编程机器人，要从几岁开始学？

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前几天，我去了一趟上海，见了几个朋友，都是校内、校外做机器人教育或编程的老师。在聊天的过程中，我听到了一个故事。我朋友说，有一个很大牌的线上辅导机构，重新整合了业务开设编程课，让2年级的孩子学C语言，对你没听错，这就好比非让2年级的孩子做6年级的数学题，还说这是超前学习。
我说这件事主要是想提醒大家，编程启蒙对现在的小孩来说固然很重要，但盲目拉着孩子报一些高级编程课是很危险的。幼儿以及小学阶段的编程如何规划比较合理？这同样也是玩鲸鱼机器人的家长经常会咨询我们老师的问题。今天，我们从青少年的发展认知、教育规律出发，好好说说孩子的编程启蒙问题。
这些思考并非来自商业和市场的考虑，这期间我咨询了北师大的几个朋友，又咨询了我们机器人的人工智能算法高级工程师，以下都是适合大部分孩子的客观建议。
01 幼儿园的孩子需要学编程吗？

一般而言，对于3-6岁的孩子来说，我都会劝家长不要着急报班。关于幼儿编程，不是非要学什么才叫学。在家里玩，其实也是在学，你可以在家有偏向性地让孩子多观察、多动手。现在，有很多机器人编程玩具，比如鲸鱼机器人的makeU系列，属于智能积木，可拼接、可搭建，而且是通过指令卡片来玩编程，完全不需要电子屏幕。

多地幼儿园引入makeU系列机器人作为教具

这个阶段不用着急让孩子理解什么知识点，其实，在玩的过程中，就是在潜移默化地让孩子在脑中建立一些编程概念。
当然，我也不建议买太多玩具。玩具太多，孩子就很容易喜新厌旧，这也不利于培养孩子的专注力。就像我儿子小时候，玩具是不多的，唯一经常买的还是他最喜欢玩的机器人。3岁左右的时候，我给他玩的是makeU系列，它们的结构件是圆角、大颗粒，不会扎手，也避免吞食。
从认知发展来看，5~6岁的孩子属于前运算阶段（preoperational thought）。在这个阶段，儿童通过语言、模仿、想象、符号绘画来发展符号化的表征图式，他们的知识依旧在很大程度上取决于自身的知觉。
makeU系列机器人的编程指令块都是图形化的，不识字也没关系，需要孩子动手拼接，这个就和编程的思路很像，有很多逻辑思考在里面。小学之前，不用急于学电脑编程，你完全可以等到孩子有一定的运算概念和电脑操作基础以后再试试电脑编程，比如流程图或scratch。
当孩子上了小学，如果他们在玩机器人的过程中对编程比较感兴趣，可以选择一款相对高阶的编程机器人，比如能通过编程来给机器人下达指令，让机器人完成一系列动作。这里选择的出发点不要太超前，这是一个建立兴趣、逐步拓展的过程。不要因为现在什么热门，就一窝蜂地都给孩子报上。
02 小学阶段学机器人还是学编程？

如果孩子时间充裕，机器人+编程，两个方向一起学当然更好，但现实情况是，孩子年龄越大，时间越少，基本就被其他学科挤占了。如果二者之间定要做出一个选择，孩子的兴趣和优势是重要因素，这也绝非是老师和家长一厢情愿的事儿。就小学生的认知能力、知识体系和教育规律来说，最好以机器人为主。
第一，机器人学到二、三年级，在有了机器人拼搭以及机械结构学习以后，就会加入编程。更高阶的机器人学习，就是结构设计、编程控制的高度融合，而所谓的逻辑思维、计算思维在玩机器人的过程中更容易形成。
第二，6岁左右的孩子正好是具象思维到抽象思维过渡的重要时期。机器人的学习更具象，有助于保持孩子的兴趣，把人工智能和真实世界相结合，不至于过早沉浸在虚拟世界，而且机器人的综合性更强，其探索性和实践性更有利于提高孩子的创新力。
第三，深入学编程，对数学的要求很高，4年级以前的数学课程不足以支撑深入学习编程。这也就是为什么很多编程课会和场景、故事搭配在一起，因为一旦过早上升到纯数学和逻辑，有些孩子就会觉得很枯燥，学不进去。这个时候，家长切忌做灌输式教育，不然会适得其反。
第四，机器人教育通过联想——建构——反思——延续，充分调动孩子的想象力、创造力和构建能力，通过体验式学习让孩子解决搭建过程中出现的问题，从多种创意方案中寻找最终解决办法。建立良好的逻辑思维也是为今后的数理化学习打基础，无论孩子以后从事什么工作，良好的思维都能让成为解决问题的高手。
当然，以上内容首要取决于孩子自己的偏好，有的孩子可能对玩机器人就是不感兴趣，人家就是喜欢玩电脑编程，那你让他们专门学编程肯定问题不大。不过，家长们也要注意，编程学习是螺旋上升的过程，不宜操之过急，不要为了考级而考级，也不用因为有些地区把编程纳入中考或高考选考而过于焦虑。
这里可以顺带和大家说一下高考中的技术选考：技术选考包括信息技术和通用技术，各占50%。信息技术包含算法和程序，原来考VB（Visual Basic），2018年，Python取代了VB，2021年，高考技术选考中，算法和程序考Python。通用技术里面，机器人、开源硬件的电子电路、编程控制都包含在内。
03 学了两年机器人,下一步如何规划？

从孩子的综合能力来说，这里有几个建议：
第一，学了两、三年机器人并不代表孩子已经完全掌握了。机器人的核心是结构设计和编程，它是一个应用型学科，你继续深入学习一定是围绕具体项目的。比如说，参加竞赛。就拿全球青少年人工智能普及活动来说吧，他们的水上运动会就是要给机器人写程序完成指定任务，而且对操作的精确性要求也很高，如果有偏差，就不能得分。

2021 ENJOY AI华东赛

当然，孩子到了4-6年级，有不少家长会更关注竞赛的含金量，比如是否对升学有帮助。我之前整理过一篇教育部科技类竞赛白名单，有需要的话可以参考下之前我发过的《21项科技比赛涌入教育部白名单》。
第二、如果孩子对机器人感兴趣，想一直往下学，你可以补充系统化编程和开源硬件的学习，最主流的开源硬件是Arduino，编程可以选择Python、C语言。开源硬件、各类传感器、控制器的组合有无限的创作可能，在机器人比赛季到来的时候再进行2~3个月左右的围绕竞赛的机器人训练，有针对性地学习和提升。
进入高中、大学阶段的比赛，我比较推荐基于Arduino/树莓派开源系统的金属积木机器人WOBOT系列，无论是参加创客类比赛还是世界机器人大赛，这一系列机器人都能满足。
比如Wobot3301U智能车高级竞赛套装，可以参加的赛项就涵盖全国大学生智能车竞赛、世界机器人大赛，全球青少年人工智能大赛。这样总体算下来就很划算。

鲸鱼机器人WOBOT系列

总的来说，机器人是一门综合的科学艺术，尤其对于青少年而言，他们对未知事物拥有强烈的探索欲望，在玩编程机器人的过程中会自主探索、思考、与同伴交流合作；学会用新的角度发现生活，形成以创新为导向的思维方式。

来自《美国、希腊寄语ENJOY AI》

正如美国南加州大学K12科创中心联席主任Darin Gray博士所言：“人工智能是一个奇妙的领域，它需要创新、合作、自信和自我提升。通过参加机器人比赛，来自世界各地的青少年正在学习未来必备的技能来创造一个更美好的世界。然而，比赛和排名不是最重要的，最重要的是让学生变得有创造力，愈加自信并享受比赛的过程。”

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