一文了解少儿编程与机器人教育有什么区别?

新思想、新技术正引领着人工智能时代的转型人工智能教育也面临着低龄化的趋势。

其开设的相关课程主要有少儿编程和机器人教育。

许多家长会产生疑问:少儿编程教育和机器人教育究竟有什么区别?两者之间有何关联?应该选择哪一项让孩子们深入学习呢?

一、少儿编程和机器人教育的概念

少儿编程主要针对6-18岁的青少年,是一门通过编程游戏启蒙、可视化图形编程等课程。大致分为两类:一种是趣味性很强的可视化图形编程教学。还有一种是基于高级语言编程的计算机教学,可以锻炼孩子们的学习思维、执行代码操作、熟悉编程原理等等。编程教育也包含了机器人编程学生通过编制程序代码可以搭建机器人,并且通过运行程序将其运作起来。

机器人教育是以专门课程的形式,使学生们对于机器人软件工程、硬件结构、功能与应用等方面的基础知识有着大致的了解。通过设计、组装、编程、运行机器人,以达到激发学生的学习兴趣、培养学生综合能力的目的。机器人教育同时融合了机械原理、电子传感器、计算机软硬件及人工智能等先进技术。

二、课程培养重点

1、少儿编程

编程学习对于提升逻辑推理能力有很大的帮助。其中,孩子们必须去思索需要编写哪些代码,比如输入、演算、判断、输出等等,从而构建整个程序体系。而一套完整的程序的开发需要有强大的逻辑思维支撑。

编程教育可以建立起人类与机器沟通的桥梁,让孩子掌握计算机的核心语言——代码。学习这门语言和学习外语有着相似之处,最大的区别在于电脑的程序指令更为抽象,这也有利于帮助孩子们对于抽象概念与事物进行深层次的理解。

2、机器人教育

机器人课程能够帮助学生们学会机器人程序设计与编写,能拼装多种具有实用功能的机器人,以及进行机器人及智能家电的使用维护,并能自主开发软件控制机器人。软件与硬件的融合使机器人教育有别于编程教育,更注重多方面、多学科的综合运用。机器人侧重培育孩子们的工程思想与动手实践能力,这其中包含了学习机械结构和机械组装能力。

总的来说,少儿编程教育在编程领域更深入,机器人教育虽只涉及了单一的机器人编程,但它也有自己的课程优势。

三、学习工具

1、少儿编程

Scratch是麻省理工学院(MIT)专门为小朋友研发了简易图形化编程工具,无需编程基础,年龄很小的孩子也可轻松上手。在学习的过程中,它不仅是用于教会孩子们一些编程的概念,也包含通过以讲述故事的方式,帮助孩子们易于理解抽象的物理、数学知识。学习者也可以制作动画、创作故事等等,因此Scratch也可以作为孩子们表达自己内心世界的平台。

Python、C++等高级编程语言的学习主要适用于初高中的孩子,需要有一定的数学、英语、逻辑思维的基础。这些编程语言涵盖逻辑算法、语法结构等内容,让孩子们深度学习计算机代码以及应用程序的开发过程。

2、机器人教育

对于机器人编程,是指采用特定的机器人语言来描述机器人的运动轨迹。Java,Linux,C++,PHP这些编程语言也可以实现机器人的程序设计,像Robotmaster离线编程软件是为制造工业机器人量身定制的,能使复杂轨迹快速离线编程,适合高阶学习者尝试。

除此之外,收集信息的传感器与输出设备电机也是主要的工具,维持着机器人与学生之间的操作联系。学生们还需要对各式各样、错综复杂的组装零件有一定的了解,不同的材料运用与组装方式会出呈现出千变万化的成品结果。比如要制作一辆简易的四轮小车,齿轮规格的选择在一定程度上会影响着小车前进的速度。

四、对孩子的影响

少儿编程与机器人教育在对孩子的影响上,体现了惊人的相似之处。

做未来的程序员绝不是编程学习的主要目的,机器人教育也是如此。这种智力相关的课程更侧重于培养孩子们的创新思维能力,从而改变他们思考事物的方式,以及对世界的客观认知。如果坚持学习,自主能力、团队协作能力等等也会久而久之显著提升,无论将来从事哪个行业领域,这些软实力都是与他人竞争的资本,且终身受益。

从小让孩子接触此类课程,能养成许多好习惯,这里列举了两个。

有效改正粗心马虎的毛病。在写程序时,忽略一个小小的符号就可能酿成大错,因此在写编程时要细心谨慎。组装复杂的机器人零件时,也同样需要高度的专注细心,一个零件的疏漏,就要拆除再来。

增进自主解决问题的能力。许多小朋友在遇到挫折时,会跳过自己动脑思考的过程,向他人寻求帮助,这种依赖性会一直伴随着孩子们的长大。因为程序中会经常出现bug,软件系统也需要不断地迭代更新,少儿编程能够培养孩子分析问题、解决问题的能力。通过机器人教育的深度学习,孩子在将来能自己动手解决生活中的常见的矛盾,技术性的活儿轻松搞定。

五、部分应用领域与就业(仅供参考)

少儿编程:AI人工智能领域、大数据分析、APP程序开发、网站制作

相关职业:人工智能工程师、数据挖掘工程师、软件程序开发员

图源:pixabay

机器人教育:可从事机器人研发与运用工作。机器人在未来有大概率会代替人类的许多工作,这也就意味着机器人会在各个行业广泛应用。

相关职业:人工智能工程师,机械设计师,机器人故障维修,机器人调试

六、部分国内外活动与赛事

1、机器人竞赛类

(1)中国青少年机器人竞赛

中国青少年机器人竞赛创办于2001年,是中国科协面向全国中小学生开展的一项将知识积累、技能培养、探究性学习融为一体的普及性的科技教育活动。已成为国内规模最大、管理规范、认可度高、影响广泛的机器人竞赛活动。

图源:商南县人民政府官方网站 第十八届中国青少年机器人竞赛开赛

(2)ERCC-中国教育机器人大赛

以推动教育机器人进课堂,促进机器人辅助工程创新实践教育课程的普及和实施为宗旨,为广大师生提供一个展示自主创新成果的舞台。据了解,南京大学、东南大学等985大学已将中国教育机器人大赛取得的成绩作为该校考研加分项目,以此鼓励与支持学生们积极参与比赛。

(3)世界教育机器人大赛(WER)

面向全球3-18岁少年儿童、中高职以及大学生的教育机器人比赛,由世界教育机器人协会举办。WER的核心教育价值是训练成功能力,提升科技素养,磨砺科技天才。此比赛已经成为越来越多优秀学校的录取依据,是检验学生科学素养和能力的卓越平台。

(4)VEX机器人比赛

美国太空总署(NASA)、美国易安信公司(EMC)、亚洲机器人联盟(Asian Robotics League )雪佛龙,德州仪器,诺斯罗普·格鲁曼公司,和其他美国公司大力支持的机器人项目。学生以及成人可以大胆发挥自己的创意,根据当年发布的规则,用手中的工具和材料创作出自己的机器人。

2、少儿编程类

(1)全国青少年信息学奥林匹克竞赛(NOI)

该竞赛的宗旨是向目前在中学阶段的青少年普及计算机知识,给学校的信息技术教育课程提供动力和新的思路;给那些有才华的学生提供相互交流和学习的机会;通过竞赛和相关的活动培养和选拔优秀计算机人才。

(2)谷歌中小学生计算思维与编程挑战赛

此赛面向在校小学生、初中生和大学生,分为初中组(含小学)、高中组和人工智能组。旨在通过可视化编程平台,鼓励青少年在动手实践的过程中,不断培养和锻炼计算思维能力和创新能力。

(3)全国中小学生电脑制作大赛

电脑制作比赛的主题是:探索与创新。即鼓励广大中小学生结合学习与实践活动及生活实际,积极探索、勇于创新,运用信息技术手段设计、创作电脑作品,培养“发现问题、分析问题和解决问题”的能力。

电脑制作大赛不能完全说是编程比赛,更多讲究艺术与科技结合。评选项目要求学生使用计算机设计电子报、网页设计、Flash动画,APP制作等各式参赛作品。孩子可以用 Scratch 制作小游戏、小动画来参赛。

(4)国际青少年信息学奥林匹克竞赛(IOI)

IOI 是国际性质含金量最高的比赛,获奖者往往是各国际名校热抢的香饽饽。比赛包含两天的计算机机程序设计,解决算法问题。

选手以个人为单位,每个国家最多可选派4名选手参加,参赛选手从各国相应的信息学奥林匹克竞赛中选拔。

中国从首届开始,参加了迄今为止全部八届的比赛,取得了优异的成绩。中国队共参赛31人次,全部荣获奖牌,被评为“整体实力最强的队”。以前大家一直觉得奥数是五大学科竞赛(数学、物理、信息学、化学、生物)中的王者,但现在随着人工智能时代的来临和国家编程人才的稀缺、国家政策的扶植,信息学比赛已成为竞赛的最强王者。

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