「学编程不为当码农」AI 教育实践从一场中小学机器人比赛说起

「学编程不为当码农」AI 教育实践从一场中小学机器人比赛说起

国家提倡在中小学普及人工智能教育,「以赛带学」成为机器人机构布局人工智能教育的重要方式。

撰文 | 力琴

编辑 | 四月

「进球了!」

主持人话语刚落,比赛压力便落在两队选手身上。「图灵雄鹰」战队以进一球的优势在 1 比 1 打平的情况下,将决赛推向高潮。

果不其然,这个进球给这支战队「加码」30 分,在与「智迪四队」的冠亚军决斗中,图灵雄鹰这支战队的两位选手以默契的配合最终获得小学组的冠军。小学冠军中,一位来自三年级,9 岁,另一位来自五年级,11 岁。

12 月 1 日下午,一场激烈紧张的机器人版「足球小子」如火如荼进行中。

「学编程不为当码农」AI 教育实践从一场中小学机器人比赛说起


这场比赛来自 Robo Genius 2019 全球青少年机器人挑战赛总决赛,由中国科学技术馆主办,优必选科技协办。

总决赛赛项为绿茵小将,200 支来自全球 30 多个地方的参赛战队分为小学组和初中组两个组别,参赛选手两两组队,自行搭建改造机器人,操控机器人运动,通过抓取相应分数的积木、将球打至对方球门,以获得得分。

1 比赛缩影:让孩子学编程 不是为了当码农

来自哈尔滨市初二在读的陈辰和毛晓宇也两两组队参与这场比赛,他们两个既是队友,也是好朋友。他们组建的战队在 8 强比赛中遇到强大的战队而无缘继续,最终只能拿到前 16 强的成绩。不过,他们并没有因为这个结果灰心丧气,而是保持相对理性的态度看待比赛结果。

击败他们的这只战队名叫「图灵传奇」,后来获得了亚军。「对手太强大,他们搭建的机器人比我们好。」陈辰说。在比赛开始之前,参赛选手都要求自行搭建改造机器人,想要在比赛中保持机器人的优势,并拿到很好的分数,灵活抓取能力的机械臂和耐推挡的机身显得尤为重要。另外,比赛的机器人都要求重量不能超过 1.5 公斤,在规定范围内设计一款可拿下战局的机器人也是一道摆明参赛选手面前的「计算题」。

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除了赛前自行搭建改造机器人,在赛场上,双双队员需要制定「排兵布阵」策略。两支对抗队比赛中操控机器人运动,抓取相应分数的积木,运输至规定地点;运球,将球打至对方球门,以获得相应的积分,一比高下。比如,有的战队会采取「先下手为强」的办法,将对方区域内的积木抛出来,让对方「失分」。

「操控机器人手指要特别灵活。」第二次参加这类机器人比赛的毛晓宇分享了他的诀窍。从赛前准备工作、赛中谋略布局,整个比赛都在考验两队选手的逻辑编程、操控技术、策略执行和团队配合能力。

他们上初一时就开始接触编程机器人,「毛晓宇比我晚一个月,他妈妈知道我在学习编程机器人,也跟着报名参加了。」陈辰说。对于他而言,学习编程机器人更多是兴趣导向。

在周日下午的总决赛里,机器之心遇到了陈辰的爸妈,他们跟随参赛队伍从哈尔滨一路赶到北京,为孩子加油打气。在学习编程的路上,他的妈妈是陈辰最重要的支持者。以后会考虑让儿子当程序员吗?面对机器之心的提问,陈辰的妈妈会心一笑。「让孩子学习编程,不是为了当程序员而做准备,孩子兴趣爱好广泛,会有更多的选择。」

对于长大后的心愿,陈辰告诉机器之心,他长大之后最大的愿望是当一名伟大的科学家,发明创造有人格化的、为社会服务的机器人。至于未来人工智能是否会取代人,「人工智能不会取代人类,人工智能只是人类发明出的一项工具,只能为人类所服务」。

张老师是陈辰和毛晓宇所在队伍的指导老师,他对此次比赛学生的表现表示满意,「结果不重要,我们是过来学习的,学生可以在比赛中检验所学的知识」。

在这场比赛里,很多机器人教育机构参与其中。张老师所在的机构——才梓爱智能参与这场赛事,通过他身穿的衣服显示,这是一家由哈工大大数据集团人工智能课程中心主导的机器人教育机构。这家机构既面向哈尔滨市的中小学校普及人工智能基础教育,又面向对机器人感兴趣的学生家长提供一系列教学课程。

在参赛的队伍中,有很多以「图灵 XX」两两命名的战队,比如此次获得小学组冠军的「图灵雄鹰」战队以及获得初中组冠军的「图灵特战」,均来自于河北保定图灵科技。

2 AI教育怎么学、怎么比

随着人工智能被写入国策,AI、编程教育开始逐渐走入课堂和家庭, 并不断向低龄延伸。张老师表示,现在学校从小学二年级就开始普及人工智能基础教育知识,对于低龄段学生学习的重点在于感知什么是 AI,再往上的学生会学习一些技术方面的知识。

优必选科技高级副总裁、产品及解决方案部负责人钟永认为,人机共存的时代很快就会到来,为了让现在的青少年在下一个 10 年、20 年更好地适应未来工作岗位的环境,AI 教育势在必行。

AI 教育究竟怎么学?

钟永在接受采访时表示,首先让他们了解何为人工智能,从理论角度解释机器学习深度学习、算法等含义,对学生而言太抽象,更多通过生活中的点滴实例来解释 AI;其次要向他们解释与 AI 有关的具体影响因素有哪些,鼓励他们将所学的知识与实际生活应用相结合;最后要让孩子懂得 AI 时代的社会责任和伦理道德。

在儿童编程教育受追捧的当下,很多人会将孩子现在所学的编程与未来程序员形象画上等号。在为何而学的讨论中,码农并不是最终目的。「我们让孩子去学习编程,不是为了培养孩子掌握遍写代码的能力,让他成为码农。」

钟永强调,「学编程不是为了学技能,中国不需要这么多的编程人才。坦白讲,随着 AI 的发展速度,编代码这个职业可能就消失了。但是编代码这个职业消失了,不代表计算思维和编程的思维不存在。」他表示,希望学生可以从中学习计算思维、科学思维、团队协作思维,锻炼发现问题、解决问题的能力。

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优必选将人工智能与机器人硬件相结合,推出一套集课程体系、硬件教具、教材、竞赛活动、师培、AI 实验室建设等多位一体的人工智能及机器人教育解决方案,以赛事为出口,推动青少年人工智能和机器人教育的普及。

教育机器人在 B 端市场非常火热,例如大疆、优必选、商汤科技小米科大讯飞、工匠社、乐森机器人等纷纷推出具有教育属性的机器人产品。相应的,以机器人竞赛为主的赛事也较多,优必选、大疆、工匠社、能力风暴、Makeblock 等纷纷加码或举办机器人竞赛,如世界机器人大赛、大疆 RoboMaster 机器人大赛、Make X 机器人大赛等。

国内绝大部分的机器人比赛都会采取竞技类比赛的方式,设定比赛目标,让学生围绕目标进行训练与调整。国外与国内有所不同,钟永谈到,像美国、欧洲一些国家,在机器人比赛设置上会采用项目制比赛的形式,围绕一个主题,选手动用所学的知识,分工协作,在规定的时间内解决问题。优必选沿着竞技类比赛方向发展,以赛带学,让学生在参加编程机器人竞技比赛过程中加深对人工智能的认识与了解。据钟永透露,优必选将侧重项目制比赛方向,明年与中央电教馆合作推出项目制教学的人工智能赛项。

3 AI 师资缺口仍需补齐

从《新一代人工智能发展规划》出台至今已有两年时间。规划指出,在中小学阶段设置人工智能相关课程,逐步推广编程教育,鼓励社会力量参与寓教于乐的编程教学软件、游戏的开发和推广,此外也支持开展人工智能竞赛,鼓励进行形式多样的人工智能科普创作。

在 AI 教育普及这条路上,仍有许多问题尚未解决。钟永谈到,最为突出的是师资供给问题。「很多老师是科学老师,且大多是没有教过 AI 的老师,怎么去教好 AI 这门课程,对他们而言是一个很大的挑战。」在推广的过程中如何调动学生的积极性、老师的积极性、学校的积极性,尤为关键。

教育作为优必选的重要业务线,据钟永向机器之心透露,目前优必选教育业务团队规模有近 700 人,其中有将近 400 人负责教育运营和师资培训。优必选的教研教材团队由一线教学老师、技术人员以及师范大学教授等组成。

除师资供给问题外,课程如何制定也是一大难题。钟永谈到,在中国做教育课程要遵循一定的课程标准,而现在国家对人工智能的课标和相关的标准仍在制定过程中。在标准未确定之前,如何设定合理的课程,存在较大不确定因素。

中国之外,AI 教育在其他国家也得到重视。现在各国都将人工智能纳入国家战略层面,AI 教育也提倡从青少年抓起。错过工业革命时代机会的非洲国家也开始重视人工智能时代迎来的新机会,此前优必选曾向阿联酋出口 25 亿元 AI 教育项目。在人工智能时代浪潮之下,处于探索期的 AI 教育普及依然面临许多变数。

(应受访者要求,陈辰和毛晓宇为化名)

产业智能教育计算机科学代码编程语言
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商汤科技机构

作为全球领先的人工智能平台公司,商汤科技SenseTime是中国科技部指定的“智能视觉”国家新一代人工智能开放创新平台。同时,商汤科技也是全球总融资额及估值最高的人工智能创新企业。 商汤科技以“坚持原创,让AI引领人类进步”为愿景。公司自主研发并建立了全球顶级的深度学习平台和超算中心,推出了一系列领先的人工智能技术,包括:人脸识别、图像识别、文本识别、医疗影像识别、视频分析、无人驾驶和遥感等。商汤科技已成为亚洲最大的AI算法提供商。 商汤科技在多个垂直领域的市场占有率位居首位,业务涵盖智能手机、互联网娱乐、汽车、智慧城市、以及教育、医疗、零售、广告、金融、地产等多个行业。目前,商汤科技已与国内外700多家世界知名的企业和机构建立合作,包括本田、SNOW、阿里巴巴、苏宁、中国移动、OPPO、vivo、小米、微博、万科、融创等。

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科大讯飞机构

科大讯飞股份有限公司成立于1999年,是亚太地区知名的智能语音和人工智能上市企业。自成立以来,长期从事语音及语言、自然语言理解、机器学习推理及自主学习等核心技术研究并保持了国际前沿技术水平;积极推动人工智能产品研发和行业应用落地,致力让机器“能听会说,能理解会思考”,用人工智能建设美好世界。2008年,公司在深圳证券交易所挂牌上市(股票代码:002230)。

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优必选科技机构

深圳市优必选科技股份有限公司成立于2012年3月,是全球领先的人工智能和人形机器人研发、制造和销售为一体的高科技创新企业,公司秉承着“让智能机器人走进千家万户”的使命,专注于人工智能及机器人核心技术的应用型研发、前瞻性研发与商业化落地,同时提供人工智能教育、智慧零售、智慧园区/校园安防等行业解决方案。以智能服务机器人为载体,将“AI+”赋能各行业,为客户提供一站式服务,致力于打造“硬件+软件+服务+内容”的智能服务生态圈。

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