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机器人,编程,机器人编程的区别(机器人,编程,机器人编程哪个好)

发布时间:2024-12-04 09:10:34 义务教育 481次 作者:合肥育英学校

原创逃亡妈妈东西方儿童教育2022-08-04美国出版

包含在集合#逻辑思维11中

机器人,编程,机器人编程的区别(机器人,编程,机器人编程哪个好)

昨天,在推荐适合孩子入门的机器人课程时,有妈妈留言问道:

我立即接受了这个提议,我很高兴。作为教育公众号中的“计算机负责人”,这个话题太容易讨论了。感觉不需要打稿,也不需要找材料,因为草稿就在我脑子里,所有材料都在家里。

不过,考虑到最近我们的公众号上来了很多新面孔,我先简单介绍一下自己:

我,一个逃亡妈妈,985年学的是计算机专业,获得了学士和硕士学位,在一家500强科技公司写过代码,带过团队。

家里有一个男孩,他的绰号是逃亡者。他从小就被我们教导要遵循他的指导。他喜欢玩机器人和编程。他现在在这条路上升级打怪,过得很开心。

哦,对了,我还必须提到离家出走的爸爸。我和他虽然是大学同学,但我们的专业和工作轨迹基本相同。但人总比后天努力好。因为他的宝贝儿子喜欢机器人,他成为了FIRST乐高联盟的注册教练。他带领图夫和他的朋友们组成了一支机器人队伍,他们时不时地聚集在一起闹事。

简而言之,我们专业、经验丰富。从机器学习和人工智能,到指导孩子们搭建第一个能跑能跳的小机器人,他们都能讲上半天。

那么,请大家搬开你们的小板凳,慢慢听我说。文章有点长,但读完后,你一定会对“孩子是否应该学东西、应该学什么东西、能提供什么样的帮助”有一个大概的了解。您还将了解如何为您的孩子制定计划。

从本质原理来说:

机器人、编程、机器人编程、

他们之间有什么区别?

1

首先这个问题问得不太准确。“机器人编程”应该被划掉。

为什么?

因为“机器人”本身包括“机器人构造”和“编程”两部分。

而“编程”就只是“编程”。

虽然“机器人编程”这个词听起来很崇高,但它是有歧义的。是指机器人,还是特指机器人的编程部分?很混乱,所以先划掉它。

那么我们的主要任务就是区分“编程”和“机器人”。

“编程”,用一句话来解释,就是与计算机对话。

这里的“电脑”可以是电脑、手机、智能家电、内置机器人等。

但计算机无法理解我们说的话,所以出现了各种编程语言,如C、C++、C#、Java、Javascript、Python,还有幼儿常用的图形语言如Scratch……这些是计算机可以理解的。语言。

学习编程意味着学习一种编程语言并使用这种语言告诉计算机我想让它做什么。

那么什么是“机器人”呢?

首先,你必须建造一台“小型计算机”。这台“小型计算机”配备了控制处理器和各种传感器。此外,它还是一种可以移动的机械装置。

然后你必须编程与这台“小计算机”对话并控制它的活动,例如向前行走、转弯、绕过障碍物、爬楼梯等。

这种“小电脑”被称为机器人。机器人只是一个简单的名字。事实上,它是一个机器设备,不一定是“人形”。

我们平时听得很多,比如乐高机器人、VEX机器人等,它们都是机器人,只不过分属于不同的品牌,性价比也不同,但是功能都差不多。

昨天我们给大家推荐的是适合孩子入门的机器人课程。最初的低级课程侧重于机械构造,后来的高级课程则涉及机器人与编程相结合。

因此,机器人学习包括两部分:构建机器人+使用编程来控制它。

从进一步研究的角度来看:

他们如何帮助孩子?

2

无论孩子学习编程还是机器人,都有相应的认证和比赛来衡量掌握程度和水平。

编程的终点是IOI。新华奥赛是与数学、物理、化学、生物并列的五大学科竞赛之一。这是一项历史悠久的传统比赛。

近年来,随着科技的发展,机器人开始流行,竞赛也变得更加多样化。每个地区、学区组织的比赛项目可能不同,孩子们可以选择不同的赛道(但是用到的知识是一样的,就是上面提到的两件事:“搭建机器人+用编程来控制它”部分)。

这些认证和竞赛对孩子的继续教育有用吗?哪一个更有用?

据我观察,他们是势均力敌的。

比如,我们看一下中国人民大学附中2022年理工科生招生简章。报名要求包括机器人竞赛和编程竞赛。它们是两种不同类型的项目。机器人竞赛包括FTC/FRC和VEX;编程竞赛包括CSP-J、CSP-S和NOIP。

2022年中国人民大学附属中学理工科生招生简章

在这些比赛中取得好成绩肯定会对你进入高等教育有帮助。

美国的情况也非常相似。看看每年的前50名名校的录取名单,尤其是理工科的顶尖名校,他们都对这两项比赛青睐有加。如果你能获得IOI或者国际机器人大赛的奖项,就连麻省理工、斯坦福这样的名校也可能会主动向你伸出橄榄枝。

从学习难度来看:

其间有何不同?

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我想很多同学看到这里自然会觉得机器人比编程更难,因为它涉及的范围更广,需要做的工作也更多,包括机器人搭建部分和编程部分。

事实上,情况并非如此。它们的难度不能直接比较,因为难度所在的地方不同。

“机器人”学习,难点在于机械构造。

我对此有深刻的认识。当我翘课学习机器人时,我把大部分时间都花在了建造机械上。

它与孩子们小时候搭建的乐高套装完全不同。

机器人建造涉及到很多机械部件,比如横梁、螺栓、齿轮、电机等,这些部件应该在什么场景下使用呢?他们如何一起工作?使用什么原则?孩子们需要弄清楚并理解它。

图自小河狸科技创新课堂

我从逃出的机器人盒子里挖出了几个常用的连接器,给大家举了一个最简单的例子。

你看,这些连接器长度相同,外观相似,为什么需要这么多类型呢?

原因是每一种都对应不同的功能,适合不同的场景。

例如,

?左边第一个是裸粉色。两端都很光滑,完全没有摩擦。连接后可灵活转动。如果要连接一些需要随时移动的部件,比如风车、扇叶等,就必须使用它;

?左数第二个,黑色,两端有一定的摩擦力。连接后仍然可以移动,但需要外力驱动。适合作为机器人手臂关节使用;

?右边第一个,红色的,直接卡在两端,连接后根本无法移动。适合固定方向。

……

熟悉所有设备的功能只是第一步。接下来,你必须学习它们背后的物理原理,例如杠杆、滑轮、力的方向、摩擦力等,这样孩子就可以轻松地创造出他们想要的功能和形状。

图自小河狸科技创新课堂

建造机器人是一个需要双手和大脑的过程。相当耗时,但孩子们也收获不少。除了力学、物理等扎实的工程硬知识外,还可以潜移默化地提升空间思维、创造力、审美等。

机器人的编程部分一般控制机器人的运动方向、距离、转向、角度、速度等,比较简单,很少使用复杂的算法。

如果困难的话,写完程序之后,再和机器人一起调试会比较费时费力。你可能会遇到连接和通讯的问题,也会出现一些意想不到的bug。孩子们需要耐心去测试和解决。

学习“编程”的难点在于数学和逻辑思维。

如果说机器人学习需要动手动脑,那么编程学习就是纯粹的烧脑过程。

它更接近数学,难点在于算法和数学逻辑思维。

很难用几句话说清楚。我给你看一道奥数最低级别的题(2021年CSP-J的一道编程题),你大概能感觉到。

问题比较长。如果你懒得看的话,我直接告诉你吧。它本质上是一个“求最大余数”的数学问题。

编程的过程就是孩子理解主题,转化为数学模型,然后用编程语言实现的过程。

你学习编程越深入,它与数学的结合就越紧密。你会发现,一些原本搞奥数的孩子,一转身,立刻就变成了“信仰奥赛”如鱼得水的人。

因为奥数的四个经典块:代数、几何、概率、数论,都在编程中得到了体现,尤其是最后两个块,用得比较多。

因此,学习编程的难点在于数学和逻辑思维,学习高手的属性更加突出。

从适用范围来看:

“机器人”和“编程”分别适合

什么样的孩子?

4

讲到这里,你应该已经弄清楚了,“机器人”和“编程”对孩子的能力要求和培养方向是不同的。

“机器人”注重手与脑的结合,培养力学、物理、工程、创造力、美学等,当然也包括逻辑思维。

《编程》侧重于烧脑、深入探索数学和逻辑思维。

前者有广度,后者有深度。

我们常说要培养T型人才。机器人就像顶部的水平线,而编程则是底部的垂直线。

你可能会说,长相很重要,孩子既需要广度,又需要深度。

是的,特别是当他们还比较小的时候,至少在小学四五年级之前,我建议所有的孩子都尝试一下。

首先,在起步阶段,“机器人”和“编程”都不难。

“机器人”特别符合孩子们的天性。他们搭建积木并摆弄一些移动和运行的机械设备。相信大多数孩子都不会拒绝。

《编程》也很容易上手。很多流行的图形语言不仅玩起来有趣,还能培养孩子的数学和逻辑思维。为什么不?

其次,只有尝试才能准确观察孩子的兴趣和特点。

小学高年级,最晚初中以后,你必须选择一个方向,因为孩子们没有那么多空闲时间。如果他们想要取得一些成就,他们就必须专注。

根据我对丰福和他朋友们的观察,我大致可以选择以下几点:

我对一切会动的东西比较感兴趣,比如各种电动玩具和变形金刚。我经常在家拆卸和组装东西。我喜欢去游乐园,观察游乐园的物品如何移动、如何移动。那些工作的……这类孩子大多喜欢并且更擅长“机器人”。他们更喜欢动脑筋,比如下国际象棋和棋盘游戏,这些游戏上手要求很少。只要你坐在那里认真思考,你就能打败对手,获得巨大的成就感……这类孩子很可能更喜欢“编程”。当然,肯定有牛娃在这两方面都有明显的特点,所以根据自己的感觉来选择即可。

哦,对了,我差点忘了,机器人和编程之间有很大的区别。

前期基础知识积累,都是单人项目。你可以自己跟着课程,向老师学习,刻苦练习。

不过,后来参加一些正式比赛时,“机器人”往往是团体项目,孩子们需要分工协作。有的负责搭建,有的负责编码,有的负责制作海报,准备演讲稿等等……

优点是培养孩子的领导能力、团队合作能力等;也有缺点。如果遇到不靠谱的猪队友,那就相当郁闷了。

“编程”仍然是一个个人项目。因为这是一场思维深度的较量,所以想要走到最后是相当困难的。它需要安静而深入的思考。1+1并不能保证=2,多人的话会更混乱。

总之,应该根据孩子的性格和当前的环境来选择。

但这都是达到高级之后的事情了。一开始你不需要担心它。只要基础足够好,优秀的团队自然会找上门来。

东西

今天我就不再和你说话了。如果您对这些概念不熟悉,您可能需要消化它们。