这个清华附中都爱的兴趣班，但我劝你慎入

最近直播的时候，我总是会被反复问到同一个问题：

机器人和编程应该学哪个？

两者有什么区别？如何规划？

当看到这类问题越来越多时，我觉得，是时候写一篇详细的科普文了。

机器人这几年在国内真是超火的，很多名校都有机器人战队，甚至把机器人成绩纳入科技特长生的招生范围。

就像 清华附中 ，他们就有机器人战队。

而清华附中的机器人战队是超级牛的，曾经获得过 中美机器人挑战赛的冠军 ！

这个新闻当时还引起轰动，在清华附中的主页被报道。

这就是当时的比赛现场：

机器人真的是很有趣，对孩子的吸引力也大。

在憨憨很小的时候，我就带他参观了美国一个乐高机器人比赛，是FLL（First LEGO League）低幼组竞赛，那些5岁孩子搭建的作品真让我叹为观止。

下面这幅图就是一组孩子搭的红色巨蛇机器人，蛇头还能通过马达遥控上下晃动着。

憨憨在一旁看着无限神往，我心里不禁有些耽误儿子的歉意，“有没有辅导还真不一样！同样是5岁的孩子，儿子可搭不出人家这样的作品！”

从那一天开始，我才意识到，原来 玩积木也是一门学问 ，里面蕴含着大量机械原理，这也是学习机器人的基础。

于是为了辅导儿子，我开始研究乐高，将美国乐高教育的课程体系，以及机器人比赛研究了个透，还参加了美国乐高专家培训。

下面这个就是我拿到的 乐高专家培训证书 。

可是当我对机器人接触越多，我就发现，这个赛道 相当有挑战 。

它虽然也会用到编程，可是它跟信奥赛用到的编程还有很大很大的区别。

我知道，很多爸爸妈妈都有打算给孩子接触机器人， 但我劝你先别急着给孩子学。

咱们先搞清楚，机器人到底是什么、机器人和编程啥关系、学机器人有啥作用等最基础的问题。

等这些都弄懂后，咱们再做决定，毕竟学机器人等费用也不便宜！

所以，我今天呢，就用一篇文章讲清楚：

其实机器人和编程是互通的，但二者并不等同，学机器人，一定要学编程。

编程是对着电脑写程序，写完就在电脑上运行，就像下面这样。

可是机器人不一样，它的核心运行器件是一块 控制器 ，控制器里面会有很多芯片，也有很多接口。

而机器人编程，其实针对的这个控制器，用来控制各个芯片，从而控制机器人的各种动作。

比如下面这个机器人会自动装卸货物。

它先要求孩子做机器人的搭建，再完成编程控制，最终可以指挥所搭建的小机器人的前进后退。

机器人和编程属于两个不同的赛道，却有着千丝万缕的联系。

我按照孩子的年龄阶段，梳理出了机器人和编程的学习路径。

有人问，机器人和编程都是高科技，门槛很高，会不会很难?

其实完全不是这样的！

孩子在2-5岁时候，就可以开始机器人和编程的启蒙，只不过两者的路径是不同的。

机器人启蒙，一般使用大颗粒积木 。

因为这个阶段的孩子，手部肌肉还没发育完全，更适合使用大颗粒积木搭建。

大颗粒是标准积木的两倍大小，针对幼儿的手部设计，更易抓取。

这一步特别能够锻炼孩子的 空间认知能力 。

比如，孩子在搭建过程中根据图纸转换为立体造型，他们需要把积木在脑海中平移、翻转等，大大的锻炼了空间思维。

而 编程的启蒙，一般是用桌游、APP这样的形式 。

比如下面这款机器乌龟桌游，从起点到终点，如何规划路径。

孩子在完成任务的过程中，把“前进”、“左转”、“右转”这样的指令， 组合成简单的顺序算法、循环算法， 让孩子 理解编程的底层逻辑 。

还有这样的APP，让孩子通过规划路径，来完成任务。

总结一下，在启蒙阶段：

过了5岁之后， 机器人学习就进入了小颗粒、科技件和动力组的阶段。

小颗粒积木又分为 纯砖块积木和科技件积木 。

像下面这样的就是纯砖块积木，它能进一步锻炼孩子手部精细化动作，培养空间感，不同的积木块如何组合出新的模型。

但砖块积木的搭建是 静态的模型 ，它是没办法动起来的。

所以就有了 科技件 的出现。

像齿轮啊、轮子啊，还有销、梁这样的零件，就属于科技件。

比如，下图模型的搭建，运用了 齿轮传动 的机械原理，孩子们可以在搭建时，具体感受进而理解它的工作原理。

这个是利用 杠杆原理 做成的天平：

这是 曲柄 的结构和它的原理。

这是 滑轮 的结构：

发现没有，这个阶段的机器人主要任务是：

机械原理和物理知识 的学习

而杠杆、齿轮、滑轮就是初中物理的基础知识。

如果把机器人比喻成一个人，那么积木、齿轮、梁、销这些零件，就组成了身体的各个部位。

人的身体有了，不能动怎么办？

想要动起来，还需要有能量和动力，于是就有了电机。

有了电机的动力，机器人就能动起来，你看它能做各种各样的动作，完成不同的任务。

再说到编程！

这个阶段的编程学习，就是 图形化编程 ，它操作简便，孩子们并不需要编写任何代码，只需要拖拽现成的指令积木块，来创建自己的互动故事或游戏等。

这些积木块通过彼此组合，以实现各种不同的功能，如角色移动、改变背景、播放声音等。

总结一下，在基础阶段：

大家注意到没有，在 前面两个阶段，机器人和编程都是两条线，独立发展的 ，没有必然的联系。

到了这个阶段，两者就会融合在一起，那就是 编程机器人 。

按照前面说的，如果把机器人比喻成一个人，那么积木、齿轮、梁、销这些零件，就是人的身体，是骨骼、四肢和肌肉。

而 电机是能量，让人能动起来，能完成各种任务 。

但是你发现没有，这样的机器人，能做的事情是有限的，只能 机械地、重复地 做一种动作，完成简单任务。

想一想，为什么？

因为，机器人有了身体和能量，但是还缺一样东西！

猜猜看缺什么？

对了！那就是大脑！！！

所以啊，必须 通过“编程”来给机器人装上大脑 ，从而更精准地控制机器人，完成复杂任务。

比如这个清障机器人，就可以自动巡线，在发现障碍物后，自动清理，然后继续前进。

这样的机器人，就复杂了很多，能完成的任务也更加高级。

就是因为通过编程给机器人安装了一个大脑。

所以，这就到了 提高阶段：编程机器人 。

编程机器人就是： 编程+机器人 。

之前学过编程的，学过机械拼插的孩子，在这个阶段都能派上用场，不会白学。

这时候，机器人就成为了一个完整的“人”

可以完成更复杂的任务，比如解救被卡住的小人。

在这个阶段， 之前学编程的孩子，有两条路可以选择。

有人担心，学编程的孩子，再学机器人，编程知识能否用得上。

其实，机器人领域的编程，相对比较容易一些，主要就是控制机器人的身体，比如：

• 速度、方向、时间

• 传感器：距离、光线、颜色、红外等等

• 听觉：声音识别

• 声音：发出声音

所以，只需要再补充一部分机械拼插的知识即可。

而 之前学乐高、学机械拼插的孩子 ，在这个阶段，需要增加编程知识的学习，才能学好编程机器人，这样就可以把两条路径上的知识融合在一起。

所以说，在这个阶段，两个方向是融合的，并不冲突，都可以尝试。

那如何检验孩子的学习效果呢？

有一个好方法，就是 等级考试 。

机器人和编程都有各自的等级考试。

比如机器人有电子学会的青少年机器人技术等级考试。

这是机器人线下等级考试的现场：

而编程有中国软件行业协会NCT青少年编程能力等级考试等等。

需要强调的是，很多机构会让孩子一级一级地往上考。

但是我觉得 等级考试只是作为以考促学的手段，参加一到两次就可以了，不需要每一个级别都要参加。

到了这个阶段， 学习路径就开始分叉了 。

就需要开始抉择，到底走什么样的路线。

机器人和编程就开始分别走向不同的方向：

在机器人方向 ，就要开始参加各种各样的 机器人竞赛 。

如果说在上个阶段，对机器人的精度要求还不是特别高。

那么，到了竞赛阶段，为了完成比赛规定的任务， 对机器人控制的精度要求会很高 。

比如要能精确控制转弯的角度、速度和时间等等。

机器人比赛分为两种，一种是国内比赛，一种是国际化的比赛。

国内比赛 就是全国青少年人工智能创新挑战赛、全国中小学信息技术创新与实践大赛、中国“芯”这样的白名单比赛。

而 国际比赛 呢，有 世界机器人大会WRC ，它其实也是白名单比赛，但是，它是世界范围内的，全称叫 世界机器人大会青少年机器人设计与信息素养大赛 ，是 电子学会主办 的，含金量很高。

还有一类是美国 FIRST联盟系列机器人竞赛 ，它分为FLL、FTC和FRC三个级别。

FLL 是初级赛事，它是用乐高积木的EV3、Spike系列进行的。

比赛是一张大地图：

孩子需要搭建机器人完成地图上的各个任务。

中级和高级叫做 FTC 和 FRC ，面向的是中学阶段的孩子。

比赛是对战的形式：

FIRST是很多人说的乐高器材比赛路线，它的名气很大，而且超贵，光购置机器人套件就要花上大几千，再加上学费，最低都几万起步。

但 FIRST赛事，在国外的认可度比较高，适合走国际化留学路线的孩子参加。

再说到编程。

这个阶段，编程也出现了分化和选择， 一个是兴趣方向，一个是信奥方向 。

关于编程的规划路径选择，我之前已经写过很多相关的文章。

大家可以点击这里看看 。

综上所述，这就是机器人和编程的学习路径，它们既可以分开发展，也可以融合在一起，最后的出口都是通过竞赛拿到好成绩，一方面锻炼孩子的能力，另一方面也助力升学。