机器人与编程区别解析:孩子该学哪个?升学更有帮助的选择
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本来今天没打算写这个话题的,临时把文章换了。
因为昨天给大家推荐了小河狸机器人后,收到很多类似的疑问:
机器人和编程,到底啥区别啊?
孩子究竟该学哪个?
哪个对孩子更有帮助?
哪个对升学更有帮助?
…
有点儿出乎意料。
我可以说是跨界进入到教育公号领域的计算机妈妈了。并且,逃逃从开始到长大,在机器人和编程学习方面花费了大量时间,一路上也和大家分享了很多,我自认为已经说得很清楚了。
逃逃正在学机器人搭建
逃逃正在做编程作业
小伙伴提醒我,逃妈,你别假设所有的娃都如同逃逃这般大啦。咱们这里还有许多年龄较小的孩子的新手妈妈呢。
再说,美国学校长期开课,而这边的情况不同。近些年机器人、编程才火起来。尤其今年教育部更新了中小学竞赛白名单,其中有一长串与机器人、编程相关的小学生竞赛,这着实让人摸不着头脑。
看来真有必要再和大家详细科普一下。
为了简洁明了,接下来我以问答的形式来解答大家的疑问,大家可以直接找到自己感兴趣的部分。
我家孩子到底该学机器人
还是编程?
在回答这个问题之前,我想先以一种较为直接的方式将其解答,这样便于进行对应:
学龄前孩子,从孩子的天性方面来看,我建议学机器人;从学习效果方面来看,我建议学机器人,不建议学编程。
一到三年级的孩子,倘若有条件,我极为建议让他们都去尝试一下。这样可以让孩子找到自身更为感兴趣的以及更适合自己的方向。
四年级的孩子以及四年级以上的孩子,他们的课业开始变得有些忙碌了。我建议为他们选定一个方向,这样他们就更有可能将精力聚焦起来,从而取得成绩。
如果孩子此前学过,那么你们必然已有答案。倘若完全未曾接触过,就可以大致依据孩子的特点来进行选择。
机器人和编程, 究竟啥区别?
「编程」,用一句话来解释,就是和电脑对话。
这里的“电脑”,有可能是计算机;有可能是手机;有可能是智能家电;还有可能是搭建好的机器人等等。
电脑听不懂我们说的话。因此,就有了多种编程语言,比如 C、C++、C#、Java、JavaScript、Python 等。还有低龄孩子经常使用的 Scratch 等图形化语言。这些就是电脑能够听懂的语言。
学习编程意味着学会一门编程语言,然后利用这门语言去告知电脑自己想要让它完成的事情。
那什么是「机器人」呢?
首先你要搭建出一个“小电脑”。这个“小电脑”具备控制处理器,并且装有各种感应器。此外,它还是一个机械装置,能够活动。
然后你需要通过编程的方式,与这个“小电脑”进行对话。同时,你还可以利用编程来控制它的活动,例如让它往前走、拐弯,当遇到障碍物时绕过去,遇到楼梯时爬上去等等。
这个被称作“小电脑”的东西,叫做机器人。机器人只是一个简单的称呼,实际上它就是一个机器装置,不一定呈现“人形”。
大家平时听到较多的有乐高机器人、VEX 机器人等。它们都属于机器人,分别从属于不同的品牌,在性价比方面有所不同,然而在功能上大致相同。
我们昨天给大家推荐的适合孩子入门的机器人课程,其前面的低级别课程主要是学习机械搭建。而到了后面的高阶级别,当与编程结合起来之后,它依然是机器人。
所以,机器人学习包含两部分内容。一是将机器人搭建出来,二是通过编程来控制它。
机器人和编程, 哪个更难?
不少看到这里的同学会自然地认为,机器人比编程更难。因为机器人的范围更广,要干的活儿更多,其中包括机器人搭建部分和编程部分。
其实不然,它们的难度没法直接比较,因为是难在不同的地方。
01
「机器人」学习,难点在机械搭建和它背后的物理原理
它和孩子玩得乐高套装积木是两码事。
机器人搭建涉及诸多机械部件,像梁、栓、齿轮、马达等。这些部件应应用于哪些场景呢?它们又该如何协同运作呢?孩子都需要将这些弄清楚、搞明白。
图片来自小河狸科创课
靠谱的机器人课程会启发孩子去理解其背后的物理原理,像杠杆、滑轮、力的方向以及摩擦力等。如此一来,孩子才能够轻松地搭出自己想要的功能和造型。
图片来自小河狸科创课
机器人的编程部分通常用于控制其运动方向、距离、转向、角度和速度等。这部分相对较为简单,几乎无需使用复杂算法。
如果有难度,那么在写好程序之后,到与机器人联合起来调试的阶段,会比较耗费时间和精力。在这个阶段,可能会遭遇连接通讯方面的问题,并且还会出现一些事先预料不到的 bug。孩子需要保持耐心,去进行测试和解决。
02
「编程」学习, 难点在数理逻辑思维
它和数学更接近。
给大家展示一道信奥赛中处于最低级别的题目,这是 2021 年 CSP - J 的一道编程题,你大概就能有所感受了。
题目比较长,如果你懒得看,那我直接告诉你,其本质是一道“找最大余数”的数学题。
编程的过程,孩子要先理解题目。然后把题目转化成数学模型。接着再用编程语言将其实现出来。
编程学到后面,与数学的结合程度会增大。你会发觉,有些原本从事奥数的孩子,在“双减”政策实施后,迅速转变,很快就在“信奥赛”中展现出出色的能力,仿佛如鱼得水一般。
奥数里有经典的 4 大块内容,分别是代数、几何、概率、数论,这些内容在编程中都有所体现,尤其是概率和数论这后两块内容,在编程中使用得特别多。
总的来说,
机器人需要动手同时也需要动脑;除了机械和物理这些实实在在的工程方面的硬知识之外,还能够在不知不觉中提升孩子的空间思维、创造力以及审美等方面的能力。
编程更倾向于纯粹的脑力活动,它与奥数有相似之处,重点在于培养孩子的数理逻辑思维。
机器人和编程
哪个对升学帮助更大?
孩子学习编程有对应的认证和竞赛,孩子学习机器人也有对应的认证和竞赛,这些认证和竞赛可用来衡量他们掌握的程度以及水平等级。
编程的终点为信奥赛 IOI。信奥赛是五大学科竞赛之一,与数学、物理、化学、生物并列。它属于历史悠久的传统竞赛项目。
机器人在近几年随着科技的发展而火起来了。竞赛变得更加多样化。目前可以说机器人竞赛领域还是一片蓝海。每个地区以及学区组织的参赛项目可能各不相同。孩子能够选择不同的赛道。(不过用到的知识都是相同的,即“把机器人搭出来+用编程去控制它”这两部分。)
这些认证、竞赛对孩子升学有没用呢?哪个更有用?
据我观察,旗鼓相当。
咱们来看 2022 年人大附中科技特长生的招生简章。在报名条件中,既有机器人竞赛,又有编程竞赛。这两类是不同的项目。其中,机器人竞赛包含 FTC/FRC、VEX;编程竞赛有 CSP-J、CSP-S、NOIP。
2022人大附中科技特长生招生简章
能在这些竞赛中拿到好成绩,对升学肯定有助力作用。
美国的情况与之类似。观察每年 Top50 名校的录取名单,尤其是理工科的牛校,它们都对这两项竞赛十分青睐。若能获得信奥赛 IOI 或者国际机器人大赛的奖项,那么即便像麻省理工、斯坦福这样的牛校,也有可能主动向其抛出橄榄枝。
机器人和编程
它们都该怎么学?
说实话,这两件事都不是容易的事。我建议妈妈们不要亲自去做,也不要过于信任那些卷起袖子、迫不及待想要帮忙的队友。
逃逃小时候在学习机器人的过程中,逃爸表现得极为给力。他亲自去办理了 FIRST Lego League 的注册教练事宜,然后带领逃逃以及小伙伴们组建了一个机器人团队,时常聚在一起进行捣鼓。
逃爸与我是大学同学,并且这些年来一直从事 IT 行业,可算作是计算机领域的资深人士了。从能力方面来看,是完全具备胜任条件的,然而到了后来,时间和精力却终究是跟不上了。
我认为,队友更应当承担的责任是去赚取更多的钱财,为孩子挑选更可靠的课程,将专业的事务交给专业的人去处理。
课程该如何选择呢?无论是线上的课程还是线下的课程,我都建议选择较为严格、有一定要求的,而不是仅仅培养兴趣而已。
看课程体系是否完整,老师的讲解能不能让孩子真正学到东西。
机器人课程,既能搭出一些炫酷的造型,又能让孩子学会背后的原理,还能让孩子在把它拆了重新搭的情况下自己搞定;编程课,不能只是系统完成 90%,孩子只做些拖拖拽拽的修修补补,而要让孩子真正理解算法和数据结构。
还有,课程能否与一些官方认可的竞赛或考级相衔接呢?通过考试来促进学习,这样既能让家长了解孩子的学习情况,也能让孩子了解自己在同龄人中的位置。
这些,都是要考量的因素。
大家都清楚,“老师教授的内容”与“孩子所学到的东西”之间已经有了一定的差距。如果课程本身不够扎实,仅仅是以吸引孩子的注意力、培养孩子的兴趣为主要目的,并且再进行折扣等优惠措施,那么基本上就相当于只是在敷衍了事,没有实际效果了。
我们平台每次推荐的课程会选择偏“鸡”一些。昨天给大家推荐的小河狸机器人是这样,前阵子推荐的编程课也是如此。它们都有很扎实的课程体系,并且能够对接科技特长生的竞赛或考级,能最大程度地帮助孩子不走弯路。
小河狸对接的全国青少年机器人等级考试