教娃3年机器人后,我终明白机器人只有这样学才有意义

现在机器人真是火得不要不要的,暑假回国的时候,我还想给憨憨报一个机器人班去玩一玩,我的老家在江苏扬州,一个幽静的小城市,可没想到一搜“机器人”,竟然跳出了十几个门店。后来我选了一个家附近的门店去报名,结果店员一脸惋惜地通知我,“您来得太迟了,暑假班早就报满啦!”,我勒个去,机器人现在就这么火了吗 …

后来回美国后又张罗着给孩子报名FLL(First LEGO League)的机器人比赛,比赛是可以选择日期和地点的。可结果一搜,离家稍微近一点的地点早就被一抢而空。想参加比赛?可以,多开两小时的路程呗,那里或许还有空位。我又一次呆在了电脑前 …

 

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机器人和编程的区别

无论是中国还是美国,机器人在父母和孩子心中都是一个神一样的存在,另外一个冉冉升起的兴趣班就是编程,也是铺天盖地的广告热的不行。有不少读者问我机器人和编程有什么区别?该选哪一个?其实,这两者有很多共通的地方,我画一张图你们就明白了。

 

机器人和编程主要有两块内容是重叠的:

  1. 一块是程序设计,也就是说你该如何正确和高效地设计你的程序,比如在电脑编程里,你要设计程序让小人跑跳,而在机器人里,你就要设计程序让机器人动起来。

     

  2. 另一块是计算机组织结构,机器人其实就是一个微型的计算机,里面大多数部件和计算机是一样一样的。无论是学机器人还是编程,孩子都得理解什么是输入、什么是输出、什么是二进制、什么是控制器,这些都是机器人和编程的基础。

我也看过一些培训机构的机器人和编程课程,有不少机构都是很有“策略”的,希望快速展现效果给家长看,这样父母才会长时间的报名。

有朋友给我看她儿子去一家乐高机器人学的课程,课堂上老师提供给学生详细的拼搭方案,需要用什么积木,积木该拼搭哪个孔,事无巨细都一一教到。末了,孩子按照拼搭指南很顺利地搭出了一个漂亮的汽车。可问题是,这不就是按图索骥的过程吗?按照图纸来拼搭谁不会,孩子又学到了什么呢?如果你把积木拆了,不给娃图纸,TA还是不会,而且娃也不知道为什么要这么搭。可家长并不知道这些,每次接孩子的时候,看到孩子拼出一个很酷的造型,都激动得不行,觉得孩子好厉害,老师教的好好。可是,这种“厉害”是有水分的,离开老师的拼搭指南就不厉害了!

我一开始教娃机器人的时候也是犯同样的毛病,以前都是买的套系让娃跟着图纸搭,娃是撘出不少酷酷的作品,可问题是一旦没有图纸他就完全没有idea了。后来我才开始重视引导他思考,从基础的内容学。像下面这个复活节彩蛋的机器,就是他基于一个基础模型然后自己想办法改装出来的,程序也是自己重新设计的。

 

教娃3年机器人后,我终明白机器人只有这样学才有意义
所以我说,无论是学编程还是学机器人,都应该从基础教起,引导孩子学会自己思考、自己拼搭、自己编程,这些才是学习的核心,而不是copy老师提供的详细步骤。

 

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美国怎么教机器人和编程?

美国学校也在教编程、机器人的课程,她们统称为Computer Science,只不过对于低年级来说,学的都只是基础。下面这张图就是我们这边旧金山学区K-2年级的计算机课程内容安排。

 

教娃3年机器人后,我终明白机器人只有这样学才有意义
她们选的是Hello Ruby的书作为教材,在让孩子上手编程和机器人之前,首先教的却是“What’s inside a computer”,也就是教孩子认识计算机的组织结构,比如计算机由什么配件组成?什么是内存、硬盘、CPU?二进制、布尔值是怎么一回事?等等基础知识。这些知识是学习计算机的基础,我们当年学计算机的时候也是从这些基础开始的,学完之后孩子才能更好地理解编程和机器人。

多说一句,Hello Ruby系列一共有三本,分别是编程思维、计算机组织结构和互联网,第一本已经在国内发行,而第二本刚刚引入国内。但是因为不像美国这边有老师讲解,很多父母不知道如何引导,因此我们围绕这本书的课程内容单独设计了一套教具,将书中精华的知识点都提取出来,并且用游戏化的形式来展现,这样孩子学起来就更有针对性了!关于这本书和教具的介绍,可以参见今天第二条文章的推送。

而等基础打扎实后,后面的课程才会逐渐引入Scratch、机器人、Python等内容。

 

教娃3年机器人后,我终明白机器人只有这样学才有意义
 

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核心在于打好基础

孩子是否打好基础,这对未来他们学习编程和机器人的影响很大。

举个最简单的例子,硅谷有一所科技博物馆,里面有个非常热门的项目叫做Social Robots,也就是说让孩子用里面的模块去拼搭机器人。

第一次我带憨憨去那边玩的时候,我想先给他讲讲原理,结果小家伙按捺不住兴奋的心情,抱了一大堆积木已经自顾自地搭起来了。我才说几句话,他就“I know! I know!”地敷衍着。

看他这么不耐心 + 不谦虚,我心里默默冷笑几声,“哼哼,你迟早会来求我的!”,于是我也不说话了,抱着膀子在一旁看好戏。

 

教娃3年机器人后,我终明白机器人只有这样学才有意义
果不其然,没多久憨憨就叫起来了,“Dad,怎么这个不动啊?怎么那个不亮啊?怎么这线连了没有反应啊?…”,小家伙像连珠炮一样不断地问我问题。

这下我才很得意地以救世主的身份再次出面,帮他把电线和模块都捋了捋。这个机器人看起来和搭积木一样,其实很不简单的,因为每个模块都分输入和输出两种类型,比如开关模块、移动感应模块这些都是输入,而电机模块、LED模块这些都是输出,输入和输出连起来机器人才能工作。这其实是计算机组织结构的基本知识,娃不学的话肯定搭不出来的!

前段时间,我给孩子辅导新加坡数学的奥数,里面有专门的Logic章节,结果儿子一看这些AND、OR、NOT的概念立刻兴奋地叫了起来,这不是NAND Gate(与非门)吗,原来他们上计算机课的时候,老师还特地教了他们与非门的逻辑概念,这不仅是数学里面逻辑的概念,也是计算机组织结构课程的一个内容。

教娃3年机器人后,我终明白机器人只有这样学才有意义
其实说白了,编程和机器人,表面上看虽然很不一样,一个是电脑画程序,一个是搭积木,但骨子里却是一脉相通的,而且更进一步学下去你会发现,原来它们都是以数学和逻辑为基础。

所以我说,学机器人和编程,不是跟着图纸做几个迷人的游戏,搭几个酷炫的机器人,那都是表象。真正要学的是背后的原理,只有把那些数学、物理、逻辑、计算机组织结构这些基础学好了,孩子才能有进一步上升的空间。

 

教娃3年机器人后,我终明白机器人只有这样学才有意义
就像我们这次准备带憨憨参加的FLL乐高机器人竞赛,整个比赛就是一张太空主题的大图纸,里面放了很多道具,孩子需要设计自己的机器人在规定的时间内去完成十几个任务。

 

教娃3年机器人后,我终明白机器人只有这样学才有意义
整个机器人没有任何的参考,从搭第一个轮子,到设计第一个程序,全部都是从零开始自己琢磨着来,这才是对孩子真正的挑战。

教孩子打好基础,让他们学会思考,这才是给孩子们学习机器人和编程最大的意义!

 

 

 

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微博:@憨爸在美国