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乐高玩具自 1949 年以来就已存在，但其受欢迎程度远未减退。专注于电子产品的孩子们对家用平板电脑和游戏机的喜好不断变化，几乎在十年前使该品牌破产，但乐高此后反弹，甚至近年来一直在努力满足生产需求。机器人套件并没有将动手操作的塑料积木视为消费电子产品的竞争对手，而是提供了一个将搭建、编程和解决问题结合在一起的机会。再加上一些朋友和竞争精神，你就有了 STEM 编程，孩子们迫不及待地想放弃周末或暑假来参加。在 FIRST LEGO 联赛、VEX 机器人竞赛和其他项目之间，每年有成千上万的儿童和青少年参加。
图片来源：阿曼达·贝克
伦斯勒理工学院的大学预科教育中心 (CIPCE) 多年来一直在举办各种工程和机器人营。今年的 Jr. LEGO EV3 机器人工程学院让 8-10 岁的孩子们有机会构建一个基于 LEGO EV3 软件的机器人。每对学生都从一个可编程电机和一盒零件开始，但他们必须自己解决一系列挑战。大多数孩子在家都有使用乐高积木搭建的经验，但许多人在参加为期一周的训练营之前没有任何编程经验。当我星期三参观时，学生们正在轻松地构建和调整机器人上各种传感器的代码。 10 岁的 Ella 惊讶于他们第一天就开始编码。当我问她是否觉得如果他们花更多时间介绍基础知识，她会学得更少时，她不得不坐下来思考。“不，真的没有，” Ella 说。“这样我就知道我想用它做什么，所以当我学习它们时，所有部分都很有意义。”
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这些挑战相当复杂，需要一套传感器来跟踪线路、避开电路板的禁止区域、绕过障碍物和瞄准射弹。 Phillip 和 Josiah（均为 9 岁）在让他们的机器人沿着地面上标记的弯曲线路行进时遇到了特别的麻烦。“哦，伙计，我们花了几个小时才把它弄好，”Phillip 说。但很明显，他们花费的时间是一种自豪，而不是尴尬。当被问及他们会为未来的学生挑选哪些零件时，许多学生都说出了他们个人最费力的零件。 8 岁的 Dylan 直言不讳地说：“因为那个部分对我们来说真的很难，而且挑战本来就应该很难。”
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除了渐进式的挑战外，学生们还觉得他们从合作关系本身中学习到了东西。大多数学生在本周初才认识他们的合作伙伴，但他们已经清楚地了解了他们共同的优势和劣势。 8 岁的 John 和 9 岁的 Cody 以明显不同的技能组合加入。“Cody 有更多的编程经验，”John 解释说。“就像，他完全可以让事情正常运行。” Cody 跳出来称赞道：“John 可以像那样搭建东西！他知道如何马上制作投石机，”Cody 说。这对新搭档几乎说完了彼此的话，显然很喜欢一起工作。当辅导员之一 Kevin Allen 问他们如果第二天必须换角色会怎么做时，两个男孩都显得很沮丧。 Allen 先生随后建议也许他们可以互相教对方他们的技能，John 和 Cody 立即开始分享他们的工作。
虽然学生们在自己的项目中发挥了明显的主导作用，但辅导员们抓住许多机会来挑毛病，并推动团队更深入地思考他们的决定。有一对搭档在试图让投石机击中目标时遇到了麻烦，他们正要移动机器人上的一些部件。一位辅导员要求他们考虑在比赛后期改变设计与代码的影响。他们意识到，对物理机器人的任何更改都可能会影响已经工作的某些代码。在训练营还剩两天的时间里，第三天所展现出的理解深度给我留下了深刻的印象。 10 岁的 Braden 在解释团队机器人时很自然地使用了类比：“这里的这些电线将信息带到电机，就像神经将信息带到大脑一样。”与此同时，8 岁的 Alex 正在排除他们程序中一些相互冲突的循环。
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所有搭档都如此迅速地成功完成了最初的挑战，以至于辅导员不得不即时添加新的关卡。即使是像 CIPCE 这样经验丰富的团队，每年也会留出空间来适应学生技术能力和创造性信心的变化基线。我们只能希望其他 STEM 和 STEAM 项目正在加紧利用这种增长，并在全国范围内进一步推动学生发展。