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樂高玩具自 1949 年以來就已存在，但其受歡迎程度遠未減退。專注於電子產品的孩子們對家用平板電腦和遊戲機的喜好不斷變化，幾乎在十年前使該品牌破產，但樂高此後反彈，甚至近年來一直在努力滿足生產需求。機器人套件並沒有將動手操作的塑膠積木視為消費電子產品的競爭對手，而是提供了一個將搭建、程式設計和解決問題結合在一起的機會。再加上一些朋友和競爭精神，你就有了 STEM 程式設計，孩子們迫不及待地想放棄週末或暑假來參加。在 FIRST LEGO 聯賽、VEX 機器人競賽和其他專案之間，每年有成千上萬的兒童和青少年參加。
圖片來源：阿曼達·貝克
倫斯勒理工學院的大學預科教育中心 (CIPCE) 多年來一直在舉辦各種工程和機器人營。今年的 Jr. LEGO EV3 機器人工程學院讓 8-10 歲的孩子們有機會構建一個基於 LEGO EV3 軟體的機器人。每對學生都從一個可程式設計電機和一盒零件開始，但他們必須自己解決一系列挑戰。大多數孩子在家都有使用樂高積木搭建的經驗，但許多人在參加為期一週的訓練營之前沒有任何程式設計經驗。當我星期三參觀時，學生們正在輕鬆地構建和調整機器人上各種感測器的程式碼。 10 歲的 Ella 驚訝於他們第一天就開始編碼。當我問她是否覺得如果他們花更多時間介紹基礎知識，她會學得更少時，她不得不坐下來思考。“不，真的沒有，” Ella 說。“這樣我就知道我想用它做什麼，所以當我學習它們時，所有部分都很有意義。”
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這些挑戰相當複雜，需要一套感測器來跟蹤線路、避開電路板的禁止區域、繞過障礙物和瞄準射彈。 Phillip 和 Josiah（均為 9 歲）在讓他們的機器人沿著地面上標記的彎曲線路行進時遇到了特別的麻煩。“哦，夥計，我們花了幾個小時才把它弄好，”Phillip 說。但很明顯，他們花費的時間是一種自豪，而不是尷尬。當被問及他們會為未來的學生挑選哪些零件時，許多學生都說出了他們個人最費力的零件。 8 歲的 Dylan 直言不諱地說：“因為那個部分對我們來說真的很難，而且挑戰本來就應該很難。”
圖片來源：阿曼達·貝克
除了漸進式的挑戰外，學生們還覺得他們從合作關係本身中學習到了東西。大多數學生在本週初才認識他們的合作伙伴，但他們已經清楚地瞭解了他們共同的優勢和劣勢。 8 歲的 John 和 9 歲的 Cody 以明顯不同的技能組合加入。“Cody 有更多的程式設計經驗，”John 解釋說。“就像，他完全可以讓事情正常執行。” Cody 跳出來稱讚道：“John 可以像那樣搭建東西！他知道如何馬上製作投石機，”Cody 說。這對新搭檔幾乎說完了彼此的話，顯然很喜歡一起工作。當輔導員之一 Kevin Allen 問他們如果第二天必須換角色會怎麼做時，兩個男孩都顯得很沮喪。 Allen 先生隨後建議也許他們可以互相教對方他們的技能，John 和 Cody 立即開始分享他們的工作。
雖然學生們在自己的專案中發揮了明顯的主導作用，但輔導員們抓住許多機會來挑毛病，並推動團隊更深入地思考他們的決定。有一對搭檔在試圖讓投石機擊中目標時遇到了麻煩，他們正要移動機器人上的一些部件。一位輔導員要求他們考慮在比賽後期改變設計與程式碼的影響。他們意識到，對物理機器人的任何更改都可能會影響已經工作的某些程式碼。在訓練營還剩兩天的時間裡，第三天所展現出的理解深度給我留下了深刻的印象。 10 歲的 Braden 在解釋團隊機器人時很自然地使用了類比：“這裡的這些電線將資訊帶到電機，就像神經將資訊帶到大腦一樣。”與此同時，8 歲的 Alex 正在排除他們程式中一些相互衝突的迴圈。
圖片來源：阿曼達·貝克
所有搭檔都如此迅速地成功完成了最初的挑戰，以至於輔導員不得不即時新增新的關卡。即使是像 CIPCE 這樣經驗豐富的團隊，每年也會留出空間來適應學生技術能力和創造性信心的變化基線。我們只能希望其他 STEM 和 STEAM 專案正在加緊利用這種增長，並在全國範圍內進一步推動學生髮展。