編程和樂高機器人啥關係、編程啟蒙怎麼做……| 逃媽說編程(下)

2021-01-10 東西兒童教育

上周的分享文章《 少兒編程那麼火,真的有用嗎?有什麼用? | 逃媽說編程(上) 》推送後收到了很多鼓勵,

於是快馬加鞭地趕出了下篇。

其實本來寫完上篇後我腦袋裡對下篇的框架已經有了大概的構思。但後來從文章的留言,讀者微信群裡的討論,以及大家私下給平臺小助手、給我發的微信留言中發現,「咦,原來大家最關心的問題跟我之前的設想還是有點兒出入哦~」。於是我稍微做了些調整,以回答幾類典型問題的形式,爭取把大家最想知道的,和我最想說的,揉在一起。

第一類問題:

編程和樂高和機器人,究竟是啥關係?

「編程就是學樂高嗎?」

「編程就是學機器人嗎?」

「編程就是學樂高機器人嗎?」

「一直弄不懂編程,好多積木拼裝也說是編程,感覺好糊塗啊」

……

這是最出乎我意料的一類問題,但居然是問得最多的。看來不少麻麻被近幾年兒童教育領域冒出來的新概念新名詞給攪得有點兒昏菜了。問題稍稍有點跑題,我下面的回答可能也會有點跑題,BUT,沒關係,只要是對娃有用的,咱們就擼起袖子把它啃透徹搞清楚!

首先,樂高是兒童拼裝搭建積木的大品牌,旗下包括很多很多的系列產品,我把它們按功能分成三大類:

磚塊搭建類大家應該非常熟悉,絕大多數孩子剛開始接觸樂高時玩的就是這一類。我們平時給孩子買的很多一盒一盒的場景類、建築類主題積木,或者散裝的積木桶(Lego Classic系列)都是這種類型。孩子可以按照圖紙說明一步一步從頭到尾,或者憑自己想像創造拼搭出成品。它最大的特點是——不能動。

磚塊搭建玩熟了之後,漸漸地可以讓孩子接觸機械搭建類,機械搭建時會用到輪子、齒輪、梁、栓、馬達、控制器等器件。我們平時給孩子買的很多一盒一盒的汽車、火車、飛機、變形金剛等等主題積木,或者專門的科技積木套裝(Lego Technic系列)都是這種類型。它最大的特點是——能簡單地、重複地動。

樂高機器人則是在磚塊和機械搭建的基礎之上,結合了編程控制。比方說上面這個挖土機的手臂能通過齒輪被馬達所帶動,它是個機械搭建。但如果它還能連接電腦程式,讓它可以自動地從指定的A點挖些土搬到B點,就是個機器人了。它最大的特點是——想怎麼動就怎麼動,通過編程來控制。

所以,回答前面的問題,學樂高機器人是包括了學編程的。

BUT(注意是一個大大的BUT哦),編程只是樂高機器人的一部分,可以說是比較簡單的一部分。比如就挖土機這個例子,編程要幹的活很少,控制它走到A點,挖土,再跑到B點,倒土,完了,期間可能需要判斷一下距離,角度,或者調用一下傳感器,邏輯非常簡單。可在沒有圖紙的情況下,怎麼搭出這個能前進、後退、轉彎,手臂能抬起放下,還能挖土、倒土的機器卻是難點。沒有這個靈活的機器,程序編得再好也沒招,叫天天不應叫地地不靈。

去年逃逃和幾位同學一起參加FLL(FIRST Lego League,FIRST樂高聯賽),開始他們想當然地把團隊分成一半一半,一半負責搭建,一半負責編程,後來發現要完成任務的瓶頸全集中在機械搭建上,編程則很簡單,派一人搞定即可。

所以說如果想培養孩子的編程能力,我建議最好專門學編程,玩樂高機器人通常可能只有30%左右的時間會花在編程上,而且一般不會很深入(當然如果你要整個機器人去解魔方,編程的比重就會很大,但這種Project畢竟是少數)。樂高機器人的機械搭建部分很有挑戰,而且非常培養孩子的綜合能力,比如力學知識、空間思維、想像力、創造力、美感等等。只是說如果你的目的是讓孩子學編程的話,通過樂高機器人學編程,有點像報了個「平面設計」的班來學畫畫一樣。

第二類問題:

學編程究竟該學啥語言?

「6歲孩子學Scratch怎麼樣?」

「那種拖塊塊看起來像玩遊戲,不算正規編程吧?」

「11歲學C++OK嗎?」

「現在Python很火,是不是該學Python?」

問這類問題的麻麻們肯定對少兒編程比較熟悉了。不過為了讓大家都能看明白,我還是先解釋一下這些Scratch、C++、Python是怎麼回事,為什麼會有這麼多程式語言。

在上一篇我談到編程的本質,用一句話來解釋,就是和電腦對話,用電腦聽得懂的語言,告訴它我想讓它做的事。可電腦那臺冷冰冰的機器能聽懂啥啊?其實它只能聽懂由0和1組成的序列。所以long long ago,程式設計師寫代碼都是靠在紙帶上打孔,打孔代表1,不打代表0…

後來,打孔打得眼冒金星的程式設計師們受不了了,就紛紛開始發明新的程式語言,於是有了彙編、C、C++、C#、Java、JavaScript,Python…還有和這些語言相匹配的翻譯器。這些翻譯器能把它們翻譯成電腦搞得懂的0、1序列,所以編程時只管用這些語言就好,剩下的就留給翻譯器去辦。比如在上篇說到的那個娃媽喊娃爸買包子的梗,用C++來表示就是這樣:

If (看到賣西瓜的)

{

買包子(1);

}

Else

{

買包子(10);

}

再後來,一些有愛的程式設計師覺得這樣的語言小朋友用起來太難了,那些「if」、」else」什麼的很難記,所以又發明了一類拖拽式的程式語言。編程者不需要手動寫代碼,只需要將操作界面上的指令方框拖到主界面,並且對指令框做一些參數設置就好。這種拖拽式的程式語言有很多種,比如Scratch、Hopscotch以及國內的編程貓,前面提到的樂高機器人,用的也是拖拽式的程式語言。

拖拽式程式語言

OK,有了這些背景知識,現在可以回答前面的問題了,主要有這些要點:

1. 孩子一開始接觸編程,建議從拖拽式的程式語言開始,難度低,上手快,孩子會比較感興趣,一般5-6歲左右的孩子就可以開始;

2. 無論是拖拽式的Scratch、編程貓什麼的,都是正規在學編程,其中用到的編程思想和手動寫代碼是一樣;

3. 拖拽式程式語言有個局限,沒法編寫很複雜的程序,因為一旦程序邏輯很複雜的時候,滿屏框框會顯得很臃腫很混亂。所以當孩子學到一定程度(不一定需要按年齡來劃分,只要孩子覺得拖拽式不能清爽地表達他想要的邏輯時),就可以轉為更加專業的,需要手動寫代碼的程式語言了。

4. 究竟該學C++、C#、Java、JavaScript還是Python呢?

每種程式語言都有自己適用的一畝三分地。廣義的編程可不僅僅是用某種語言編寫代碼,更重要的是該怎麼用語言去操控它適用的環境。比如說你可能聽過JavaScript用來進行網頁開發,但要真正使用它得熟悉html,DOM,CSS,網頁生命周期,瀏覽器渲染機制等等等等;而C++則適合寫底層驅動,但也必須把操控的資源和硬體接口搞得一清二楚。@#%&()*&…逃媽你究竟在說什麼?噢,這一小段搞不太懂沒關係,我想表達的是:

因為孩子學的是基本的編程思想,而不是解決某個領域的特定問題,所以學哪個語言都無所謂,因為基本的編程思想在各個語言中是相通的。只有當真正去從事編程工作時,才需要根據要實現的功能選擇一門合適的語言。而且,對於很多編程高手來說,換語言就像從使用Windows電腦換成使用蘋果電腦一樣,沒什麼難度,只要稍微適應一段時間就好。

如果非要排個先後次序,我比較推薦Python。Python的語法格式比較簡單,孩子容易上手。而且從目前的行業情況來看,Python的需求量很大,學好了說不定暑假還可以去幹個兼職補貼家用什麼的^_^

第三類問題:

孩子究竟該怎麼開始學編程呢?

「孩子完全沒基礎該怎麼開始?」

「幾歲可以開始學編程?讀繪本玩桌遊還是直接用電腦編程呢?」

「不想孩子老盯著電腦屏幕怎麼辦?」

「推薦一些編程學習資源吧~」

有這類疑問的麻麻應該是想對孩子的編程學習做一個系統規劃,所以下面我大致按照孩子的年齡和適合的學習方式和大家捋一捋:

1

4歲以下

有沒搞錯,這麼小就開始學編程?我之前也覺得誇張,但在美國還真有幼兒園專門為孩子設計了一些既能Get到編程概念,又有趣好玩的活動。比如這個叫「If then backyard coding game」(「如果…就…」 後院編程遊戲)的戶外活動:

遊戲的玩法是:

先選定一位小朋友當Programmer(程式設計師),別的小朋友當Computers(電腦)。

Computers要根據Programmer的指令來做出正確的反應。從簡單到複雜可以分為好幾關:

第一關:「程式設計師」做一個動作,「電腦」們就要做相同的動作。練習「If …then…」的概念,對應的編程語句是:

If(Programmer舉左手)

then { Computers舉左手; }

第二關:「程式設計師」做一個動作,「電腦」們要做相反的動作。練習邏輯「非」的概念,對應的編程語句是:

if ( Programmer 舉左手)

then { Computers(舉右手);}

第三關:如果「程式設計師」做一個動作A,「電腦」們就要做相同的動作,否則「電腦「們做另一個動作B。練習」if…else「的概念,對應的編程語句是:

If(Programmer舉左手)

then { Computers舉左手; }

else {Computers 抬右腿;}

逃逃小時候我們也和他玩過類似的遊戲,每人輪流扮演機器人,其他人發號施令。機器人每次只執行一條指令。比如想讓「機器人」幫忙拿個東西,可以說「站起來;左轉45度;抬左腳往前邁一步;抬右腳往前邁一步」…有時為了好玩還發出一些「循環」指令,比如「在聽到下一條指令前請保持直行」,很快機器人就「撞牆死機」了,一通爆笑中孩子也大致Get到分解問題、順序執行、循環,甚至「死循環」等概念。

這些遊戲小寶寶的家長們可以參考,不過不要期望太高,處於這個年齡的孩子才不管你是「if…then」、邏輯「非」還是循環什麼的呢,可以打發時間,順便還能隱約Get到一些編程的基本概念就算賺到啦。

2

4-6歲

如果從小閱讀習慣培養得比較好的話,這個年齡段的孩子應該對書是很感興趣的了。推薦兩本編程的啟蒙書,特別適合剛開始接觸編程的小朋友。

一本是《Hello Ruby, Adventures in Coding》,中文名叫《Hello Ruby 兒童編程大冒險》,它是一本講故事的繪本,卻將計算機的很多小知識悄悄帶入其中,用很多有趣的故事情節將程序設計中用到的概念介紹得很清楚,非常特別。

另一本是DK的《My First Coding Book》,我是在逃逃學校的圖書館裡看到這本書的,DK的品質沒得說,用非常童趣的語言囊括了幾乎所有的編程概念,並通過翻翻、拖拉等方式模擬跟電腦一樣的分步執行,好看又好玩。不過目前好像還沒有中文版。

這個年齡還可以開始接觸最簡單的電腦編程了,推薦由美國麻省理工學院媒體實驗室開發的ScratchJr,它是有故事書一樣翻頁設計的編程工具,程序指令很簡單,界面卡通可愛,使用起來非常方便,很吸引低齡孩子。

不過從理解編程思維方面來講,我更推薦孩子多玩編程桌遊,好處是避免長時間對著電子屏幕,而且該練的能力也能練到。首推Thinkfun家的編程桌遊,從啟蒙到系統學習級,它家都有一系列的桌遊覆蓋,其中適合這個年齡段的是編程烏龜Robot Turtles,屬於啟蒙級別的。

3

6-8歲

這個年齡的孩子可以上真正的編程了,前面提到的拖拽式程式語言就很合適。推薦兩個非常權威的編程學習網站:

一個是Scratch,是ScratchJr的進階版,孩子可以通過拖拽方框來學寫程序,也逐漸開始了解循環、判斷等程式語言的基本功能。

另一個是Code。這是歐巴馬倡導了全美「Hour of Code」編程活動,並提出要將編程引入學校後,美國教育部門專門創建的一個教K-12孩子編程的課程網站,非常系統和專業。

這個年齡可以使用的編程桌遊是Thinkfun的編程大師Code Master,簡單的關卡和編程烏龜的玩法類似,但到後面設計闖關路徑時難度會變大,邏輯和步驟也更加複雜。

4

8歲+

這個年齡段孩子的邏輯思維應該已經發展得很不錯了。如果是這個年齡才剛開始接觸編程,可以從上面提到的Scratch和Code,拖拽式的程式語言開始,也可以直接從手動編寫代碼開始。

如果是手動編寫代碼,我特別推薦蘋果IPad(只在IPad上,IPhone上沒有)上的一款編程APP——Playground,它其實算是從拖拽式編程到手寫代碼編程的過渡。代碼不需要孩子一個一個字母敲出來的,Playground 界面底部會有可選項,直接點擊選擇就好。

孩子雖然不需要敲代碼,但能看到原始碼完整的樣子,這跟他以後真正要寫程序時使用的代碼是一模一樣的,這點會讓孩子很有成就感。Playground逃逃用了很長一段時間,每次通關都挺得瑟。

當然,順利過渡之後,就可以完全進入手寫代碼階段了,具體選擇學什麼程式語言可以參照前面「第二類問題」中所談到的。

這個年齡段無論孩子是否已經開始學編程,還是正在學什麼程式語言,我都特別推薦一套桌遊——Thinkfun的「編程三劍客」。

這是Thinkfun在2017年推出的一套非常專業系統、也是一套真正意義的學習型編程桌遊 ,獲得全美「Hour of Code」編程活動的「Perfect Game」(完美編程遊戲)殊榮。逃逃用了將近一年,它的難度不低,對編程的核心知識點和培養的思維能力覆蓋很完整,把它玩通了,編程中最核心的知識點也都吃得透透的了。特別推薦給每一位打算開始好好學編程的孩子。

至此,兒童編程系列的上、下篇都寫完了,希望對大家有幫助。正如我在上篇中談到的,學編程不等於一定要當碼農。我大學同學畢業後頭5年大多都還在IT行業,在寫程序,不過10年後都七七八八地「跨界」去了,我就是其中之一。編程中積累的經驗和能力讓我們在其他行業也遊走得尚好,因為它不光是一項技能,更是培養一種思維,一種觀察世界、思考問題的角度。

所以我建議,每位孩子都應該學習編程。咦,這句話怎麼似曾相識,噢,跟這位大咖說的很雷同啊~

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