兒童編程會(huì)系統(tǒng)地教授孩子編程知識(shí),機(jī)器人編程只是其中一個(gè)分支的領(lǐng)域。孩子打好編程基礎(chǔ),可以學(xué)好機(jī)器人編程。但反過來,沒有扎實(shí)的編程基礎(chǔ),卻難以控制好機(jī)器人。 機(jī)器人編程可以看做是兒童編程應(yīng)用的一個(gè)分支,它是在編程的基礎(chǔ)上將軟硬件結(jié)合應(yīng)用,更偏向硬件、偏向物理的一個(gè)方面,培養(yǎng)的是孩子的動(dòng)手能力。 兒童編程教授的語言更深入、應(yīng)用更廣泛,選擇也更多。機(jī)器人編程所學(xué)語言大部分比較簡單,多數(shù)局限于機(jī)器人本身使用。 ——編程教授 隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展,機(jī)器人的開發(fā)者也不再局限于專業(yè)人士,再加上機(jī)器人操作有趣容易上手,很多小朋友也加入了學(xué)習(xí)機(jī)器人編程的行列。 循跡機(jī)器人 這就會(huì)給很多家長一個(gè)錯(cuò)覺:以為小朋友已經(jīng)學(xué)過機(jī)器人編程了,編程肯定很厲害了,沒必要再接受系統(tǒng)的兒童編程教育了?;蛘哒f學(xué)了機(jī)器人編程就等于學(xué)好了編程語言? NO!編程教授可以很肯定的告訴各位,機(jī)器人編程≠兒童編程!下面是教授為大家總結(jié)的有關(guān)兩者區(qū)別的表格: 接下來教授為大家仔細(xì)對(duì)比下機(jī)器人編程和兒童編程。
機(jī)器人編程教育:通過組裝、搭建、編寫程序運(yùn)行機(jī)器人,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的一種教育方式。 關(guān)鍵詞:運(yùn)行機(jī)器人、編程 可以理解為機(jī)器人編程教育是通過一些教育類的機(jī)器人來實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的。 兒童編程教育:根據(jù)不同年齡的兒童,分階段、系統(tǒng)性地教授兒童編程語言,從最開始的邏輯思維和抽象思維的培養(yǎng),再到教會(huì)孩子學(xué)會(huì)運(yùn)用“編程思維”,最后利用算法設(shè)計(jì)去解決實(shí)際問題的教育方式。 關(guān)鍵詞:編程、兒童、系統(tǒng)性教授、編程思維 1、機(jī)器人編程是以調(diào)用編程模塊指令讓機(jī)器動(dòng)起來為目的。通常需要編程的模塊是已經(jīng)寫好存儲(chǔ)在模塊里的,小朋友做的只是將模塊以不同的方式拼接起來。 2、兒童編程學(xué)習(xí)是探究編程語言的本質(zhì),一層一層把模塊打開,學(xué)習(xí)模塊內(nèi)部核心的邏輯、算法、語法和結(jié)構(gòu)。 3、深度方面:高級(jí)的機(jī)器人要求非常扎實(shí)的編程基礎(chǔ),比如C語言,C++等,但大多數(shù)的機(jī)器人機(jī)構(gòu)只停留在初級(jí)教育,最多涉及到一些圖形化編程教育,并不教授這些高級(jí)編程語言,這也是為什么3歲可以學(xué)習(xí)機(jī)器人,到8歲之后沒有東西可學(xué)的原因。 1、使用場景:機(jī)器人編程應(yīng)用范圍僅限于機(jī)器人本身,一旦脫離了這個(gè)機(jī)器人,孩子所學(xué)的編程知識(shí)可能就無用武之地。簡單的機(jī)器人編程教育存在學(xué)習(xí)瓶頸,所學(xué)的編程知識(shí)是基于機(jī)器人硬件設(shè)計(jì)的課程內(nèi)容。 編程學(xué)習(xí)是基于軟件項(xiàng)目開發(fā)設(shè)計(jì)的課程,其中會(huì)有一部分涉及到與硬件的交互,這里就和機(jī)器人有些類似,但是編程的高度是沒有限制的,孩子可以系統(tǒng)掌握各種語言,選擇范圍更廣。 2、職業(yè)選擇方面:兒童編程的學(xué)員可以從事大部分和編程有關(guān)的工作,機(jī)器人編程只是其中的一小部分。 相較于大部分機(jī)器人編程那些淺顯的編程語言訓(xùn)練,接受兒童編程教育的孩子因?yàn)橛性鷮?shí)的編程基礎(chǔ),未來在選擇這些專業(yè)時(shí)會(huì)有更大的優(yōu)勢。 3、邏輯思維方面:機(jī)器人物理硬件的連接強(qiáng)調(diào)動(dòng)手能力,一個(gè)6歲的孩子經(jīng)過反復(fù)練習(xí),可以很熟練的拼裝機(jī)器人,但是編程學(xué)習(xí)涉及更廣泛的邏輯思維,以及數(shù)學(xué)、英語、物理等K12學(xué)科。 相同點(diǎn): 1、培養(yǎng)孩子的邏輯思維能力、抽象思維能力 2、培養(yǎng)觀察力和耐心 3、培養(yǎng)動(dòng)手能力、協(xié)作能力和創(chuàng)造能力。 不同點(diǎn): 1、選擇方面:接受兒童編程教育的孩子能夠系統(tǒng)掌握編程語言,從Scratch到Python再到C++,選擇范圍很廣。 2、學(xué)業(yè)方面:兒童編程領(lǐng)域有NOI和NOIP,獲獎(jiǎng)學(xué)生有機(jī)會(huì)保送一流大學(xué),含金量也較高。機(jī)器人編程比賽則種類繁多,類目不一,每項(xiàng)的含金量很難統(tǒng)計(jì),而且兩極分化嚴(yán)重,要么很高,要么很低。 3、費(fèi)用方面:機(jī)器人編程以線下實(shí)體為主,學(xué)費(fèi)通常為每期1-2萬元,而少兒編程教育只有它的50%,從幾千到一萬不等。另外兒童編程只需要一臺(tái)電腦即可,而機(jī)器人編程教育需要購買機(jī)器人,一個(gè)機(jī)器人少則千元,多的好幾千甚至上萬。對(duì)家長來說也是個(gè)不小的開支。 4、語言方面:機(jī)器人編程所用語言很多,不同的機(jī)器人需要不同的語言,比如樂高NXT有圖形化IDE,使用RoboLab語言,適合初學(xué)者;高級(jí)的可以使用RobotC,但這些語言崗位需求很少。 兒童編程所學(xué)的語言是面向整個(gè)計(jì)算機(jī)界的,以后做程序員、算法工程師、架構(gòu)設(shè)計(jì)師都能用到。 樂高NXT 比如機(jī)器人編程很少用到的Python,兒童編程里這個(gè)是重點(diǎn)內(nèi)容。這種語言優(yōu)點(diǎn)很多,簡單易學(xué)、適用于數(shù)據(jù)分析,以算法為核心的人工智能更是常常用到Python。前段時(shí)間的最強(qiáng)AlphaGo Zero,Python對(duì)其強(qiáng)大的自學(xué)能力就有很好的支持能力。
Python應(yīng)用
兒童編程除了教孩子編寫代碼,更多的是讓孩子學(xué)會(huì)運(yùn)用“編程思維”解決問題。
機(jī)器人編程強(qiáng)調(diào)編程和機(jī)械硬件的結(jié)合,在動(dòng)手能力方面要求更多一點(diǎn)。 注:計(jì)算機(jī)思維是計(jì)算機(jī)科學(xué)解決問題的一種強(qiáng)有力的思維方式。具有計(jì)算機(jī)思維的人,遇到問題會(huì)將問題分解為若干個(gè)小部分,去除問題細(xì)節(jié),抽象定義問題,再通過收集數(shù)據(jù),分析數(shù)據(jù)來理解和思考問題。 兒童編程 4 -6歲:編程小游戲 入門階段,可以先帶孩子玩一些編程小游戲,比如用指令控制一個(gè)角色到達(dá)終點(diǎn),繞過一些障礙物,用循環(huán)來完成重復(fù)任務(wù)等等。
7 -9歲:圖形化編程工具 這個(gè)階段,可以讓孩子用一些可視化編程工具來完成一些復(fù)雜的任務(wù)。我強(qiáng)烈推薦的軟件Scratch,簡單好玩有趣,老少皆宜。
Scratch界面 10歲+:代碼編程語言 這時(shí)候孩子們可以開始學(xué)習(xí)一種編程語言,比如Python等,嘗試編寫一些軟件,初步學(xué)習(xí)算法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及面向?qū)ο缶幊蹋部梢試L試一些硬件編程。
機(jī)器人編程教育 4-8歲: 啟蒙興趣為主,可以讓孩子接觸一些積木類機(jī)器人。
Lego Mindstorms Lego Mindstorms(樂高機(jī)器人)是可以編程的機(jī)器人拼裝套裝,集合了可編程主機(jī)、電動(dòng)馬達(dá)、傳感器、Lego Technic部分(齒輪、輪軸、橫梁、插銷), 玩家通過編程命令盒子來控制機(jī)器人, 創(chuàng)建出能夠行走、說話、移動(dòng)的機(jī)器人。 7-12歲: 孩子有了一定的動(dòng)手能力,就可以學(xué)習(xí)單片機(jī)機(jī)器人。 12歲以上: 這時(shí)候孩子可以直接使用人型機(jī)器人進(jìn)行學(xué)習(xí),參加一些比賽。
兒童編程有國家級(jí)信息學(xué)奧賽NOI,和全國青少年信息學(xué)奧林匹克聯(lián)賽NOIP,獲獎(jiǎng)的學(xué)生都有機(jī)會(huì)保送一流大學(xué)。 編玩邊學(xué)部分獲獎(jiǎng)學(xué)員 NOI和NOIP考察孩子: 1、想象力與創(chuàng)造力; 2、對(duì)問題的理解和分析能力; 3、數(shù)學(xué)能力和邏輯思維能力; 4、對(duì)客觀問題和主觀思維的口頭和書面表達(dá)能力; 5、人文精神,包括與人的溝通和理解能力,團(tuán)隊(duì)精神與合作能力,恒心和毅力,審美能力等。 機(jī)器人大賽有樂高贊助的國際機(jī)器人奧賽(WRO,World Robot Olympiad)和VEX機(jī)器人世界錦標(biāo)賽。 機(jī)器人大賽考察孩子: 1、動(dòng)手能力:孩子需要做硬件的連接和安裝; 2、物理知識(shí):孩子需要思考如何使電機(jī)驅(qū)動(dòng)、哪個(gè)引腳接地; 3、抽象思維:孩子在設(shè)計(jì)機(jī)器人時(shí),思維需要在虛實(shí)空間中靈活轉(zhuǎn)換; 4、邏輯思維能力:給機(jī)器人設(shè)定程序時(shí)需要按照邏輯順序編寫代碼。 不難看出機(jī)器人編程大賽更偏重動(dòng)手能力和物理知識(shí)的綜合運(yùn)用,編程只是其中的一部分。而NOI和NOIP更多強(qiáng)調(diào)編程語言和“編程思維”的運(yùn)用。 或者說,兒童機(jī)器人比賽考察的能力更寬泛而不深入,對(duì)算法的要求比NOI和NOIP低(成人類機(jī)器人大賽不在此行列)。 這個(gè)要看你的目的,從對(duì)孩子的思維能力和增加學(xué)業(yè)、就業(yè)競爭力而言,兒童編程教育更有優(yōu)勢,范圍更廣。 但如果孩子喜歡動(dòng)手操作和物理更多一點(diǎn),那機(jī)器人編程也是不錯(cuò)的選擇。 |
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