在无结构游戏中连接幼儿园儿童和无屏幕编码

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我这一代人，最幸运的也是在初中后期才开始学习编程。在 21 世纪初，大多数有计算机编程课程的高中都只有一门课，或者如果有充满激情的老师愿意争取资源，可能会有两门课。因此我知道，我会继续对基本编程概念可以多早引入儿童（无论是在课堂内外）感到惊讶。今年夏天与可以构建机器人和设计视频游戏的小学三年级学生相处了一段时间后，我努力保持有意识的开放心态。

这就是为什么当 KinderLab Robotics 的人联系我，想让我了解他们为 4-7 岁儿童设计的新机器人时，我决定试一试。我对其他基于编码的玩具略有了解，去年圣诞节我为我的三岁和五岁侄女挑选了 Code-A-Piller。我和一些朋友聊了聊，安排了一些时间和一位幼儿园小朋友，并借到了一个 KIBO 套件。

当我第一次打开盒子时，我对它外观的朴素感到惊讶。与 Code-A-Piller 相比，甚至与普通玩具店的任何货架相比，这个简单、棕色的机身看起来根本不像儿童玩具。但与 KinderLab 的联合创始人 Marina Umaschi Bers 博士的对话表明，这种外观是故意的。Bers 博士是塔夫茨大学艾略特-皮尔逊儿童研究与人类发展系和计算机科学系的教授。她绝不是青年编码领域的新手，她曾参与开发非常受欢迎的基于图形的编码语言 ScratchJr。她还出版了关于将无结构游戏融入其他儿童领域的书籍、文章和演讲。

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在地下室堡垒和后院战场的情况下，从 KIBO 的空白开始是完全合理的。Bers 博士解释说，颠覆物体的预期用途是这个年龄段儿童玩耍的基本要素。从简单的外观开始，不仅允许个性化，而且还为孩子们打开了更大的解释空间，让他们了解任何特定部件可以并且应该以多种方式使用。当这种理论转化为实物产品时，这意味着打开一个包含极其空白的板子的盒子。机器人的主体有用于轮子、马达和一套可互换传感器的插槽。该设置提供了巨大的适应潜力，但这也使得入门的学习曲线有些陡峭。

在和我的侄女们玩过她们的 Code-A-Piller 之后，我知道警告不要强行使轮子转动得比马达预期的速度快意味着，对于目标受众中年龄较小的孩子，监督和可能的干预是必要的。我的侄女们会靠在她们的玩具上，推它，把它撞倒，看看它背上堆着东西能走多远。考虑到 KIBO 的复杂性和成本，我不太愿意放任自流。

我招募的五岁测试者像任何幼儿园小朋友一样开始了——把盒子里的东西都倒出来，问每一个部件是做什么的，然后把它放到一边，转而问她是否可以用提供的记号笔在机器人上画画。我们决定让她在工具包的干擦板上画画，同时我解释了马达、轮子和传感器的工作原理。与 Code-A-Piller 不同——Code-A-Piller 的身体部件带有预定义的运动命令，只需卡入到位并创建一个越来越长的命令链——KIBO 配有一系列与机器人本身分离的命令块。木制积木有简单的移动选项（向前、向后、摇晃、旋转等），但它们也有更复杂的选项，如“如果”、“重复”和“等待”。（注意：并非所有命令块都包含在工具包的所有版本中）。

我惊讶于幼儿园小朋友能如此迅速地掌握条件命令，她很兴奋能让机器人在拍手后旋转并播放她喊自己名字的录音。KIBO 命令在大的、适合儿童的积木上，这些积木可以推在一起形成一个视觉链，并且每个积木都有一个条形码。无需屏幕、应用程序或智能手机。组装积木很有趣，甚至她三岁的弟弟也能理解运动命令的含义。但很多时间都花在了从沙发下或她弟弟下面挖出小的、用魔术贴固定的定制品上。

虽然条形码扫描仪可以快速输入长长的命令链（并发出令人满意的哔哔声），但扫描的物理任务很快变得令人沮丧。对于幼儿园小朋友是这样，对于后来听到我家有一个可编程机器人而被我招来的三个成年工程师也是这样。幼儿园小朋友很难握稳机器人，于是把它递过来说：“这可以是你的工作。我不喜欢那部分。”工程师们真的希望能够在地面上滑动积木进行连续扫描，但始终无法使其对齐。他们最终还是拿起机器人并单独扫描每个积木。（**注意：积木已经过重新设计，条形码要大得多。**）

一旦程序被扫描进去，KIBO 确实有机会大放异彩。传感器可以监听拍手声、寻找光线并检查与周围物体的距离。机器人会移动、停止、唱歌、播放录音、亮起灯光并防止自己撞到墙壁。当她庞大的命令链起作用时，幼儿园小朋友非常兴奋，她跳着舞为机器人欢呼。她也对仅仅测试传感器本身感兴趣。只需一个简单的命令，当它感应到光线时打开灯泡，她就检查了她的整个客厅——指向灯、沙发下、身后——看看多少光线足够。

作为已经有一些编程经验的人，工具包的编码元素是合理的。但孩子们和家长都希望颜色编码或说明更明确地说明哪些东西可以（或必须）一起使用。知道“如果”循环需要关闭可能对大多数人来说并不直观，而将其打开不会产生来自机器人的清晰、可操作的错误消息。颜色编码有助于将相似的功能分组，但它不够清晰，无法阻止幼儿园小朋友想将“3”用魔术贴贴在“如果”块上，而不是“重复”块上。

在清理方面，部件的精确性质似乎与目标受众的清理风格不符。小心地将马达重新装入泡沫塑料中这一任务落到了有耐心并能理解所涉及费用的成年人身上。虽然与单个孩子一起玩很有收获，但费用可能会使它更适合教室而不是家庭。为我的侄女们购买 Code-A-Piller 是一笔可观的开销——即使作为她们两个人之间 60 美元的共享礼物也让我犹豫了。KIBO 套件的价格从 229 美元到 529 美元不等。我可以理解成本，因为传感器的复杂性以及适应性设计带来的巨大扩展学习潜力。但这个成本会让很多人望而却步。就像儿童友好的积木和家长必需的电子产品护理一样，可能存在一种不匹配，使得人们无法真正放开孩子们进行他们想要的无结构游戏。也许目标受众中年龄较大的孩子，或者那些习惯性地在收起乐高玩具之前清点它们的数量的孩子，可以承担必要的护理。

总的来说，我对它的适应性以及创建史诗般的嵌套和重复条件命令链的机会印象深刻，我很难过地把它送回去。当我问幼儿园小朋友她最喜欢的部分时，她咯咯地笑着并戏剧性地复述了一个关于她弟弟名字的录音定时不准，导致机器人反复且不正确地在整个房子里喊他名字的故事。儿童编码领域只会不断扩大，从功能有限的廉价即插即用选项到带有复杂传感器和开放式编码输入的高价机器，一切都将发挥作用。KIBO 试图占据真正的编码概念、可靠且适应性强的电子产品以及新手观众的困难中间地带，这些新手观众的随意探索意愿既是其最大的资产，也是最难的设计挑战。并且试图在不涉及屏幕使用的情况下这样做是许多父母和老师可以支持的努力。

**KinderLab Robotics 提供了一个 KIBO 21 机器人套件（499 美元）和一个积木扩展套件（30 美元）的副本，该副本在试用期结束后被退回。**