机器人编程“跨国对抗赛”给你看看中国和日本STEM教育的不同-少儿编程教育网

在机器人比赛领域,RoboCup 是全球影响力最大的赛事之一。2017 年 7 月末,RoboCup 在创立二十年后再次回到了出生地名古屋。与此前相比,除足球、智能家庭、工业机器人等项目外,此次 比赛首次加入了针对 12 岁以下学生的比赛“KOOV Challenge”。以 Sony 的教育机器人 KOOV 为载体,来自中国和日本的参赛选手们进行了一场“机器人对抗赛”。

可以说,日本是最重视机器人技术的国家之一。目前,其工业机器人的应用量占全球的 50% 以上。在 2015 公布的《机器人新战略》中,日本政府提出要成为世界第一机器人应用国家的目标。在此次比赛中为低龄儿童设置比赛,无疑有着加强机器人人才培养的用意。

不同于国内的机器人大赛,这一以 Sony 为主导的比赛并无太多功利性元素。而中国与日本的比赛选手所展现出的不同特色,则让人明显感受到两国少儿编程教育的“风格差异”。

日本:不以“竞技”为主的机器人比赛

竞赛与产品售卖相结合已成为教育机器人产品的“标准模式”,早已不再新鲜。但与国内常见的机器人大赛不同的是,KOOV Challenge 本身并未寻求与升学等功利性内容挂钩。对内容的评分要求也体现了这一点,根据要求,评委从技术性、设计性和原创性三个方面来为选手的机器人打分。国内比赛所看重的技术、功能完成度等,只占评分权重的三分之一。

比赛分为个人赛和团体赛两种形式,其中个人赛的题目名为“神奇的动物”,选手被要求拼搭一个动物机器人,并利用电子器件和编程功能使机器人的动作展现该动物的特征。与通常所见的机器人“走迷宫”、“爬楼梯”等常规比赛不同,这一项目没有特定的任务目标,也不要求现场拼搭,选手的主要任务是讲解并展示自己的作品。

一位日本选手所制作的蝎子机器人,它能够会自动前进并使用钳子和尾巴进行攻击眼前的敌人:

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另一个鲜明的特点,则是展示过程中主持人会要求另一国家的参赛选手对作品进行简单点评。赛事的形式更像是一个以交流为目的的“机器人茶话会”。

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团队赛则终于有了些竞技的元素。在比赛开始前,场地上已有一套自动化搬运装置的雏形,需要补充好其中缺少的四个连接装置才能使其完整。参赛选手的任务是以三人为小组,在四个所缺装置中任选其一,在八十分钟内完成设计、拼搭、编程和调试的工作。评价标准则包括完成度、逻辑性、团队合作和娱乐性。

带队前来日本参赛的好未来摩比编程项目负责人王海涛表示,相比于国内比赛在赛前完成设计制作和编程,比赛中只进行微调的赛事设置,KOOV Challenge 要求现场拼搭、编程的方式更加合理,尽管题目难度不高,对选手能力与团队合作的挑战却更大。

在王海涛看来,儿童对编程的掌握可以分为三个阶段:

  • 面对已经完成的代码,能够读懂并进行调试;
  • 无法将需求拆分为任务步骤,但在面对明确的任务步骤时能通过编程解决问题;
  • 能够有效理解需求,将其拆分为逻辑明确的步骤并加以解决;

“这样的比赛设置,至少要求学生达到第二个层面,这也是在我们的教学体系中二、三年级学生应该掌握的。”王海涛说,“国内的一部分比赛,连电脑都是选手自带,很容易让人质疑程序究竟是否是学生本人编的。”

中国 VS 日本, STEM 的“文理之争”?

尽管已有多个机器人赛事能够让不同国家的学生同场竞技,但以 6-12 岁低龄学生为目标的国际性比赛仍然不算多见。在这场“难得”的中日对抗赛中,年龄相似的两国学生展现出了完全不同的风格。中国学生有着更好的编程能力,日本学生则对设计与外观更为注重。在编程机器人这一素质教育项目上,中国和日本似乎有些“文理偏科”。

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例如在个人赛中,一位日本选手提交了一件模仿羊驼的机器人作品。在功能上,这个“机器人”仅能做出低头、摇尾巴等简单的动作,其代码可能不会超过五行。但以毛绒材料制作的漂亮造型让现场观众留下了深刻的印象和颇高的设计得分。

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中国选手的作品则无疑更注重对代码的运用。个人赛得分最高的作品之一“天马”,能够在煽动翅膀的同时播放利用代码实现的“音乐”,翅膀的煽动节奏甚至可以随着音乐而变化。在程序的难度上,这一作品比大部分日本选手的机器人高出数倍。

几乎所有来自国内机构的带队老师都认为中国学生在编程能力和技巧上有明显的优势,但在审美、造型、创意和材料运用上,中国选手还存在着差距。“龙、虎等选题有不少重复的现象,我们的孩子能实现很炫的功能,但在创造性思维上确实不如国外的孩子更放得开。”一位老师说道。

“不只是和日本,中国孩子与全世界相比都有类似的现象。”王海涛表示,“在公开的 Scratch 作品里可以看到,外国孩子写程序很多时候就是为了去完成作品的一个小功能,重要的是创意和外观造型。很多时候他们的程序只有几行,而中国孩子能够写出很复杂的逻辑。”

中国团队比赛中的编程界面:

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在团队赛中,这一“区别”体现得更加明显。同样是仅接触 KOOV 机器人一至三个月的小学生,中国的几支团队能够在三十到四十分钟内完成拼搭并写出相对复杂的程序。在同样的时间内,日本团队的代码框内往往仅有二至三行,甚至有在比赛最后二十分钟才开始编程的案例。从编程能力的角度来看,参赛的中国学生明显要强势得多。

另一个明显的差异则是参加比赛的目的。在日本,与编程、机器人相关的少儿比赛并不多见,在十余年的“宽松教育”政策下,日本的小学生们对比赛似乎也并未表现出太大的求胜心理,反而是在公共场合展示自己的作品为他们带来了成就感。而中国的学生和家长几乎是下意识的以获得高分为目的。例如在比赛的间歇,一位家长曾对孩子反复强调裁判评分的三个要素;因团队赛作品设计过于复杂而没能完成,几位中国学生伤心到“泪洒赛场”。

“这是一种思维惯性。”一位中国老师评价道,“投入了金钱、时间与精力,家长们追求一些显性的结果其实也很正常。”

这样的“显性结果”甚至也不局限于成绩。在个人赛的陈述作品与点评他人环节,日本的小学生们显得并不适应比赛的正式氛围,在话筒与关注面前出现了磕巴、停顿等表达困难的问题,阐述的内容也十分简单。与之相对,一位来自中国的小男孩表现得颇为亮眼,不论是自我阐述还是点评他人,他都给人以“能说会道”的感觉。对此,陪同前来的家长也表现得颇为满意。

但是,这样的“反差”也未得到所有人的正面评价。一位从事教育行业多年的现场观众对表示:“面对镜头的从容、自信当然是好的,但转念一想,日本小孩们那些害羞、胆怯和语无伦次,不正是这个年龄段的孩子们应该有的正常现象吗?我们习惯性的让孩子们‘早熟’,但其实没人知道这究竟是好是坏。”

对此,在摩比思维馆有着多年经验的王海涛评论道:“在整个教育大环境都在应试的情况下,素质类的项目也无法免俗。市场所追求的‘功利性’短时间内或许无法改变。”

而从中日两国的角度来说,不同倾向所导致的结果则只能说“各有优劣”了。

索尼 Koov 如何搅动机器人编程?

抛开比赛本身,作为比赛组织方的 Sony 同样值得关注。2015 年设立教育子公司,2016 年举办覆盖多国的线上数学挑战赛,2017 年将教育机器人 KOOV 正式推向市场。在短短几年间,其教育业务已有了不小的进展。与其它宣布进军教育却动作寥寥的巨头相比,Sony 对教育相当“认真”。身为索尼中国总裁的高桥洋专程赶到日本名古屋出席比赛,也可以看出 Sony 高层的重视。

目前为止,教育机器人 KOOV 已上市五个月的时间,在国内也与多家 STEM、素质教育类机构达成了合作。王海涛告诉我们,摩比思维馆之所以会将 KOOV 纳入课程体系,看重的是其产品在拼插和编程上的灵活性。

带有 LED 灯泡的功能件(左)和普通零件(右):

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“ KOOV 的机械件和结构件外形是一致的,例如带 LED 灯的零件与一般零件。”王海涛说,“这给编程和外观的设计带来了更多灵活性。从编程学习的角度说,它的可扩展性也要高一些。”

而擅长课程研发的橙旭园 CEO 陈斌则表示,尽管许多发展时间更长的产品有更丰富的内容积累,但在体系化和标准化方面却问题颇多。“大量机构都是拿着已有的课程再改一改就去上课了,非常混乱。” 陈斌说,“ 所以我想这样一个新产品,可能在课程和内容上反而有机会弯道超车。”目前,橙旭园正在与 Sony 合作进行课程的开发。

而来自全国各地的线下机构运营者则告诉我们,在目前机器人教育机构大量出现的时间点,机构已面临着不小的竞争。选择一款新推出的产品,是其寻求差异化的途径之一。尽管不同机构所看重的价值不尽相同,但作为新兵的 KOOV,已经在这块并不算”新“的赛道上掀起了一些风浪。

“下一步,我们会与大学、研究机构和商业机构合作,共同研发出一套合适的体系与更多的课程。”索尼中国教育事业部部长赵威告诉我们,“不管是培训机构还是公立学校,他们需要的不仅是一套产品,而是一套完整的解决方案。在课程体系上,KOOV 会不断补强。”

而负责中国业务的总经理张诚则说:“中国有一万家素质类培训机构,以及对 STEM 越来越重视的公立学校体系。我们还有很大的空间。”