotionnelle est nécessaire à la formation d'une forte personnalité autosuffisante, interagissant harmonieusement avec le monde. Les enfants avec un QE élevé sont plus confiants et ont une meilleure estime de soi, ce qui contribue à l'indépendance et à la réussite dans ce qu'ils font.



Nous vous apprenons à maîtriser facilement tout matériel pédagogique, à apprendre de vos erreurs et à tirer des conclusions constructives des échecs, à rester vous-même et à faire des choix éclairés dans n'importe quelle situation, à régler les conflits, à ne pas les créer, à charger émotionnellement et à diriger les autres.



Ce que nous pensons qu'il est important de développer: les compétences de communication, les compétences cognitives, les compétences de fixation d'objectifs et la réalisation des objectifs, la résistance au stress, les compétences d'adaptation à de nouvelles circonstances, les compétences de résolution de conflits.



Il est bon que ces compétences soient développées dans la famille et à l'école, mais c'est extrêmement rare. Je souhaite donc que les parents réfléchissent non seulement aux connaissances à donner à leur enfant, mais aussi à la manière de développer une personnalité harmonieuse, autonome et réussie.



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