逃媽
坐標美國達拉斯
分享原汁原味的美式教育理念和實踐資源,著有育兒暢銷書《聰明的媽媽教方法》。
最近后臺接連收到很多讀者的留言問題,基本上是同一類:
現在科創很火啊,外面的班挺多的,孩子該學編程、機器人嗎?
很多樂高班說是學編程,還說是學機器人,究竟啥關系,孩子該學嗎?
機器人是啥?就是玩樂高嗎?
娃5歲,該報樂高班還是該開始學編程了?
突然集中地來了這么多類似的問題,我想,肯定跟最近的教育政策導向有關——奧數不讓考了,升學也靠搖號了。而且,今年教育部公布的,面向中小學生的29項全國性競賽活動名單中,科技創新類競賽占了絕對性優勢,共12項!機器人、創意編程、人工智能、智能設計等關鍵詞直接出現在競賽項目的名稱中!
不管怎么說,這些政策我個人是非常贊同的,因為這代表了未來的趨勢。其實在美國,這個趨勢早幾年就有苗頭了。比如,樂高機器人,不但學校里有俱樂部,家長也會自發地帶娃組隊學。
每年的機器人比賽,更是熱鬧非凡。
(圖片來源于網絡)
總之,這些東西未來是需要的,前景是美好的,孩子是應該學習的。
但是,怎么開始?就像前面讀者媽媽們問到的,樂高、編程、機器人,那么多不明覺厲的關鍵詞,究竟該從哪兒開始?孩子該怎么學?
這些問題,我還是有信心給大家掰清楚的。
咱們平臺的老讀者們肯定知道,逃媽我是個“理工媽”,本碩七年的專業正是計算機,在跨國科技公司寫過代碼,也帶過軟件團隊。我的分享,也常常被大家吐槽,邏輯很清晰,文字沒溫度,總之,推文寫得像程序。
逃爸和我是大學同學。得益于一對“計算機”體質父母,家里自帶濃濃的“科創”風,樂高、機器人、編程,逃逃都玩過、學過,花了不少錢,參加過不少比賽,也踩過不少坑……
逃爸還是美國樂高FLL(FIRST Lego League,FIRST樂高聯賽,參賽年齡為四年級到初二)的注冊教練,他帶著逃逃和小伙伴們組了一個機器人團隊,平時一有時間,就聚在一起學習琢磨。
言歸正傳,說回咱們今天的正題,樂高、少兒編程、機器人,到底是什么?什么區別?孩子該怎么學?
我們一個一個來講。
01
樂高
相信沒有哪位家長不知道,也沒有哪位適齡孩子不玩樂高吧?就是這些花花綠綠的積木玩具,讓大家不忍直視月底的賬單;不過也因為孩子專注玩樂高,換回了家中無數寧靜的時刻……
但也許有些家長不太清楚的是,樂高搭建,分為磚塊搭建和機械搭建兩大類。
磚塊搭建類樂高,也就是孩子們經常玩的,一塊一塊的block,可以拼搭出各類形狀、模型的樂高玩具。它的設計目標是——有趣,最大的特點是——靜態,不能動。
磚塊搭建很有美感,從孩子到成年人,都難逃脫磚塊搭建的“致命吸引力”,紛紛成為發燒友。
而第二類樂高,就是容易被忽略的——機械搭建。它非常重要,如果你計劃讓孩子學習編程、機器人,機械搭建是必不可少的基礎,而且,這個基礎要打得很扎實!
機械搭建
目標:為學習機器人做基礎準備
推薦年齡:5+
機械搭建,使用的主要是科技積木。我們平時給孩子買的一些汽車、火車、飛機、變形金剛、科技積木套裝(Lego Technic系列)等主題積木,就是這種類型。
機械搭建類樂高最大的特點是——能動。比如上面這臺挖掘機,它能前進、后退,挖掘機的手臂也能上下靈活地擺動。
除了是否能動,機械搭建和磚塊搭建還有很大的不同。磚塊搭建是用一個個blocks疊好就行,block之間只是大小差別,比如有的是2*2,有的是2*4,4*4等。
而機械搭建用到的積木類型非常多,有梁、軸、銷、齒輪、輪轂等機械積木,還有馬達、電機等動力組件。每一樣的使用都很有講究,背后還涉及到很多機械、物理原理。
比如下面這個貨物升降機的搭建,就運用了軸套、蝸桿、滑輪、繩子等。搭建好后,觀察滑輪運動的方向,也可以對比滑輪結構和蝸桿結構的區別——滑輪結構中,如果松手,貨物有可能掉落,加上蝸桿結構后,懸空的貨物還會掉落嗎?這些觀察和思考,就是普通的磚塊搭建給不到孩子的。
可以看到,機械搭建的成果,比如這個“貨物升降機”,實際上就是一個具備行動能力,但還沒有“大腦”的“機器人”了。這時再加上控制器,各種傳感器,用編程的方式來控制“機器人”的行為,就是我們常說的機器人編程。
所以說,機械搭建,是機器人學習的基礎。市面上很多樂高機器人課程,其實也就是重點訓練“機械搭建”這個階段。
【逃媽建議】
很多家長以為孩子玩了很多樂高積木,就可以直接學習樂高機器人了,這!完!全!是!誤!解!
孩子學習機器人之前,務必要進行系統的機械搭建學習。注意是“學習”,不是玩,要熟練掌握每一樣組件的作用、搭建方法和技巧,需要一整套學習體系,從簡單到復雜,循序漸進地分階段練習。
逃逃之前就踩過這個坑,玩過很多樂高套裝,但并沒有系統訓練過機械搭建,直接上樂高機器人,很困難,受到的打擊不小,只有回頭來慢慢補課。
下一次我會來專門和大家分享這個“補課”經歷。
總的來說,從玩樂高,到機器人,中間的重要鏈接就是“機械搭建”。它是一門培養孩子動手、觀察、創造等能力,并涉及到機械、物理原理的學問,需要系統學習,可以在外面報班,也可以選擇一套有體系的教程在家跟著學。
02
少兒編程
目標:通過編程語言告訴計算機/機器人,你想要它做什么
推薦年齡:5+
前面提到,機械搭建的成果,實際上就是“機器人”了。這時我們可以用編程的方式來控制“機器人”的行為,所以咱們接下來講講編程。
編程的本質,用一句話來解釋,就是和電腦對話(這個“電腦”,可能是計算機,可能是手機,可能是機械搭建好的機器人,或者其他智能家電等等,總之,一個裝有控制器的硬件,我們這里都俗稱為“電腦”),用電腦聽得懂的語言,告訴它我想讓它做的事。
可電腦那臺冷冰冰的機器能聽懂啥啊?于是有了我們聽說過的各種編程語言,匯編、C、C++、C#、Java、Java、Python……這些就是電腦能聽懂的語言。
學習少兒編程,就是學會運用一門語言,向電腦發出指令。現在最熱門的少兒編程語言是Scratch和Python。
Scratch:入門級編程語言
適用年齡:5+
Scratch的出現,得感謝那些有愛的程序員們。他們覺得讓小朋友自己寫代碼什么的,太難了,就發明了拖拽式的編程語言。這樣,編程者不需要敲鍵盤寫代碼,只需要將操作界面上的指令方框,用鼠標拖到主界面,并且對指令框做一些參數設置就好了。
在網上找到一個好玩的例子,這段程序實現的功能是,把“嗯嗯!”、“然后呢?”、“言之有理!”、“醬紫”這些話語隨機輪番用。哈哈,這就是一個可以陪你聊天的機器人雛形了。
這種拖拽式的編程語言有很多種,比如Scratch、Hopscotch以及國內的編程貓,前面提到的樂高機器人,用的都是拖拽式的編程語言。
Python:熱門級編程語言
適用年齡:10+
和拖拽式的Scratch不同,Python是需要手寫代碼的語言。比如下面就是一段用Python語言編寫的程序,當你輸入“Love”之后,電腦就會自動打印一個愛心:
相比起其他語言,Python的語法結構精煉, 格式也比較簡單,好懂,孩子容易上手。好的Python程序讀起來自然又通順,和讀英語句子差不多。
而且,從目前的行業情況來看,特別是在人工智能領域,Python的需求量很大,在新興技術崗位,尤其是設計人工智能方向技術,發展前景都很不錯。
所以,目前Python的熱度是節節高升。
【逃媽建議】
孩子剛開始接觸編程,建議從拖拽式的編程語言開始,難度低,上手快,孩子會比較感興趣,一般5-6歲左右的孩子就可以開始;當孩子學到一定程度(不一定需要按年齡來劃分,只要孩子覺得拖拽式不能清爽地表達他想要的邏輯時),就可以轉為更加專業的,需要手動寫代碼的編程語言了。
從我自己的學習經歷來看,孩子學編程,學的是主要是編程思想,并不是馬上要解決某個領域的特定問題。
所以選擇哪個語言不是關鍵,因為基本的編程思想在各個語言中是相通的。只有當真正去從事編程工作時,才需要根據要實現的功能選擇一門合適的語言。而且,對于很多編程高手來說,換語言就像從使用Windows電腦換成使用蘋果電腦一樣,沒太大難度,只要稍微適應一段時間就好。
03
機器人
目標:掌握一項面向未來的必備技能!
推薦年齡:9歲+
說完了硬件——機械搭建,軟件——少兒編程,硬件、軟件結合起來,就是機器人了!
機器人有很多種,比如WRO(國際奧林匹克機器人大賽),是用的氪系列的機器人;開頭提到的FFL(FIRST樂高聯賽)當然就使用的樂高機器人了。不管用什么材料,只要它本身是一個有行動能力的載體,而且可以通過編程控制它的行為,則都算是機器人。
以樂高機器人為例,它就是在機械搭建的基礎之上,結合了編程控制。
比如我們前面提到的那個挖掘機。我們通過機械搭建,拼搭好一個挖掘機,這時挖掘機具備了前后走動,手臂擺動和挖土的行為能力。但它不知道什么時候該挖土,該到哪兒挖土,挖了之后怎么辦等等。
這時我們通過編程告訴他,讓它從指定的A點,往左走5米后,挖些土再搬到B點。這就是一個很常見的樂高機器人任務。
所以,學樂高機器人是包括了“機械搭建”和“編程”這兩部分的。
【逃媽建議】
當孩子熟悉了機械搭建后,就可以挑戰樂高機器人了,比如樂高EV3。
不過從逃逃的學習經歷來看,玩機器人的難點和挑戰,依然在造型搭建、動力組合上面,非常需要孩子的綜合能力,比如力學知識、空間思維、想象力、創造力、美感等等。
比如對于前面這臺“挖掘機”來講,如果搭建部分出了問題,前進、后退、轉彎、手臂的搖擺不靈,是沒法順利完成指定任務的。
而編程部分則相對容易,比如樂高EV3的編程界面,是類似Scratch那種拖拽式的,比較簡單(當然,它也是可以支持Python編程的):
從逃逃和小伙伴們組隊機器人,參賽FLL的經歷來看,開始他們想當然地把團隊分成一半一半,一半負責搭建,一半負責編程,后來發現要完成任務的瓶頸全集中在機械搭建上,編程則很簡單,派一人搞定即可。
最后,用一張圖來總結一下機械搭建、少兒編程和機器人這三者的關系。
我們可以這樣理解,機械搭建是硬件,編程是軟件。將編好的程序,運用到機械搭建中,就是一個可以“為我們所用的”機器人啦!
你可能會說,假如孩子將來不打算從事高科技行業,甚至不打算讀理工科,學這些有什么用?
我覺得,它們就像孩子這個時代的“數理化”,是基礎技能。
比如我們從小學到大學本科,至少學了16年數學,但未必都成了數學家,甚至根本沒有從事這方面的相關工作。但數學給我們帶來的邏輯思考能力,縝密的思維習慣,是讓我們在任何行業中,都有所受益的。
玩樂高、學編程、學機器人同理。學習的過程,給到孩子的不光是一項技能,而是多了一些思考問題的角度,培養了一些難能可貴的思維。生活在一個復雜多變的世界里,能學到的知識永遠是有限的,能廣泛運用不同領域的思維方式,才是幫助孩子將來在各行各業游刃有余的關鍵,也是無論科技怎么發展、世界怎么改變,都不會被取代、被淘汰的秘訣。
當然,更好的結果是,在人生的長跑中,找到最匹配自己的賽道。
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一群行走在中美兩地的家長
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