小朋友該如何入門學習機器人

常被朋友問到家裡小朋友該怎麼開始學習機器人?我通常會利用幾個問題和他們一同找出合適的學習方式。本文把這些問題整理出來,希望未來當您幫家中小朋友選擇機器人課程時能有些幫助。

在開始之前,我們先定義什麼是機器人。由於這裏討論的是機器人的入門學習,所以文中所提的到機器人是廣義的機器人,並不只專注在人型機器人上。

廣義對機器人的定義:一種機電裝置,能夠以對其周邊環境的訊息做出適當的回應,並能夠自主做出判斷或採取行動來完成特定的任務。

根據這個定義我們可以知道:

  1. 不一定要長得像人才叫機器人。
  2. 掃地機器人是一種機器人
  3. 微波爐,洗衣機這一類依據我們的指令而工作的機器不算機器人

接下來,讓我們由下列幾個主題,一起來聊聊怎麼開始學習機器人:

  • 小朋友現在幾年級?
  • 想要學到什麼?
  • 想要花多少錢?
  • 想要如何學習?
  • 小朋友對機器人學習真的有興趣嗎?
  • 推薦入門的學習
  1. 小朋友現在幾年級?

除非小朋友真的有興趣而且很有資質,要不然我不建議超齡學習。(當然,以站在父母的立場,一定覺得自己的小孩應該是在四歲的時候就已經符合這兩個條件了。)

一般而言,如果是純粹機構組裝和單純的機構操作,建議至少要小學三年級(8歲左右)以上開始學習。因為小三以後,小朋友已經具備基本數學四則運算的能力,並對物理現象也較有觀念。可以理解或體會大部分的機械觀念,像是簡單的齒輪計算,和對機器人重心安排的觀念等等。

如果內容包含程式控制,那建議開始的學習年齡是小五以上的年紀(10歲左右)。因為程式控制牽涉邏輯思考,大部分的小朋友在10歲以後比較能理解這一類的問題。如果在邏輯部分還沒有辦法融會貫通,很多時候我們會發現,小朋友只能死背老師教過的程式指令,卻沒有辦法真正的去應用這些程式到不同的情境。

當然上面提到的建議年齡只是一個參考,小朋友到底該何時開始學習,還是只有家長最了解自家小朋友的狀況,所以這部分就要留給家長去做決定了。

  1. 想要從機器人身上學到什麼?

小朋友能夠從課程中學習到什麼呢?一般而言機器人至少含蓋了下列領域的知識:機構組裝(機械),電路串接(電子),電機控制(電機)和程式開發(電腦)。有些機器人會參考生物的方式來讓機器人產生移動(人類,蜘蛛,魚類等等),這樣還可以進一步學習到仿生運動(仿生)的知識。

目前市面上幾乎還找不到同時可以同時包含這五個領域的入門教材。因此,我們可以選擇小朋友較感興趣的主題為出發點,來進一步評估課程及教材。不同的機器人教材或套件,會因為開發者或開發單位不同的設計理念,可以從中能學習到的知識比重也會不一樣。例如:有些機器人教材著重於程式編寫,有些著重機構的組裝,也有些著重於動作的研究(格鬥機器人)等等。

有家長會擔心開始課程會不會因為選錯了方向而影響到未來的學習?其實,我的看法是沒有所謂選錯方向這個問題。因為,在機器人學習的過程中,這些所有相關領域的知識遲早都會需要應用並學習得到。

  1. 想要購買和學習機器人的預算有多少?

另外一個家長需要預先做好心理建設的部分就是費用了。機器人的學習涵蓋的技術範圍和深度很廣,需要不斷嘗試和持續學習。因此,小朋友如果真的對這個領域很有興趣,希望能深入學習下去,可能要有做長期投資的準備。

簡單的來看,費用可以分成兩大部分:教材和學費。

教材(學習套件)的價格從幾千塊台幣到數萬塊台幣都有。有些學習套件可以重複使用,在學習過程中不太需要持續添購新的配件。也有一類的教材在學習過程中需要陸續添購配件。這些教材各有其優缺點,我們會在另一篇文章來介紹。

學費部分也是另一個需要考慮的部分。坊間機器人教室的收費方式五花八門,並沒有一個標準的收費模式。一般教室收費大概在每小時300 – 400台幣之間。通常一堂課約是一個半小時或兩小時。也就是每次上課的費用大概在600-800塊之間。

  1. 想要怎麼學習?

由於機器人所包含的各領域知識都需要透過學習來進步。所以在選擇教材的同時,也需要預先思考到能夠持續學習的方式。例如:若是自學,是不是有足夠的資源和技術支援來協助組裝設定過程中所遇到的問題?若是想上課,家長喜歡的區域內是否有合適的教室可以提供教學?有了好的學習支援,才可能享受持續不斷的學習樂趣。

由於是入門學習,因此如果條件允許,我會通常建議家長考慮先到教室上一到兩期的課程,之後可以再依據小朋友學習的成果來思考是不是要繼續上課,換學習環境,還是自學。原因如下:

  • 教室提供有經驗的老師帶領入門,幫助克服學習瓶頸
  • 教室可以推薦合適初學者的教材,避免選到不合適教材的風險
  • 有相同興趣的同學一同學習,學習團隊合作,共同成長
  • 教室有經驗能習協助小朋友報名參加機器人競賽(機器人競賽對學習成長非常有幫助)
  • 容易取得學習和教材相關的資源和訊息

至於是該先選教材,還是先選教室。這可能就需要依照各別的狀況來決定!您或許可以先選擇偏好的教材,然後搜尋合適的教室。或是先找到合適的教室,在依他們的專長選用教材。在台灣,您如果住在大城市兩種方案您都可以考慮。不過,在大部分的城市,並不是所有的教材都有教室教授。所以先找到教室在決定教材對家長來說可能會比較容易的方案。有些機器人教室甚至可以提供教材在課堂上使用,不需要在一開始就先購買教材。

如果選擇自學,那需要特別注意一定要選擇一套使用者多,教學資源容易取得的的教材。教材的來源可能是原廠提供的教學文件,書本,網路教學等等。一個容易判斷的方法就是直接上網到原廠網站確認有沒提供教學文件,到國內外的網路書店搜尋看看有沒有相關的著作,利用關鍵字在搜尋引擎搜尋看看有沒有相關的國內外網站有相關的教學,同時也可以到Youtube上確認一下有沒有上傳的教學影片可以參考。

  • 原廠網站:教學文件及影片
  • 國內外網路書店:教學工具書
  • 網站教學
  • Youtube教學影片
  1. 小朋友真的有興趣嗎?

最後,我會建議可以在學習一段時間(上過一到兩期課程,或學習三到六個月)後設一個評估點。由家長和小朋友一起評估對學習的成效是不是滿意。相信此時的家長和小朋友除了對整體機器人學習更有概念之外,也真的了解對目前的學習是不是有興趣?有沒有需要換個更感興趣的方向繼續學習嗎?還是發現與期待不符合該暫停下來?

結語

機器人已經是全球最熱門產業知一。在學習過程中除了訓練各領域的知識和能力外,他同時可以提升小朋友追根究柢的研發精神與團隊合作的能力。對家長而言,機器人學習絕對可以視為是對小朋友的未來最有價值的投資。

推薦的入門學習領域:

  • 機器人套件
    •  樂高
    •   Makeblock
    •   米兔機器人
  • 機器手臂
  • 人型機器人套件

作者:阿里哥/責任編輯:賴芳如

本文與MakerPro同步刊載

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