現(xiàn)在市面上的編程機(jī)器人還蠻多的，大家最熟悉的應(yīng)該就是樂高系列了，但說實(shí)話，機(jī)器人并不是樂高的強(qiáng)項(xiàng)。真正想把編程機(jī)器人玩精、學(xué)透，還是得選擇成體系的機(jī)器人套裝。從幼兒編程機(jī)器人啟蒙開始，一直到專業(yè)競賽級機(jī)器人，這中間有十年到二十年的跨度，可不是搭一兩套積木就能搞定的。

各位如果想要入門機(jī)器人編程，切記一條原則——選擇適合孩子年齡的機(jī)器人和編程語言。

為什么要符合年齡？今天我們就拿鯨魚機(jī)器人的兩個(gè)系列——makeU和AI Module做一個(gè)綜合比較，讓大家直觀感受一下針對不同年齡段，編程機(jī)器人的教育核心。

makeU vs. AI Module

從適用年齡、搭建方式、控制模式、編程軟件以及硬件支持等幾方面綜合來看，makeU0和AI Module1兩款編程機(jī)器人對于小朋友的年齡要求非常明確，其背后的設(shè)計(jì)邏輯基本符合皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展論。

認(rèn)知發(fā)展與編程機(jī)器人教育

我們先從皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展階段論說起。瑞士兒童心理學(xué)家皮亞杰將兒童和青少年的認(rèn)知發(fā)展劃分為四個(gè)階段：

結(jié)合makeU0和AI Module1兩款機(jī)器人的適用年齡，我們就集中在前運(yùn)算和具體運(yùn)算這兩個(gè)階段來談?wù)劇?/p>

前運(yùn)算階段-makeU0

皮亞杰把前運(yùn)算階段又分為兩個(gè)階段：前概念或象征思維階段（2-4歲）和直覺思維階段（4-7歲）。這個(gè)階段的兒童有什么特點(diǎn)呢？

（1）早期的信號功能：表象符號——延遲模仿與語言符號。

通俗來講，2-4歲的孩子對符號是非常敏感的，這也是為什么makeU0會(huì)把編程做成實(shí)物化點(diǎn)讀卡片。孩子通過拼接并點(diǎn)讀指令卡來讓機(jī)器人完成動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)簡易編程。

幼兒園小朋友通過點(diǎn)讀指令卡，讓小風(fēng)車轉(zhuǎn)起來

點(diǎn)讀卡：

makeU0有24種指令31張卡片，包括事件、邏輯、運(yùn)動(dòng)、數(shù)學(xué)和聲光五大類。

當(dāng)孩子剛接觸這些指令卡的時(shí)候，一開始他們可能只是憑直覺胡亂拼接這些小卡片，單純把這些卡片看作零散的視覺符號——“花花綠綠的顏色，拼起來，機(jī)器人會(huì)動(dòng)”，這對3-4歲的孩子來說其實(shí)就足夠了。

所謂編程啟蒙，并不是讓孩子當(dāng)即掌握一套成熟的代碼，他們會(huì)憑借對象征符號的敏感，捕捉到機(jī)器人運(yùn)動(dòng)和點(diǎn)讀卡片的內(nèi)在聯(lián)系，從而慢慢形成完整的編程思維。

（2）思維活動(dòng)具有相對具體性，不能進(jìn)行抽象運(yùn)算。

什么意思呢？簡單來講，就是你要讓編程摸得著，看得見。你讓孩子憑空去想，不好意思，他們做不到。這也是積木機(jī)器人在幼兒編程教育中發(fā)揮的最大優(yōu)勢——沒有比積木更適合編程啟蒙的形態(tài)了。積木，是一種最直觀、最具體的模塊化思維。

makeU考慮到3-5歲兒童的認(rèn)知特征，設(shè)計(jì)了圓角、大顆粒的、不易被幼兒吞食的結(jié)構(gòu)件，包括點(diǎn)讀筆也同樣采用了圓滑的材料。

搭積木的好處樂高已經(jīng)充分告訴過我們了，但未來孩子要掌握的不再是簡單重復(fù)地搭積木，而是要讓自己搭成的造型或作品和編程語言結(jié)合起來，從簡單設(shè)計(jì)跨越到綜合應(yīng)用。

比如說“摩天輪”這個(gè)概念可能很多積木產(chǎn)品都能搭出來，但是，你可以構(gòu)想、設(shè)計(jì)、構(gòu)建并編寫這樣一個(gè)會(huì)動(dòng)的摩天輪嗎？

makeU可以！這個(gè)種在孩子童年里的積木編程摩天輪，可能就慢慢就轉(zhuǎn)成了他們未來設(shè)計(jì)的科幻游樂場。

具體運(yùn)算階段-AI Module1

從makeU0到AI Module1，兩款機(jī)器人之間最明顯的變化就是：零件數(shù)量增多，搭建方式升級以及編程語言愈加抽象。但其中的變化都是循序漸進(jìn)的，不會(huì)讓孩子感受到斷崖式跳躍。

到了具體運(yùn)算階段，兒童的思維具有可逆性，即兒童能反向思考他們見到的變化并進(jìn)行前后比較，這也就要求在編程機(jī)器人的設(shè)計(jì)上要進(jìn)行全面升級：

（1）硬件升級

零件：

在硬件方面，AI Module1有620塊零件，包括傳動(dòng)件、結(jié)構(gòu)件、連接件和外觀件，可以滿足孩子搭建上百種生動(dòng)的造型。6歲以上的兒童可以挑戰(zhàn)更為復(fù)雜的積木機(jī)構(gòu)，因此AI Module1將積木件設(shè)計(jì)成六面搭建的結(jié)構(gòu)，讓孩子的創(chuàng)造更為靈活。

傳感器：

傳感器的加入是為了讓機(jī)器人富于變化，讓他們可以實(shí)現(xiàn)更多指令，同時(shí)也變得更加智能。而這些變化又能讓孩子充分理解，不會(huì)超出他們的認(rèn)知范圍。

5合1集成灰度傳感器，可實(shí)現(xiàn)巡線功能（常見于機(jī)器人競賽項(xiàng)目），速度更快、更準(zhǔn)確，接線更少，安裝更方便。

紅外傳感讓機(jī)器人“看”得更遠(yuǎn)，可用于機(jī)器人測距避障，高級路徑規(guī)劃等。

觸碰傳感器可通過觸碰開關(guān)、檢測障礙，可用于機(jī)器人碰撞檢測、接觸檢測等。

情感屏：

情感屏屬于LED積木，可以拆分。情感屏的設(shè)計(jì)可提升機(jī)器人與兒童的交互性，讓孩子感受到機(jī)器人的喜怒哀樂，更富有樂趣。

（2）軟件升級

到了具體運(yùn)算階段，兒童在分類和理解概念方面的能力都有顯著提高，他們能夠根據(jù)物體的特性及規(guī)則進(jìn)行分類。在運(yùn)算方面，他們?nèi)孕枰唧w事物的支持（比如用蘋果算加減法），對那些不存在的事物或從沒發(fā)生的事情還不能推演式思考。

因此，AI Module1在軟件上也從點(diǎn)讀編程升級到模塊化編程、Scratch、Python和C語言四種編程語言。其中模塊編程和Scratch仍然基于具體的圖像，就像是讓指令卡片回歸到電腦和平板里，讓孩子從實(shí)物化編程慢慢過渡到抽象編程。

至于什么時(shí)候進(jìn)入Python以及C語言，還是要根據(jù)孩子的個(gè)人編程能力來具體判斷。家長們在幫孩子選擇機(jī)器人的時(shí)候也不要太過超前，無論是機(jī)器人還是編程教育，都有一個(gè)完整的體系。

（3）配套趣味科普教材

教育機(jī)器人意義重大，為了迎接終將到來的人工智能時(shí)代，鯨魚機(jī)器人聯(lián)合上海交通大學(xué)出版了基于AI Module系列產(chǎn)品的機(jī)器人科普教材，旨在啟蒙3歲以上兒童對機(jī)器人和編程知識(shí)的認(rèn)知，為人工智能教育打下良好基礎(chǔ)。

本系列叢書包含以下內(nèi)容：

16個(gè)主題機(jī)器人模型，動(dòng)手動(dòng)腦搭建

手機(jī)模塊化編程軟件，邊玩邊學(xué)編城

超過200個(gè)科普知識(shí)點(diǎn)，親子閱讀啟迪智慧

16個(gè)主題機(jī)器人模型的背后蘊(yùn)含著超過200個(gè)知識(shí)點(diǎn)，設(shè)計(jì)天文、地理、物理、化學(xué)、人文、歷史等，這些知識(shí)點(diǎn)通過故事和情景設(shè)計(jì)，極具可讀性。另外，這些背景知識(shí)與搭建的主題機(jī)器人模型有機(jī)融合，更加豐富了模型的應(yīng)用場景。

以上就是基于皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展論的編程教育機(jī)器人入門建議?？偨Y(jié)下來，我們還是希望各位家長在選擇編程教育機(jī)器人的時(shí)候可以遵守一條原則：尊重孩子的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，切記揠苗助長。