随着AlphaGo的横空出世,人工智能的概念爆炸式席卷全球,同年,国务院印发《新一代人工智能发展规划》,明确指出在中小学阶段逐步推广编程教育,近几年各省市教育厅也频繁出台少儿编程教育的利好政策,少儿编程教育逐渐地引起国内家长的关注。

新兴的机器人编程教育,与成熟的少儿编程,两者的区别到底在哪里?

今天,我们就来一起探讨下。

一 编程&机器人编程

01两者的区别

机器人编程:机器人教育需要软硬件结合,注重多学科的综合运用,需要融汇贯通多门类知识,如物理、数学、生物、历史等,涉及的范围广,对孩子的综合素质提高起到不可估量的作用,机器人教育在特定年龄,会加入编程教学。

编程:纯软件教学,注重编程的逻辑能力训练,对于孩子的逻辑推理思维能力要求高。

02学习内容

机器人编程:调用编程模块指令让机器动起来为目的。通常需要编程的模块是已经写好存储在模块里的,小朋友做的只是将模块以不同的方式拼接起来。

少儿编程:探究编程语言的本质,学习模块内部核心的逻辑、算法、语法和结构。

相比机器人编程,少儿编程的学习内容比机器人编程更加深奥,也更涉及编程的本质。

03应用场景

机器人编程:要解决实际应用的问题,例如将物体从一个地方搬运到另一个地方、跨越不同类型的障碍等等。所以学习的重点是机械搭建,例如是用步足还是履带、用杠杆还是用滑轮来实现,不同的机械结构直接如何有机联动起来。更多地依赖机器人本身,强调培养动手操作能力与物理知识,课程的内容由硬件知识和编程知识两部分组成,往往硬件知识的比重会多于编程知识,趣味性会更强一些。

编程教育:基于软件项目开发设计的课程,其中会涉及到与硬件的交互,这部分就和机器人教育相似,但编程的高度是没有限制的,通过可视化图形编程、代码编程和机器人编程,孩子可以选择适合自己的语言,可以设计游戏、网页等产品。

现在都在讨论的人工智能、芯片、5G,其实很多都是结合机器人的应用,想要让关于机器人的想法落地,还是需要通过编程进行落地。

总结一下,机器人课程比较多元,每个孩子都能找到自己擅长的方向孩子更容易在团队里找到自己擅长的方向。同时,基于团队操作,每节课或者每两节课都会有一个作品出来,孩子会非常有成就感,让孩子觉得“我可以,我能行”,而成就感推动出的兴趣正是学习最好的老师,对引导孩子的学习会有非常大的优势。

由此可见,机器人是一个融合性学科。软件+硬件相结合,它融合了编程、学科知识、动手搭建能力、学习能力等多种能力。一般低龄段以硬件拼搭为主,随着学习的进阶,软件编程会逐渐增多。拼接成型的机器人,按照编程指令完成各种动作。这里包含了乐高spike,高年级还有vex,使用包括图形化在内的各种编程语言,当然也包含了Python和C++。

如果要做类比的话,编程课更像数学课,主要靠思维去解决问题,机器人更像物理课,没有标准答案,更需要解决实际问题能力。

二 竞赛方向

机器人和编程都是当下课外培训的大热项目。目前来看,机器人和编程,在科技部白名单比赛上平分秋色,各占半壁江山。大部分比赛,例如NOC、信息素养大赛等,都分成了多个赛项,里面既有编程类,也有机器人类比赛。

机器人赛道:

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编程赛道:

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从能够参加的竞赛含金量来说,无论学习机器人还是编程,都有很多参加白名单赛事的机会。

机器人比赛的优点是观赏性强,所以非官方组织比赛的机会也更多。这里说的非官方,只是说没有上白名单,比赛本身还是非常权威的,例如WRO、FLL、VEX等世界性的比赛,堪称机器人领域的世界杯。

因为观赏性强,所以机器人比赛被电视媒体报道的机会也多,孩子参赛的现场感、荣誉感也更强,这是非常重要的。相比之下,编程的比赛多是线上的,或者线下对着电脑完成,就比较闷一点。

而学习编程能够参加的信息学奥赛,是目前除了数英以外,和小升初关联性最大的一个项目。同时,信奥也是能够保送直升清华北大的五大学科竞赛之一。所以,学习编程的出口更直接,更实用,这同样是是毋庸置疑的。

三 学习规划

一般来说,1年级是引导孩子兴趣的起步阶段,3年级是关键点。在低年级阶段主要是培养孩子的编程逻辑、工程思维,通过感知、体验和创造的过程培养探索与创新能力。学习的过程中孩子可以参加一些考级和比赛。

具体我们可以按照下面节点来规划:

1~3年级:

机器人入门阶段,家长在这个阶段要确认孩子的兴趣点。在学习内容上,重在培养形象思维与创造思维,进一步发展抽象思维。

主要学习内容是:机械动力、Spike基础、Spike进阶;比赛方面可以参加VEX-GO、FLL、Botball等。

4~6年级:

这个阶段可以进行全面系统性学习,重在培养孩子的工程思维和抽象思维。抽象思维的培养则可以帮助学生将概念转化为具体的编程思路,从而更好的掌握编程技能。同时学习代码语言并掌握对应的基础语法,此外会涉及很多代数知识和大量的应用,比如映射、平面直角坐标系等。

这个阶段更具体学习内容为Spike高级编程、VEX-IQ ;同时可以开始结合编程语言Python、C++方面的学习,三年级 Python接触过渡,四年级进行C++全完转换;转到C++的学习之后,推荐孩子学习至少6个月之后再进行参赛,因为信奥赛的竞争压力比较大而且竞赛时间比较长,容易对孩子的心态产生一定的影响。

比赛类型上,参加挑战项目,机器人方向重点参加VEX-IQ;编程方向,参加蓝桥杯、NOC和信奥赛的比赛;以赛促学。后期初中阶段双管齐下,高中阶段建议编程方向助力高考走强基和总评途径升学。