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三年级的孩子学EV3机器人,真的学懂了吗?

海码爸爸 2019-02-13 08:20:55


Scratch编程班招生的时候,好几位家长问我关于机器人和编程学习的关系。有的家长很疑惑:是不是学了机器人就是学编程了呢?也碰到有家长问我,现在很多机构都有乐高EV3的机器人班,我是不是应该让孩子去学?以及很多家长关心,几岁孩子玩机器人是最合适的?


其实,关于EV3机器人的问题,我一直想和大家探讨一下。一是EV3适合什么年龄的孩子学习?二是如果家长在家是不是自己能搞定孩子学机器人这事儿?三是如果报班学习、竞赛,这笔投入对家长来说划不划算?



1

乐高产品的体系


简单来说,乐高大体分为主题玩具和教育器材两大类,主题玩具有明确的主题和搭建手册,比如星球大战等,孩子们照着手册搭起来就好。教育器材则是乐高积木和课程搭配在一起,有一套完整的教育体系


在教育器材类中,有一个MindStorms产品系列,也就是我们通常听说的可编程乐高机器人系列了。EV3就是它的第三代机器人产品,也是现在大多数线下机构开设乐高机器人课程所用的教具。


MindStorm可编程系列的各类主控模块,右上角那个就是EV3的。


如果上淘宝搜EV3的话,会发觉有各种型号,各种价格的产品,看得眼花缭乱。这里不得不提一下EV3的版本,EV3可以分为两类,一类是家用版的(版本型号是31313),一类是教育版的(版本型号是45544)。两者的积木及电子零件不同,两种版本的编程软件也含有各自版本自有的模型建构图示。


我买的是教育版45544,并配了一个零件扩展包45560。所以如一开头所示,壮观的两大箱。


2

学机器人先从搭建开始


首先,学机器人第一步就是要先学会搭建。按照图纸,从1000多个零件中选出对的零件,并准确地拼接起来,对孩子来说并不是一件很容易的事情。


怎么个不容易法?我请了我同事孙老师,一个乐高迷、EV3零经验的计算机副教授体验搭建,孙老师对乐高搭建还是很在行的,看看一个拥有强大计算机专业背景的成年人需要花多少精力来玩EV3。我们的目标是机器人狗。



开箱!两个箱子的部分小零件。



EV3的配套系统中可以查看机器狗的搭建步骤。虽然机器狗身上每一部分的零件,搭建顺序和结构都标注得很清楚,但还是很容易出错。特别是链接各个结构件的轴,有各种长度的,以及各类型、大小不一的齿轮。




刚上手时需要耐心细致。例如齿轮的选择上,齿数差一点点,就无法精确啮合。孙老师就在齿轮的选择上试了3类不同的齿轮,最后才找到正确的。



即便是乐高迷,在搭建过程中也用错了好几个零件,需要不断对比图纸验证。



最后,花了整整两个小时,我们终于在搭建完成了机器狗。的确是满满的机械艺术感啊!孙老师觉得对于成年人来说,这套EV3设计得非常棒,很有挑战性,想象空间也很大。


如果只是完成搭建部分,三年级以上的孩子按照图纸搭建,多花点时间,耐心细致点,基本都能完成。



3

想通过机器人学编程,不容易



如何让机械狗动起来呢?这里就要用到编程了。乐高MindStorms官方推荐的编程软件,是款基于LabView平台开发的图形化编程软件,界面很像流程图。

不同的颜色代表不同的模块,例如,红色的是数据运算模块,绿色的是动作模块。感觉光看这个积木块看不懂,没像Scratch那么直观。


尽管已经采用了图形可视化的模块编程来降低门槛,但这个枯燥的界面对于孩子们来说还是很不友好。并且,机器人编程是通过控制电子元件让机器人动起来,对孩子来说如果不理解电子元件的工作原理,以及它们组合后会产生什么样的效果,其实很难能做出新的东西。


我们又试用了一款“Commander”APP,用蓝牙连接EV3机器人,可以像玩游戏一样直接操作模型,完成前进,后退等动作。但Excuse me?这就是机器人学习了?并且这个应用有点闹心,它只支持5款官方给的模型,IOS系统还很难连接上。



经过一番折腾,还是没能让我们的机器狗奔跑起来。看来,希望通过学习EV3机器人来学习编程,还是不太可能的


据了解,大部分机器人比赛,都是规定动作,参赛的孩子只是根据老师的图纸及编程顺序依样画葫芦而已,孩子很少有自己发挥的空间。



但话又说回来,要想机器人学得好,编程学习是基础。不管是机器人还是创客教育还是STEAM教育,编程技能都是必备的基础能力。


4

报个班学习机器人,这笔投资划算吗?


首先,我们先得明确怎么样才算是机器人学习学得好呢?在我看来,如果孩子能做到不看图纸,自己用零件、电子元件搭建出简单的机械,并能利用程序控制机械,这样才算是在机器人学习上入了门。


但能带出自主学习、创造能力都那么强的学生,首先这个老师就不简单。这个老师不但要懂机械力学、电路、电子元件、编程,还要善于引导学生创新。


现在大部分乐高机构的师资力量都良莠不齐,不排除有这样的老师,但确实很少见。大部分老师如我上述所说,只能让孩子依样画葫芦学习。现在有很多家长,在孩子三年级的时候就送去上EV3机器人班,大部分还是跟风得比较多。


当然,学习乐高机器人也有很多显而易见的好处,至少包括:

  • 培养孩子的动手操作能力

  • 培养孩子的耐心、细心

  • 能直观地教给孩子一些机械、空间结构和原理


但其实这些能力学其他的也是一样可以习得,是不是需要花上几万去学习机器人?这点有待商榷。


那什么样的孩子适合学习机器人呢?家长不差钱(真的有点贵),孩子对于机械有热情,能静下心来自己钻研和琢磨,年龄至少是小学五年级以上的孩子。


家长自己在家买一套EV3教呢?如果家长玩EV3超过1年,并且能自主创造出很多新的模型来,我觉得可以尝试自己教孩子。



如果大家有兴趣,接下来,我也会就乐高教育体系和机器人比赛等方面的信息,再为大家深入介绍。



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