Игра в слова, роботов и творчество. Интервью с Сергеем Филипповым


Share Button

Александр Гагарин встретился с Сергеем Филипповым, чтобы узнать о состоянии образовательной робототехники в России, ее месте в школе, о моде, ремесле и творчестве в создании роботов.

Сергей Александрович Филиппов — учитель и руководитель центра робототехники Президентского физико-математического лицея № 239 в Санкт-Петербурге, автор учебника «Робототехника для детей и родителей», тренер золотых медалистов WRO 2012 и победителей многих других соревнований, разработчик он-лайн и офф-лайн курсов для детей и педагогов, руководитель Всероссийского робототехнического лагеря и председатель попечительского совета фонда «Финист», поддерживающего детей, увлекающихся созданием роботов, и организующего соревнования Робофинист

Сергей Филиппов

Сергей Филиппов

Александр Гагарин: Сегодня много говорят о грядущем робототехническом буме, автоматизации производственных процессов, Robotics Revolution. Конечно это потребует новых знаний и компетенций инженерных кадров. Успевает ли за темпом развития технологий перестроиться система образования? Или она серьезно отстала и требуется реформирование?

Сергей Филиппов: Мне кажется, что система образования осознала свое отставание, и это уже серьезный шаг вперед. Насколько мне известно, на министерском уровне сейчас принято решение о том, чтобы робототехника преподавалась в школах в рамках предмета «Технология». И очагами это уже происходит на уровне ведущих стран мира, может быть, даже интенсивнее, чем в других странах. Но в целом по России эти намерения недостаточно серьезные.

Конечно в результате тех действий, которые сейчас производятся, повысится общая компетентность учащихся, они будут лучше представлять, что такое робот и с какой стороны к нему подойти. Но количество инженерных кадров изменится не в тех масштабах, как хотелось бы. Проблема еще в том, что эти инженерные кадры пока что негде принять. Во-первых, ВУЗы не вполне готовы обучать компетентных школьников, которые знают больше, чем в вузовскую программу заложено, и требуют больше.

Робототехника очагами по стране развивается. Конечно, есть ВУЗы, которые готовы, но таких мало пока. А во-вторых, рабочих мест нет, где этих инженеров устроить. То есть, сейчас рискованно осваивать новую специальность. Многие, с одной стороны, не знают, а с другой – не рискуют окунаться в эту область и предпочитают зарабатывать себе на жизнь стабильно: менеджментом, торговлей, юриспруденцией.

ВУЗы не вполне готовы обучать компетентных школьников, которые знают больше, чем в вузовскую программу заложено

Твитнуть цитату

Но это же пока нет рабочих мест. А в тренде, скажем, 10 лет… Возможно, их количество увеличится просто скачкообразно?

Да, скорее всего это произойдет. Все к этому идет. Другое дело, насколько все будут к этому готовы. Мы со своей стороны к этому готовимся и в некоторой степени готовим площадку для старта.

О месте робототехники в школе

Робототехника должна быть обязательным предметом в школе?

Да. Мне кажется, такой вопрос задавался в 80-х в отношении информатики. И злые языки говорили: «Компьютеры – для инженеров и нечего обычных людей заставлять подвергаться излучению мониторов». Но все-таки информатика отстояла свои позиции, сегодня есть ЕГЭ по информатике, что говорит о многом. Сейчас в 2000-ые годы происходит примерно тоже самое с робототехникой. Сперва о ней знали понаслышке, потом появилась Всероссийская робототехническая олимпиада, теперь объявлено, что робототехника будет входить учебную программу как часть одного из школьных предметов.

Хотелось бы, чтобы она была полноценным школьным предметом, потому что она обладает всем необходимым, чтобы считаться наукой, достойной изучения. Причем эта наука практическая и не оторвана от жизни: в ней ребята могут применить знания, полученные на уроках физики, математики, информатики, биологии, химии. Хотелось бы, чтобы робототехнику изучали, чтобы не просто пользовались возможностями роботов для создания проектов по естественнонаучным дисциплинам, а чтобы учились робототехнике, кибернетике, теории автоматического управления, мехатронике. Все эти элементы можно объединить вместе в школьном курсе, в вузовском курсе они уже объединены. Если правильно сделать – будущее наступит быстрее, чем мы ожидаем.

Нужно ли налаживать связи с программами других смежных областей: физикой, математикой, информатикой? Делать стыковки в программах?

Да, это необходимо. И мы этим сейчас занимаемся. Такие проявления мы встречаем на каждом шагу и работаем над этим. Например, когда мы в пятом классе со школьниками изучаем механическую передачу, крутим шестеренки, выясняется, что примерно одновременно с этим они изучают обыкновенные дроби. Расчет передаточного отношения является как раз операцией с обыкновенными дробями: сокращение, умножение. И одно поддерживает другое, т.е. в курсе робототехники дети видят реальное применение знаний, полученных на математике, не только для расчета стоимости покупки, но и в физическом процессе.

Когда мы осваиваем элементы кибернетики, скажем, строим алгоритмы управления, то там применяются алгебраические выражения, которые в том же пятом классе школьники едва начинают изучать. И они понимают, как можно использовать разность, произведение и остальные математические операции. В курсе физики мы сталкиваемся с понятиями рычага, скорости, расстояния, которые в робототехнике играют важную роль. И эти величины перестают быть умозрительными. Физика — наука достаточно прикладная, здесь они с робототехникой друг друга поддерживают.

Информатика, как мне кажется, должна вестись параллельно с робототехникой. Потому что есть углы знаний, которые нужны независимо от того, занимаемся мы роботами или нет, с одной стороны. С другой стороны, она является необходимой для того, чтобы не отвлекаться на мелочи, такие как системы счисления или файловые операции, а заниматься уже более серьезными вещами.

На курсах подготовки учителей робототехники

На курсах подготовки учителей робототехники

Планируется внедрять робототехнику в школы в рамках предмета «Технология». На мой взгляд, это некая полумера, насколько эта полумера верна? Может быть, правильнее было бы внедрять робототехнику на уроках информатики?

С чего-то надо начинать в любом случае. Информатика имеет точки пересечения с робототехникой, но там есть масса задач, которые нужно изучить независимо от роботов. Если Технология будет вариативным предметом, т.е. в одной школе изучают одно, в другой – другое (ведь все профессии нужны, все профессии важны), то это будет неплохо. Чтобы где-то просто проходило ознакомление с курсом робототехники, а где-то этим занимались углубленно.

А со временем, может быть, она будет выделена в отдельный предмет. Сейчас не берусь загадывать.

О конструкторах

Принципиально ли на каком конструкторе учить? Должен ли быть «единый конструктор» или нужны общие компетенции, как сейчас говорят, а на чем учить — учитель может выбирать сам?

Да, есть базовые темы, которые надо так или иначе освоить, изучая робототехнику. На разных уровнях подходят разные конструкторы. На сегодняшний день нет универсальных. Одни хороши для малышей, потом малыши быстро из них вырастают, требуются другие. А бывает так, что и провал наступает, потому что интересные и нужные задачи для данного возраста не решаются. Сейчас не очень хорошо заполнена старшая школа, хотя появляются, в том числе в России, очень интересные разработки.

ТРИК?

Да. Я про ТРИК.

 

Когда мы открывали направление Arduino, оказалось, что вкладывать надо гораздо больше, чем в класс, оборудованный Lego

Твитнуть цитату

Вопрос про Lego. Понравилась ваша емкая фраза про стоимость Lego: «Это самый дешевый конструктор, если принимать за стоимость количество детей, которых с помощью него можно обучить». Можно чуть подробнее, например, в сравнении с Arduino? Такое сравнение подтверждается статистикой поломок Arduino-плат?

Да. Когда мы открывали направление Arduino, и вообще программирование микроконтроллеров, самодельных роботов, оказалось, что вкладывать надо гораздо больше, чем в класс, оборудованный Lego. И совсем недавно в беседе с одним специалистом я узнал, что электроника – это очень дешевая вещь. Разработать и пустить в производство электронику стоит копейки по сравнению с тем, сколько стоит пластмасса. А формы для леговских деталей стоят сотни тысяч евро, для того, чтобы изготовить однотипную деталь, тратятся огромные ресурсы. И эти детали получаются очень высокого качества. Поэтому изобилие пластмассы Lego определяет ее лидерство. Изобилие и совместимость всех форм, начиная с того, что было более 50 лет назад. Электроника уже особой роли не играет – сейчас это легко и доступно. «Вандалоустойчивость» конструктора – одно из основных требований при работе со школьниками.

Правильно ли я понял, что NXT-G — среду для программирования Lego Mindstorms NXT 2.0 вы советуете не использовать, а применять, например, Robolab для начинающих, а затем RobotC?

Не совсем так. Я вообще стараюсь молчать про эту среду, чтобы лишний раз не вспоминать про свои страдания и страдания своих учеников. Мы попробовали. Я дважды наблюдал как на больших олимпиадах команды не могли выступить из-за особенностей этой среды. Стараюсь использовать достаточно быстродействующие среды программирования: Robolab, RobotC. Важно чтобы была возможность использовать математику, т.е. чтобы можно было формулу написать. В Санкт-Петербурге развивается интересный проект TRIKStudio. В этой среде можно программировать не только контроллеры ТРИК, но и Lego, и разработчики учли пожелания преподавателей, и постарались внести все лучшее. К тому же это бесплатное программное обеспечение.

Насколько можно выносить в онлайн пространство обучение робототехнике? В условиях дефицита кадров это позволило бы транслировать знания и навыки малого количества преподавателей на широкую аудиторию.

Это вполне применимо, но для этого нужно иметь практическую возможность заниматься роботами.

Обучаемые должны иметь материальную базу, конструкторы?

Да, тогда можно обучаться. Наши ребята самостоятельно проходят некоторые зарубежные курсы по робототехнике. Сейчас в России не меньше четырех курсов отснято по робототехнике. Как мне рассказывают дети и взрослые, это помогает. Дети приходят ко мне и говорят: «Вот мы нашли такой алгоритм в вашем видеокурсе. Можно ли пояснить почему так? На уроках мы такого не проходили». Кому надо, тот сидит и осваивает.

Про моду и популяризацию

Робототехника — это сегодня еще и мода, поэтому слово часто эксплуатируется по отношению к таким кружкам дополнительного образования, где мягко говоря робототехника присутствует с большой натяжкой. Мода на роботов нам на пользу или во вред? Это хорошо или плохо?

Для кого-то хорошо, для кого-то плохо.

Для общего образовательного процесса?

Главное, чтобы вещь была добротная. А модная она или нет – это уже второй вопрос.

 

Одно дело бегать с джойстиками за роботами, а другое дело программировать техническое зрение, летательные аппараты

Твитнуть цитату

Популяризация робототехники нужна? Многие вообще не знают о том, что кружки робототехники для детей существуют.

В общем, да. Вот мое наблюдение: в четвертом-пятом классе дети приходят на робототехнику, потому что там Lego,а в восьмом-девятом классе дети уходят из робототехники, потому что там Lego. Робототехника робототехнике рознь. Одно дело бегать с джойстиками за роботами, а другое дело программировать техническое зрение, летательные аппараты, создавать серьезные инженерные системы в школьном возрасте. Различные шоу, которые сейчас часто организуются в России, содержат в основном управляемые игрушки, и роботов там мало. Но дети приходят, видят куклу большую, трансформеров или еще что-то такое. «О! Робот». И все: «Я буду робототехником». Да, в какой-то момент на ребенка нужно произвести такое впечатление. Однажды я маленькому мальчику семи лет сказал, что это не робот. Он плакал. Он думал, что это настоящий робот. Он был так разочарован, что я теперь даже сомневаюсь, стоит ли говорить детям правду.

Робот Грета, победить WRO 2012 в Куала Лампуре

Робот Грета, победить WRO 2012 в Куала Лампуре

О ФМЛ 239

Расскажите о 239 лицее, в котором вы работаете.

Сам по себе лицей – достаточно масштабная организация, и центр робототехники является только одним из нескольких серьезных центров. Здесь готовятся победители олимпиад всех видов: математики, физики, химики, литераторы и т.д. В лицей принимаются учащиеся с 5 класса.

Центр робототехники имеет множество достижений, в том числе на мировом уровне. Робототехникой здесь мы занялись с 2008 года. Тогда это начиналось с небольшой группы в 30 человек, занималось три кружка, проводились маленькие соревнования… Сейчас это переросло в двадцать направлений робототехники, начиная от основ конструирования и заканчивая летательными аппаратами, спортивной робототехникой, трехмерным зрением.

Сейчас в центре занимаются около 500 детей, работают 20 преподавателей. Мы проводим большие соревнования 4 раза в год, где собирается до 500 роботов и соответствующее количество участников. Проводим летний робототехнический лагерь, он у нас является неотъемлемой частью. Там интенсивно занимаемся три недели, дополняя то, что не успели изучить в течение года. И мы надеемся, что робототехника займет достойное место в жизни каждого школьника.

Какова роль соревновательной робототехники? Это скорее отдельно? Или неотъемлемая часть робототехнического образования вообще?

Я уже говорил, что каждый школьник должен знать, с какой стороны подходят к роботу и что можно от него ожидать. Надо понимать, что робот – не кукла и не радиоуправляемая игрушка, что в нем существуют внутренние принципы управления. И эти принципы могут быть распространены как на промышленную линию по сборке автомобилей, так и использованы в экономике. Например, есть такое понятие регулятор курса рубля. Эти регуляторы точно также работают внутри роботов, указываю где робот должен идти своей дорогой, не сворачивая, или, наоборот, выполнять повороты.

Все это в жизни взаимосвязано. Наука кибернетика будет полезна детям в будущем, чем бы они не занимались. Даже если они станут экономистами, менеджерами, а не пойдут в инженеры, им все равно пригодится этот курс. Поэтому хотелось бы, чтобы каждый с ним хотя бы немножко познакомился. Мы обучаем детей с пятого по седьмой класс на уроках три года. И когда они уходят и больше никогда в робототехнику не возвращаются, мы не очень сильно грустим, потому что понимаем, что у них свой выбор жизненного пути. Кто-то возвращается, заканчивает школу, приходит преподавателем.

Масштабируема ли ваша методика? Или она заточена под одаренных детей?

У нас методика заточена на детей, у которых нет времени. Потому что наши лицеисты перегружены множеством направлений: физика, математика (с 5-ого класса), химия (с 8-ого класса). У нас в лицее очень требовательный предмет – русский язык. Поэтому у них почти ни на что не остается времени. Мы стараемся проводить занятия так, чтобы дети на них отдыхали. Это первое. Без лишней нагрузки. Хотя домашние задания бывают. Но они тоже достаточно увлекательные. Во-вторых, к нам на занятия приходят около 500 детей, половина из которых лицеисты, а половина детей – из других школ. Самое главное в этих детях то, что они хотят заниматься. Трудно научить ребенка, который не хочет заниматься. Поэтому если говорить об отдельном курсе, то нужно выделять интересные вещи, а там очень много интересного. Давать простые интересные вещи, и вероятность 99%, что любой школьник, даже мало заинтересованный, заинтересуется и достигнет результата.

Еще и к другим наукам интерес просыпается.

Да, это можно предположить. По крайней мере на других предметах можно проявить свою сноровку: построить на биологии теплицы, на химии – прибор, который будет потихонечку разливать реактивы в пробирки, на физике тоже можно много чего сделать…. Баллистическую систему…

Ежегодно вы организуете курсы для преподавателей. Кто эти люди, которых вы учите? Это по-прежнему энтузиасты (движение снизу) или ощущается движение сверху? 

Курсы в принципе ориентированы на энтузиастов. Дело в том, что образовательная робототехника очень привязана к поставкам оборудования. Поставки оборудования, как правило, делаются под преподавателя. Если есть в школе преподаватель, который может вести робототехнику, то под него делают закупку. Иногда, конечно, и вслепую, но тогда велика вероятность, что оборудование будет пылится в кладовке. Администрации не хватает, как правило, решимости самостоятельно отправить преподавателя на обучение. А когда преподаватели видят, где можно пройти обучение, то они могут проявить инициативу, пройти у нас обучение бесплатно и после этого объявить своему директору о готовности работать в направлении «Робототехника». Наша задача на этих курсах дать преподавателю уверенность в своих силах, понимание того, чему можно учить детей. Я надеюсь, что это получается. С разной степенью успеха, многое зависит от предварительной подготовки педагога в области информационных технологий, физики. Хотя мы обучаем всех, даже без подготовки. И теперь уже появилась администрация, которая серьезно и целенаправленно командирует педагогов на курсы, следит за тем, чтобы они были пройдены, но это компетентная администрация. Т.е. движение сверху местами начинается.

Игра в слова, роботов и творчество

Мы часто слышим «инженерное творчество», но появляются пока неуверенные мнения, о том, что робототехника — никакое не творчество, а самое обычное ремесло. Вот и мобильная робототехника уже среди направлений WorldSkills — чемпионата рабочих профессий. Все-таки творчество или ремесло?

Для того, чтобы заниматься творчеством, надо сначала стать инженером. Если человек еще не достиг состояния инженера, человека изобретающего, творца по смыслу этого слова, то все что он может сделать в области робототехники – в лучшем случае ремесло. И, что забавно, для роботов – это точно будет ремесло. Т.е. если мы пускаем на поток штамповку каких-нибудь изделий роботами, то они не занимаются творчеством, они заменяют человека в мануфактуре. Я понимаю, что нужно освоить человеку, чтобы он смог создавать роботов. Освоив это, человек неизбежно становится романтиком и мечтает о том, чтобы творить еще больше, выше, прекраснее. Я наблюдаю за талантливыми ребятами, которые с нами работают, за полетом их мыслей, за теми фантастическими вещами, которые они создают, и восхищаюсь. Это действительно творчество, но сперва они прошли множество подготовительных стадий, на которых их деятельность могла восприниматься как ремесло. Но если бы нам удалось сделать робототехнику ремеслом хотя бы, мы бы уже многого достигли. Пока что это игра в слова.

Не в вашем лицее. Здесь это не игра в слова.

У нас это игра в роботов. Большая игра. Пока что здесь слово «ремесло» не подходящее. Представим группу робототехников, которые изготавливают роботов. Можно себе представить, что они клепают роботов на ширпотреб. Они знают, как сделать робота, который чистит обувь или разносит почту, и этих роботов пускают на поток. Это ремесло. А если они пытаются создать искусственный разум или создать роботов, которые делают то, чего роботы еще никогда не делали, даже, может быть, не роботы, а и люди никогда не делали, то это уже творчество.

Если бы нам удалось сделать робототехнику ремеслом хотя бы, мы бы уже многого достигли. Пока что это игра в слова

Твитнуть цитату

Какой наиболее оптимальный путь и механизм внедрения робототехники в обычную среднюю школу?

Путь длинный. Я его описал, когда мы вели опытно-экспериментальную работу в течение трех лет. Лицей выступал как опытная экспериментальная площадка. Были сформулированы стадии, которые нужно пройти, чтобы достичь результата. У нас на сайте это выложено. Начинается все с принятия решения на уровне администрации школы. Дальше определяем направления, в которых будем развиваться. Если это робототехника, значит должен быть выделен компьютерный класс (обычный класс, как для информатики). Далее определяем, с какими конструкторами будем работать. Здесь важно не попасться на удочку и не накупить много всякой ерунды. В идеале надо брать порядка 10-ти одинаковых конструкторов. Один комплект одного уровня. С запасными деталями, с ресурсными наборами, если такие есть. Не буду рекламировать конкретную компанию, потому что предложений на рынке много, и каждое в чем-то интересно по-своему. У меня есть рекомендации, в каком виде это лучше закупать. Должны быть помещения для хранения конструкторов: шкафы, стеллажи, потому что они очень много места занимают и требуют особого присмотра. В идеале не только один учитель должен этим заниматься, но и должен быть лаборант, чтобы он присматривал за оборудованием. Далее параллельно учитель или несколько учителей проходят курсы. И формируют группы (приглашают детей в кружок). Количество детей должно исходить из размеров компьютерного класса, т.е. 10-15 человек. В Санкт-Петербурге есть требования к кружкам технического творчества: первый год – 10 человек, второй год – 8 человек, третий год – 8 человек. Это минимум, при котором педагог получает зарплату. Нужно, чтобы хотя бы на двух детей был конструктор и у каждого был отдельный компьютер. Вместе с конструкторами обязательно нужно приобрести полигоны для запусков роботов. Это могут быть баннеры, на которых напечатаны всевозможные линии или жесткие полигоны на столешницах, лабиринты, пазлы из линий. Сейчас в России проводится десятки соревнований. Можно определить базовые и приобрести соответствующие поля. Не забыть про программное обеспечение. Его стоит приобретать после прохождения курсов. Кто на чем учился, то и надо приобретать. Далее набор детей. Обязательно соревнования. Пусть хотя бы маленькие. На соревнованиях закрепляются навыки.

Открытые состязания ФМЛ 239

Открытые состязания ФМЛ 239

>> Читайте также «Курсы робототехники от Сергея Филиппова: как это было»

>> Бесплатный онлайн курс по робототехнике с Сергеем Филипповым

Фото: Александр С. Гагарин

Share Button

4 комментария (ев) к статье “Игра в слова, роботов и творчество. Интервью с Сергеем Филипповым”

  1. Александр

    15.09.2015

    Если сделать все правильно — будущее наступит раньше, чем мы его ждём.
    А если не сделать — будущее все равно наступит, только за рубежом быстрее чем у нас, наша продукция станет не конкурентоспособной, ВВП упадёт и т.п.

    Ответить на этот комментарий
  2. Egor

    22.09.2015

    Игры в роботов. И так все образование. Может, хватит играть

    Ответить на этот комментарий
  3. Александр

    22.09.2015

    Егор, а что вы предлагаете? Промышленных роботов детям подгонять? Это нормально, что образование построено в форме игры. Разве нет?

    Ответить на этот комментарий
  4. Игорь Александрович Полионов

    10.11.2015

    Отличная статья. Спасибо Сергею Александровичу за его глобальный вклад в дело инженерного образования Россиян. Будучи учителем технологии провинциальной Российской школы, должен заметить, что наши ученики, освоив LEGO Education, смогли дважды подряд взять первые места на WSRJ в компетенции «Мехатроника». При чём, стендов от Festo Didactic, в распоряжении мы не имеем.

    Ответить на этот комментарий

Оставить комментарий

© 2014-2016 Занимательная робототехника, Гагарина Д.А., Гагарин А.С., Гагарин А.А. All rights reserved / Все права защищены. Копирование и воспроизведение в любой форме запрещено.
Наверх
Яндекс.Метрика