不得不承认,科技进步的速度实在是太快了!
自从 ChatGPT 问世,我们好像一下就跨过了某个零界点,进入了一个AI大爆发的时代:
在家里,扫地机器人为我们搞定最令人头大的清扫问题,智能家居精灵帮我们控制家中所有电器;
出门在外,马路上的无人驾驶配送车混迹在人群中;
外出旅游,酒店的送餐机器人和我们一起等电梯;
……
人工智能在我们的生活里扮演着越来越重要的角色,现在的孩子身边充满了人工智能的身影。
曾经我们这一代是「数码原住民」,现在团子圆子这一代,可以说是「人工智能原住民」。
但新一代的「人工智能原住民」们,在拥有更便捷生活的同时,也面临着巨大的挑战——未来的人工会不会被AI所取代?
这个难题,不仅孩子要解,父母也要解——我们到底需要给孩子怎样的教育,做哪些准备?才能让他们将来有能力与AI共存,而不是被AI取代?
其实,这个问题的答案,就藏在国家的教育政策中——
双减后,学科类竞赛走向没落,但科创类活动、竞赛,却得到了国家的大力的支持。
2022-2025中小学全国竞赛活动白名单中:一共44项白名单活动,科创类竞赛活动占了23项👇
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国家对全面提升学生科技素养的重视,这也是我之前决定让两娃学机器人编程的原因之一。
尤其是对于喜欢并擅长理科的团子来说,我们目前的设想是,让他在幼儿园阶段开始学习机器人编程,小学阶段参加一些白名单比赛,再大点可以考虑信奥赛或科技创新竞赛。
甚至,我希望他未来的人生职业,也是和人工智能相关的。
当然,这条路能不能走得通还是得看团子自己的兴趣和之后的发展,不过,还算幸运的是,现在团子刚好也非常喜欢机器人编程,刚好也能让未来升学多一些选择,两全其美~
团子目前第一步——学习机器人编程,可以说已经上道啦,从 3 个月前开始,已经进入了正式的机器人 scratch 语言编程阶段。
所以,今天呢,我主要想把团子学习机器人编程过程中的总结的心得和经验分享给大家~
来聊一聊我们家为什么要让娃学机器人编程,以及怎么学,如何选择适合自己的课程?
机器人编程
对升学有实实在在的帮助
在早些年,很多家长希望通过各种艺术类项目,比如体操、武术、乐器等特长帮助孩子升学。
但,2021年,教育部印发了《关于进一步加强和改进普通高等学校艺术类专业考试招生工作的指导意见》,在其中规范了艺术类专业的招生政策——
2024年,也就是从起,高校高水平艺术团不再从招生环节选拔👇
然而,随着艺术类特长升学之路的没落,另一类特长生却乘势崛起,这类特长生就是——
科技特长生
科技特长生,是经教育部门正式定义,并且享受“中考高考”招生政策的学生群体。
目前,科技特长生已经覆盖 19 个省份、3 个自治区、4 个直辖市,覆盖率达到 76%。如果想要成为正式认证的科技特长生,学生需要在国际、国内和省市区的专业比赛中获得优异成绩。
可以说,机器人编程,对于孩子的升学,是有实实在在的好处的!
机器人编程的升学方向主要分为 2 种,一种是软件编程方向,一种是机器人方向。
01
编程路线
走编程路线,在启蒙阶段学习的就是图形化编程,3年级以上可以开始学习c++,而最终,通过编程路线,成为科技特长生,就不得不参加信息学奥赛,也就是咱们常听到的——信奥赛。
信奥赛,是五大学科竞赛之一,也是“教育部白名单赛事」之一,含金量不言而喻。在各省市重点中学科技特长生招生简章里,大多对于信息学奥赛都有具体要求。
对娃来说,信息学奥赛参赛路径是:CSP-J/S < NOIP < 省选 < NOI < IOI。
简而言之,CSP成绩好的同学,可以参加NOIP,NOIP成绩好的同学,会被选拔参加NOI,NOI选手中的佼佼者,继续被选拔去参加IOI。
那么,信奥包括哪些竞赛活动?
可以说,信奥赛不仅担负着选拔优秀学生参加国际学科奥林匹克竞赛的任务,对咱们来说,更重要的是它是特招、大学强基计划招生,以及出国留学背景提升的一项重要申请条件。
比如,现在各地都多多少少会有科技特长生的招生政策,覆盖小升初、中考、高考。
比如,在人大附中的招生简章中,明确要求:信息学奥赛获得CSP-J组200分及以上,或者CSP-S组50分及以上,或者NOIP99分以上的成绩。还有其他多所学校,都将CSP成绩作为科技特长生的衡量标准之一👇
而家长最关心的还是高考政策。目前科技特长生被越来越多的优质高校认可,各大 985、211 的最大录取线优惠政策也真的很香👇
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02
机器人路线
如果娃动手能力很强、对于机械更感兴趣,那么也可以选择冲机器人路线!
从应试教育的角度来看,机器人学习是一个很好的入口。
就拿中国最具国际影响力的机器人赛事品牌 MakeX 来说,它在教育部认证的白名单竞赛清单里,A 类赛事中,排名在第一位,国家级证书含金量非常高,在国内重点学校都有很大认可度。
(包括华西中学、现代教育研究所在内部分合作院校)
后面孩子如果还能打上 FRC 国际中学生机器人对战赛,那等于是接到国际名校的橄榄枝了。
排名第二的VEX,则是一项旨在提高并促进青少年的团队合作精神、领导才能和解决问题的能力的世界级挑战。
在国家一系列的政策激励下,目前国内也有众多院校开设机器人类别自主招生报名渠道,如电子科技大学、华东理工大学等等👇
可以说,不管从哪个方面看,机器人学习对升学的利好都很大❗
机器人编程
对多方面能力的培养
很多家长以为学习机器人编程是为了让孩子当程序员,如果没有当程序员的打算就没有必要学习编程。
其实,学习机器人编程≠当程序员,机器人编程归根结底,还是属于素质教育教育的范畴,注重的是孩子思维的锻炼、能力的培养,对于文化课学习的帮助也是不容小觑的。
那么,机器人编程作为一种素质教育,孩子花时间去学了,能给文化课学习带来哪些好处呢?
01
培养孩子的动手能力、专注力
动手能力的培养,其实也是开发孩子智力的重要方式。
机器人编程学习,就是一个完全由自己动手搭建、编程、调试、操作、运行的过程,每次团子带着圆子学的时候,是培养孩子动手能力的最佳途径之一。
而且,学习过程轻松有趣,搭建成功后成就感十足。孩子很容易就会被吸引,一步一步培养出孩子解决问题的专注度。
就我们家团子上的课来说,一节课从积木搭建到图形化编程,把脑海中的构思的东西搭建出来,非常需要孩子集中注意力去完成,从头到尾沉浸式体验!
02
锻炼逻辑思维能力、解决问题的能力
之前咱们专门写过文章,来区分积木、机器人和机器人编程的区别,简单来说,大颗粒、小颗粒积木主搭建,机器人就是在搭建好的积木上加动力片,搭建出来的积木可以「动起来」,机器人编程则是通过编写程序实现让机器人按照指令自己行动。
孩子在进行机器人编程学习的大阶段和小步骤也是如此:大颗粒-小颗粒-机械动力-图形编程,
团子目前已经学到了编程阶段,也就是说,每学新的内容,就需要按顺序,一步一步有条不紊地完成这一整套大动作,从积木到机器人再到编程,是一个孩子不断探索的过程,是一个思维不断进阶的过程。
尤其是到了编程,作为最高阶的部分,非常考验孩子建立解决问题的思维框架,学会提问,把手头的问题抽丝剥茧,逐渐细分,直到找到答案的能力。
整个过程,需要娃像一个小侦探一样,会先尝试去分析、去拆解,努力寻找解决问题的办法。
其实这就是我们常说的「编程思维」,也是数学学习中必须具备的解决问题的能力。
简单来说,编程思维是一种「理解问题--化繁为简--找出规律--解决问题」的思考过程。本质上和数学解题的逻辑是一样的。
比如小团子最近才完成的「电风扇」,他现在虽然学到了编程的部分,但每学新的内容前,都必须先完成之前的每一步:搭好积木-加动力片--模块驱动。
到了学习电风扇编程的部分,孩子需要思考一个现实问题,有了电风扇,但我们可能有特别热的时候和没那么热的时候,怎么办呢?
电风扇转动的越快,风速就越大,也就越凉快。因此,孩子需要完成的就是:让电风扇以不同的风速转动。
按照老师教的基础原理,再想想之前学过的知识,编写出两个机械指令:
当按下按键A时,电风扇会是慢速档位,将以80%的风速转动;
当按下按键B时,电风扇会是快速档位,将以30%的风速转动;
最后,在驱动模块进行调试,看写的有没有问题,能不能到达我们想要的效果。
这一整套下来,不仅非常锻炼孩子的逻辑思维能力,也会遇到很多困难和问题,需要孩子不断去思考和尝试新的方法,采取新的措施去获得满意的结果。
这也是一个不断「试错--修正--再试错--再修正」的过程,能很好地训练他们发现问题、解决问题的能力。
一旦养成习惯,在生活中碰到问题,自然就会试着自己解决~
03
激发创造力
其实每一次上课,除了老师教的内容,小团子都会自己整一些「花活」😂😂😂
还是刚刚的「电风扇」,在搭建好积木之后,还有一个小任务,就是不影响电风扇功能的情况下自己装饰电风扇。
老师会先做一个示范,但团子就不想按照老师那样做,想要自己发挥👇
emmmmm……虽然我看不懂他的审美,哈哈~但我觉得他能不盲从,有自己的设计,按照自己的想法去装饰并且实现,是一件非常值得鼓励的事情。
装饰结束了,在下面的编程部分,刚刚说的A键和B键是老师教的,但团子不满足,他觉得,平时咱们用的电风扇怎么可能只有开启键却没有关闭键呢?
于是他想做一个关闭健:同时按下A+B:电风扇停止👇
他做出了来给我展示的时候我也有点惊讶,说明他学的很认真,完全理解了老师讲的内容,并且,这娃是真的喜欢玩机器人编程啊,自己「鸡」自己,自己给自己上难度!
第一节「图形化编程」的课就看出来了,小团子不太喜欢「和别人一样」,他觉得那很无聊,他就爱搞一点儿「独特」的东西。
第一节是要做一个「电子名片」,编程之后屏幕上会出现自己的名字和漂亮的图案。
团子觉得只有这样的没意思,不要老师教的这种形式,于是就「大佬带妹飞」,要把妹妹的名字也加上去,一起显示在屏幕上👇
投入在自己感兴趣的领域上,自然而然就会去学去想去创造,而当失败的经验多了,也就有了不断尝试的勇气,当成功的经验也多了,不仅自信心会大大提升,更重要的是,会对所谓「成功「更加淡然,而把注意力放在过程上,更加专注地做事。
怎么给孩子启蒙?怎么选课?
在聊这个问题之前,首先萌医生想先问大家一个问题,什么是机器人?什么是编程?
其实,很简单,大家可以把它简单理解成是「任何高级的自动机械」,包括那种需要人为操纵的机械手。
一般来说,机器人由 3 个关键部分组成——
其一,机械部件。打个比方,就是变形金刚的人形形态,是身体的基本结构;
其二,电气部件。就是动力模块,可以为身体提供能量,驱动身体跑动、跳跃,我们最常见的电池、电机都是;
其三,编程。实体有了,还要武装「大脑」🧠。应该说,机器人可以变得聪明,很大程度都要归功于编程,部分以人工智能技术制定的原则纲领行动。
那么,什么是机器人编程,它和软件编程的区别又在哪里呢?
纯软件的编程,大家肯定很熟悉了,比如 Python、Java、HTML、CSS 等开放语言。
机器人编程,其实大家也不陌生,比如,小朋友在启蒙阶段,会接触到的齿轮、杠杆、连杆、皮带传动等物理原理,都是机器人编程的最早雏形。
极少数会应用到无线传输、图像采集,孩子们通过编写程序(大多是以Scratch为代表的图形化编程),就可以控制机器人的速度、方向、轨迹等,这些都是机器人编程。
那基于以上认知,我们再回到一开始的第一个问题——
怎么开始机器人编程启蒙比较合适?
01
如何启蒙?
我的经验是,相比编程本身来说,机器人编程是一门综合性更高的学科。比起抢跑具体的编程语言,小朋友更应该偏重底层经验的获得、多元能力的锻炼以及关键知识的应用。
下面我结合团子团子的启蒙过程,跟大家举几个例子聊聊~
首先,是最基础的抽象思维。孩子抽象思维的发展不是自然而然的,它需要经过某种探索的过程。
打个比方,数学中的「角」。
「角」在几何学中,是一个非常抽象的概念,是构成几何图形的一个基本要素。第一次跟小朋友谈论「角」这个语言符号,他是完全空白的,或者有的孩子会混淆成桌角、边角。
那我们怎么去进行引导?
👉👉👉有个概念,叫「数学直观」。朴素地理解下,就是可视化。
通过积木搭建展示几何「角」的正确表象,孩子在看、摸、玩的过程中,就能明白「角」的形态、属性——
两根「梁」+一个「半轴销」,就组成了角,角有一个顶点、两条边👇
我们改变积木梁的长短,发展角的大小,跟两条边张口的大小有关,跟两边的长短无关👇
活动角的两条「边」看看,角有大有小,从大到小分别是周角>平角>钝角>直角>锐角👇
在这里,小朋友们还可以分别搭建出不同的角,直观理解到,1周角=2平角=4直角👇
△还能结合量角器使用哦~
对了,一个很重要的信息也可以通过积木的方式传递——平角的顶点和两条边在一条直线上没错,但一条直线就是一个平角是 × 的哦!
平面上很难画出区别,用积木是不是清楚多了:从角到平面几何再到立体几何👇
数缺形时少直观,形少数时难入微。数学本身就是一门很抽象的学科,孩子们可以在后期建构中,把角和具体的几何图形联系起来,这个是很了不起的!
同样的作用也体现在物理学习上,打个比方。
孩子们通过观察积木小火车、传输器大、小齿轮的转动,可以初步完成对齿轮的认识👇
进而类比到物理概念中的齿轮传动,理解大、小圆周运动的快慢👇
直观看到加速运动、减速运动的实际情况,最终提取出物理模型,比如地球公转、自转、杠杆、离心力👇
结合机械积木熟悉基本的运动原理,可以让抽象概念具象化,小朋友是通过具体的材料而不是抽象的命题来建立知识,可以获得更直观、有趣的感受。
👉👉👉再来看空间力。
区别于简单的平面、立体思维,空间感受更像是一种复合思维。
基于一定的空间认知,孩子们可以在实际学习和生活中对形状、距离、位置、方向等进行一系列的知觉判断。
最常见的,小学阶段逢考必出的「三视图」——从上面、左面、正面三个不同角度观察同一个空间几何体画出相应的图形。
孩子们根据积木的摆放,直接能观察到不同视角的平面图形👇
也能按照图案提示,反推出积木摆放的位置👇
👉👉👉逻辑思维能力,最基础的分类、找规律、排序、量的比较👇
孩子们通过大量的实操,可以不断从搭建中获得最底层的逻辑经验、增强空间感受力~
在机器人+编程的交互阶段,预测、验证、反馈、定位、修正👇
孩子们第一步就是要把任务步骤转化为计算机能理解的语言👇
在编程练习中,分解任务到具体的模块👇
当机器人反馈与预期不符时,需要定位到算法中的逻辑漏洞~
任何一个步骤出现错误,机器人都不会正常运行,孩子想要达到一个理解、建构、编程成功的阶段,就需要经历大量的、不断的试错,继而进行主动探索,
这个过程就可以极大锻炼他们的受挫力、观察力、想象力、逻辑思维能力~
从基础搭建,到机械机构的功能设计,加入电机的应用,再到代码编程、运行调试👇
应该说,在机器人编程中到处充斥着未来核心能力的训练!
而早期的机器人编程学习,毫无疑问,一定建立在拼搭、建构的经验之上。
如果孩子们在未来可以理解吸纳底层经验,并把习得的知识点反哺到更高阶的造型建构、编程调试,甚至沟通数学、物理与生活的联系,有意识地应用这项技能,那我认为这是非常高级的学习!
02
怎么选课?
说了那么多,至于怎么给娃选课程呢?
目前,机器人编程作为时下大热的赛道,大的小的无数机构都进场了,「名师课程」遍地开花。
如果没有混过这个赛道或者不曾深入了解过的,很容易挑花了眼,自然也无法做出正确的判断。
我的经验是,三个看:
看研发背景。主创的履历顶不顶,直接关系了课程设计是不是合理。一般对启蒙阶段的孩子来说,进阶的、螺旋上升的教学体系是比较容易接受的。
看老师实力。特别是二线以下的城市,老师不少都没带队打过比赛,甚至自己也不是打比赛上来的,实力不足、经验不够,不能针对孩子的提问、作品提出有效的建议,那肯定不行。
看教学模式。老师能够深入浅出的、用孩子的「语言」传达给孩子,引导孩子自己发现规律、debug,这是最最最重要的。
如果只是照书念经、带孩子做个作品就结束了,水的成分太多,报班费扔水连个水花都看不到。
另外,真心不建议一上来就安排线下水课😂😂😂因为线下水课太多,尤其是积木、编程、机器人这些兴趣班,线下是水课的重灾区。
什么是「水课」呢?
就是那些为了增加课时大量注水,明明一节课就可以讲完的内容,给你分开三节课讲,或者是这个阶段级别的学习,明明十节课就可以搞定的,就偏多设计二十节出来,美其名曰是拓展补充,实际上主要就是为了拉长学习时间,多赚课时。
举个例子,但是让你学 wedo 这个编程内容的,统统划入睡课范畴。这是乐高的内容,和未来的竞赛半毛钱关系都没有。
往往咱们花了大量的时间和金钱,得到的知识密度却非常的低。
所以没有必要报线下的,我更建议刚开始可以先试试线上课程,看看孩子是否喜欢,不仅完全够用,还节约不少人力物力财力,我们也可以在一旁帮助孩子更好地适应,刚开始甚至可以和孩子一起完成,当作一项娱乐而不是正式的课程学习,会让孩子更有兴趣,学得更轻松~
等到学有所成开始参加比赛了,直接报冲刺班❗
萌医生说
好啦,今天的文章就到这里啦!如果你喜欢今天的文章,就在右下角帮我点个在看吧!
我是萌医生,让我们在这里,一起成长吧!
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End
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设计: 游鱼 | 责任编辑: 游鱼 | 撰文: 萌医生
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