新闻中心
新闻中心 > 正文

青少年机器人大赛的冰与火

2017年08月28日 08:12:09 来源: 解放日报

    机器人大赛、创新大赛一直都有。但是它们近几年忽然异军突起,在青少年中成为一大热门项目。

    这类比赛对培养学生的创新能力究竟有多大用?哪些学生热衷于参赛?动机和效果如何?它们会是另一种形式上的“奥数”竞赛吗?

    我们带着疑问,走近这类热门项目。

    坚持下来不容易

    在机器人培训这件事上,没有捷径可走。花多少精力,才能有多少回报。

    王越太喜欢机器人比赛。他有时候连做梦都是在赛场:

    硕大的体育馆里,有震耳欲聋的欢呼声,来自全世界的成百上千个参赛队伍,穿着五颜六色的队服一一进场。最终,在笑容和掌声中,王越的队伍像奥运冠军一样,站上了领奖台。

    某种程度上,他的愿望已经实现了一半。

    上半年,王越和自己的同学组队,代表上海大同中学机器人社团参加全球规模最大、知名度最高的机器人大赛之一——FTC科技挑战赛,一举拿下中国赛区冠军。据说,比赛全程“碾压”各路对手,王越他们从第一场赢到最后一场。

    FTC得分规则是:看谁的机器人小车可以抓取更多的球,搬运到指定位置。球越多,分越高。双方的机器人小车在场上可以互相干扰。它看起来就像一场对抗赛。

    当竞争对手的机器人小车还在缓缓移动、伸出抓斗、准备抓球时,大同中学的机器人已经飞快地抓满了一大把得分球,快速上坡,把球扔到了指定位置。

    一眨眼,分数拉开100多分。

    这场胜利得来不易。为了把这辆参赛小车做到“完美”,王越和队友们天天去机器人教室组装、编程、试验,整个学期连节假日都风雨无阻。有段时间,队友们最爱做的事情,就是在朋友圈晒教室图,“给大家看一下深夜的学校什么样”。

    作为大同中学国际课程班的学生,王越和队员们不仅要忙于备战,还有繁重的课程要完成。他们曾经差一点因为高三出勤率太低而挂科,最后在老师们的谅解和支持下,他们找到了比赛和学习之间的平衡点。

    队友周子琪仍然记忆犹新的是,第一年大家打比赛,位列上海市倒数。第二年,所有人下定决心认真做一辆很强的机器车,但没想到一上场,各种问题纷至沓来,比如因为场地静电,遥控失灵,机器车一动不动,场面十分尴尬。

    那一年,灰头土脸地比完,王越询问队友们:我们明年还继续比吗?一瞬间,所有人鸦雀无声。也因为输了比赛,那年的机器人社团走了很多人。

    “当然,那时候还有一个原因,马上要高三了,非国际课程班的同学没那么多时间来参赛了。”周子琪说。

    在高中阶段,参加机器人比赛,往往意味着整个学期都要花费大量的课余时间,队员们凑在一起去做一台机器人。从画设计图开始,到搭建框架、手工锯钢条、拧螺丝、编程、调试等等,团队不经过一学期的努力,几乎不可能完成这项任务。

    换句话说,在机器人培训这件事上,没有捷径可走。花多少精力,才能有多少回报。所以不少家长对孩子参赛颇有顾虑,真正能够坚持下来的学生,都是机器人比赛的忠实粉丝。

    与成绩好坏没关系

    和孩子们的热情形成强烈对比的,是家长的支持度。随着学段的升高,家长的支持度逐渐降低。

    彭辰从小学6年级就开始接触机器人比赛。

    作为女孩子,她的理科成绩在班里并非最好。“玩机器人和成绩似乎没什么关系。”她说,班上的学霸们都去参加奥数之类的竞赛了。玩机器人的,还是少数。

    由于太耗费业余时间,初三时,彭辰的父母一度反对她玩。直到因为一次偶然机遇,彭辰上了“少年爱迪生”这档电视节目。节目里,她流露出对机器人的热爱,最终感动了父母。

    “我对父母表态说,如果我不把业余时间花在做机器人上,那么也可能去玩游戏,还不如去做机器人呢。”彭辰说。

    回想起来,她最得意的一场机器人比赛,是依靠策略“逆袭”成功的。

    那场比赛中,彭辰担任队伍里的指挥员、沟通员。起初,队伍排名垫底。比赛进行到后面,需要两队联手合作打比赛,按规则,前8名队伍可以任意选择后8名作为队友。

    彭辰去恳求前8名中的一支强队,诉说自己的队伍有哪些优势,能起到互补作用,希望对方选择自己,但是对方还是有点犹豫。直到最后一刻,对方终于选择了彭辰的队伍,她才松了一口气。后来,运用“田忌赛马”的策略,彭辰的队伍最终拿到区域赛冠军。

    这场比赛让大家懂得,原来光是机器人做得好,也未必能赢。团队协作、策略运用等,同样非常重要。

    如今,彭辰即将升入高二。最近,她又参加了一场机器人比赛,这一回,她不再担任队伍指挥,而是担任机器人操纵员。

    “小姑娘操纵不是很占优势,我平时打游戏水平也一般,老师可能想,今年是我最后一年参赛了,所以让我体验一下操纵的感觉。”说这句话时,她面露遗憾。

    “机器人比赛真的很好玩。”应宗樑这样说。他长期担任队伍里的机器人操纵员,打游戏很有一手。每到赛场上,他就会操纵遥控手柄,指挥自家的机器车左右腾挪,做出各种复杂的技术动作。其中的乐趣,大概打游戏的人都能想象。

    值得注意的是,这些参赛同学都表示,自己不是学霸,成绩中上,平时玩心很大。能够熟练设计和搭建出一台机器人,似乎对他们的课内学习成绩没有帮助。在机器人的搭建过程中,更多需要心灵手巧,比如反复试验,材料切到怎样的厚度,机器臂才能最灵敏。这种自己琢磨问题、自我学习、自己创新的能力,与课堂里的应试题目是两回事。

    和孩子们的热情形成强烈对比的,是家长的支持度。随着学段的升高,家长的支持度逐渐降低,机器人赛队有时候会遇到人员不足的窘境。

    蠢蠢欲动的培训市场

    这个新兴的创新教育市场,如今呈现金字塔结构。越往上,有能力从事高品质赛事培训的机构越少。

    2002年,施少卿还是一名上海的小学老师。第一次接触机器人比赛时,他一片茫然。

    那是由乐高玩具公司组织上海的几所小学举办的赛事。当时,知道乐高还有这种比赛的人并不多。施少卿发现,比赛确实培养了孩子的思维能力、动手能力、团队意识,不同于传统的应试教育。

    2006年,在学校的支持下,他与乐高的技术骨干一起办起了机器人俱乐部,专门培训小学生参加相关赛事。然而知道的人太少,第一届,仅30多名学生报名。大部分参赛孩子就是来“玩一玩”。很长一段时间里,上海的专业培训机构只有两家,一家是他们俱乐部,一家是乐高自己。

    此后,施少卿完全脱离学校,俱乐部走向市场。本以为还要在创业阶段苦苦挣扎好几年,然而没想到,2011年,市场忽然爆发了。

    那一年起,家长们不知道从哪里听说了机器人比赛,报名的学生呈指数级增长。施少卿的俱乐部在2011年一举扭亏为盈。而同时,资本大量涌入,各种国外的赛事也纷纷来到中国,比如美国的 WER、FTC,日本的ROBO-ONE等等。

    “过去,家长和我说的最多的话是,让孩子来玩玩。”施少卿感慨,“2011年以后,越来越多的家长对我说,希望孩子能坚持学下去,比赛获奖,将来从事机器人行业。”

    他遇到过一位家长,强迫孩子来学机器人。然而这个孩子明明更喜欢画画,对机器人不感兴趣,培训课上全程走神、心不在焉。

    施少卿约谈过这位家长,劝说对方,不如让孩子做感兴趣的事,说不定成就更大。然而这位家长强硬表示:“我一定要让他参赛、获奖。孩子越是这方面不行,我越要补他的短板。”

    突然爆发的市场,也让培训机构如雨后春笋。2012年开始,上海相关教育机构忽然增加了几百家。

    而今年起,新高考综合改革中,机器人等一系列创新科技大赛获奖,被纳入大学可优先录取的参考名单。有了高考这根指挥棒,教育市场忍不住蠢蠢欲动。

    “然而,市场上的培训机构大部分滥竽充数,门槛很低。”好几位从业者,不约而同表达了这样的意思。

    他们归纳,这个新兴的创新教育市场,如今呈现金字塔结构。底层是大量突然冒出、简单粗鄙的培训机构,而越往上,有能力从事高品质赛事培训的机构越少。

    据说,行业内有一个模糊的“辨别方法”:去问一下这家机构给几年级授课。比如,有些机器人班只招收小学3年级以下,内容以搭积木为主,加上一些简单的机械动力。这是什么概念呢?一名普通大学生,只要培训一周,就能成为机器人培训班的老师,“忽悠”小学生。

    如果这家机构能明确告诉你,他们有初中及以上的高年级机器人课程,并且系统教授编程,那么恭喜你,找对了有含金量的培训机构。而这样水平的机构,有人估计,现在的上海市场上仍然没超过20家。

    这几年,苏浙一带在这个领域异军突起,好几家水平不错,频频在赛事中斩获奖项。比如有一家来自常州的俱乐部,频繁来上海挖角,不惜血本把最好的师资挖过去。俱乐部老板是一位房地产商人,从小喜欢机器人,办这个俱乐部不为赚钱,只为兴趣,所以一度放言说,要玩就好好玩,玩出水平来。

    而施少卿的俱乐部,也被风投盯上。比如今年,就有风投对他表示,愿意投资3000万元,必须一年内把钱花完。思前想后,施少卿还是拒绝了。他怕风投只把教育当做快速赚钱的工具,指手画脚后,反而丧失了他做培训的初衷。

    全球掀起STEM教育热潮

    STEM,是科学、技术、工程、数学四门学科英文首字母的缩写。

    教育部出台的《教育信息化“十三五”规划》中,也明确指出探索STEAM 教育、创客教育等新教育模式。

    2015年才在上海注册公司、进入机器人培训领域的张颖,则更了解全球的行业情况。

    张颖从哈佛大学毕业后,在一家全球500强企业一路做到亚太区一把手。然而几年前,她辞去了这份高管工作,自己创业,就是瞄准了全球STEM教育的兴起。

    STEM,是科学、技术、工程、数学四门学科英文首字母的缩写。

    2006年,美国在其国情咨文中公布《美国竞争力计划》,提出未来的教育目标之一,就是培养具有STEM素养的人才;

    2011年,美国推出的新版《美国创新战略》中,再一次提到STEM教育;

    2016年,美国研究所与美国教育部联合发布《教育中的创新愿景》,内容就是展望十年后的STEM教育;

    ……

    巧的是,同样在2016年,教育部出台的《教育信息化“十三五”规划》中,也明确指出探索STEAM教育(增加了一个代表艺术的“A”)、创客教育等新教育模式。于是一时之间,STEAM成为创新教育的热门词汇。

    “很多人以为,大概只有中国在举政府之力,推动‘双创’。其实不然,美国政府也一样在使劲推。全球最知名的几个机器人大赛,近几年发展速度很快,就是得益于美国总统和硅谷企业直接站台和‘背书’,不遗余力全力推广。”张颖说。

    而她指的就是FIRST系列比赛,也是全美规模最大、规格最高的机器人赛事。如今,FIRST 比赛已经在全球铺开。美国麻省理工学院,每9名录取学生中,就有1人参加过FIRST比赛,可见名校对它的重视程度。

    2012年,同济大学等国内几所高校,联手把FIRST系列中的高中组比赛引入中国,它如今在中国赛区已经举办了好几届。

    全球另一大知名机器人赛事是VEX机器人世界锦标赛,主办者主要也是来自美国,协办者中不乏全球著名的硅谷企业,而支持者中还包括美国太空总署(NASA)、亚洲机器人联盟等。

    如今,FIRST和VEX已成为全球名校的两大敲门砖。顺带一提,VEX赛事已经获得中国教育部认可,成为新高考中大学可优先录取的项目之一。

    不得不承认,它们确实是当今机器人比赛中含金量较高的两项赛事。参加过FIRST和VEX 比赛后,王越也参加过一些我们国内企业举办的机器人赛事,其中有些也得到教育部门认可,可以作为优先录取项,不过王越认为,和FIRST、VEX相比,国内企业举办的比赛还不够成熟。

    创客教育,中国与世界同步

    在STEM教育上,中国潜力更大,意识更超前。我们不是在追赶美国,而是和美国站在了同一个起跑线上。

    其实早在10多年前,机器人和创新类比赛就一直存在。但在张颖看来,全球STEM教育如火如荼,还是始于2014年。它得益于两种技术的成熟:3D打印和Arduino编程。

    过去,想要成为一名创客,成本非常高:设计的电路想找工厂开模,至少也要花费5000元,一般人玩不起,但现在运用3D打印,只要花费几十元。过去,机器人的编程软件非常复杂,甚至需要团队协作,但现在有了Arduino这样一个“开发神器”,一个人就能完成所有编程。

    如今,全球互联网上,开源软硬件的论坛数不胜数。在这些爱好者论坛里,你能找到无穷无尽的资料、别人做好的现成小程序。动手做一件智能机器,变得前所未有的容易。一个文科生,根据论坛上的指点,按图索骥,说不定也能自己动手完成一台机器人。

    而这一切,不仅惠及创客,更让创客教育、机器人比赛变得更容易参与。

    在京东、淘宝上搜索,用于教学的机器人套件,一台价格仅售200-600元不等。它是一个小箱子,打开来,里面有各种模块零件,孩子像搭积木一样,只要根据说明书动手组装,就能渐渐学会如何搭建一台机器人。其中,有针对6岁儿童的简单套件,也有针对初中生、高中生的复杂套件,还有一种更高级的套件,创客可以根据自己的需要编程制作,至于做出来的机器人究竟会干什么,全看创客自己发挥。

    在机器人教学硬件生产领域,比较知名的厂商之一,是位于上海张江的DFRobot公司。他们研发的“虫虫机器人”,已经多次被媒体报道。公司创始人叶琛说,他的愿望是:未来,每个人都可以在家里,通过组装模块、简单编程,自己制作一台合乎心意的智能机器人。比如切菜机器人、搬运机器人、洗碗机器人、报警机器人……而从这些教学套件上看,这些机器人搭建起来不难。他的愿望,其实离实现的一天已不遥远。

    叶琛对如今玩机器人的中国小学生们赞不绝口,“当我怀疑小学生可能玩不懂各种主板硬件时,事实告诉我,他们玩得很溜。曾有个小学生用我们的套件做了一个类似中国传统皮影戏的‘双枪老太婆’,这个机器人会自己打鼓。”

    当初,叶琛放弃了国外研究所的工作,选择回国创业,就是因为他看好中国市场。很多人以为,机器人领域欧美国家比我们超前,但是叶琛认为,在STEM教育上,欧美国家实际上也刚起步,中国与世界是同步的。

    2008年,国内就已经有为创客服务的产品,到了2012年,这股潮流开始向大众、向学生普及。在政策的推动下,如今全国已经有1000多所学校开设了创客教育班,而这个数据,随着新高考改革,未来还会翻好几倍。

    “我觉得在STEM教育上,中国潜力更大,意识更超前。我们不是在追赶美国,而是和美国站在了同一个起跑线上。”叶琛说。

    00后有希望成为创新的一代

    学生们为了准备项目,磨练出了实践能力、解决问题的能力,而这些能力显然已不同于以往的应试教育。

    叶琛的观点,已经得到许多高中老师们的认可。

    就在本月,酷热的杭州白马湖边正在举办第32届全国青少年科技创新大赛。从1979年的“全国青少年科技作品展览”,到如今成为国内规模最大、层次最高、影响最广的青少年科技竞赛活动,大赛已经走过30多年。

    如今,大赛每年吸引着1000多万名青少年前来参赛。今年的规模再超以往:来自全国及全球20多个国家和地区约1500人参与,主办方中国科协共收到3000多个项目,经200多名专家初评,共有340项青少年科技创新项目和201项辅导员科技教育创新项目入围大赛终评。

    上海市七宝中学的带队老师高俊说,比起结果,他们更看中的是参与这个大赛的过程。学生们为了准备项目,磨练出了实践能力、解决问题的能力,而这些能力显然已不同于以往的应试教育。

    新高考政策出台后,一些高中老师有一种模糊的感觉:以后的学生,单纯想以裸考分数考上国内名校,估计会更难。带领学生参加各种各样的比赛,未来似乎会成为中学的常态。

    而这类STEM比赛,已经不同于可以刷题的奥数,它没有题目好刷,也没有标准答案,就连命题本身,都需要学生自己去提出、去发现。比如,在全国青少年科技创新大赛的答辩环节,专家需要对学生进行面试,就项目提出各种刁钻的问题。学生必须独自面对、临场应变。那是真正考察学生的综合素养,补课也补不了。

    如果有人留心就会发现,国内多所大学的招生网站上,已经或明或暗地写着,希望全国青少年科技创新大赛的获奖者前来报考学校。有些名校招生网页上则写明,这一类STEM比赛的获奖中学生,可以报名参加该校的暑期夏令营或实验班。国内高校预先招揽人才的企图不言自明。

    “大学的招生倾向、新高考的导向已经非常明显。00后说不定很有希望成为具有创新能力的一代。”一名培训老师说,“衡水中学的模式,在大城市未来会越走越艰难。”(记者 龚丹韵 实习生 白清怡)

【纠错】 [责任编辑: 梁鸿儒 ]

微信扫描二维码,关注新华网

热点推荐

扫一扫

扫一扫,分享手机新华网上海频道

Copyright © 2000- XINHUANET.com All Rights Reserved.

制作单位:新华网上海频道 版权所有:新华网上海频道

010070120010000000000000011123111365605071