AI 教育實踐從一場中小學機器人比賽說起

國家提倡在中小學普及人工智能教育，「以賽帶學」成為機器人機構布局人工智能教育的重要方式。

撰文 | 力琴

編輯 | 四月

「進球了！」

主持人話語剛落，比賽壓力便落在兩隊選手身上。「圖靈雄鷹」戰隊以進一球的優勢在 1 比 1 打平的情況下，將決賽推向高潮。

果不其然，這個進球給這支戰隊「加碼」30 分，在與「智迪四隊」的冠亞軍決鬥中，圖靈雄鷹這支戰隊的兩位選手以默契的配合最終獲得小學組的冠軍。小學冠軍中，一位來自三年級，9 歲，另一位來自五年級，11 歲。

12 月 1 日下午，一場激烈緊張的機器人版「足球小子」如火如荼進行中。

這場比賽來自 Robo Genius 2019 全球青少年機器人挑戰賽總決賽，由中國科學技術館主辦，優必選科技協辦。

總決賽賽項為綠茵小將，200 支來自全球 30 多個地方的參賽戰隊分為小學組和初中組兩個組別，參賽選手兩兩組隊，自行搭建改造機器人，操控機器人運動，通過抓取相應分數的積木、將球打至對方球門，以獲得得分。

1 比賽縮影：讓孩子學編程 不是為了當碼農

來自哈爾濱市初二在讀的陳辰和毛曉宇也兩兩組隊參與這場比賽，他們兩個既是隊友，也是好朋友。他們組建的戰隊在 8 強比賽中遇到強大的戰隊而無緣繼續，最終只能拿到前 16 強的成績。不過，他們並沒有因為這個結果灰心喪氣，而是保持相對理性的態度看待比賽結果。

擊敗他們的這隻戰隊名叫「圖靈傳奇」，後來獲得了亞軍。「對手太強大，他們搭建的機器人比我們好。」陳辰說。在比賽開始之前，參賽選手都要求自行搭建改造機器人，想要在比賽中保持機器人的優勢，並拿到很好的分數，靈活抓取能力的機械臂和耐推擋的機身顯得尤為重要。另外，比賽的機器人都要求重量不能超過 1.5 公斤，在規定範圍內設計一款可拿下戰局的機器人也是一道擺明參賽選手面前的「計算題」。

除了賽前自行搭建改造機器人，在賽場上，雙雙隊員需要制定「排兵布陣」策略。兩支對抗隊比賽中操控機器人運動，抓取相應分數的積木，運輸至規定地點；運球，將球打至對方球門，以獲得相應的積分，一比高下。比如，有的戰隊會采取「先下手為強」的辦法，將對方區域內的積木拋出來，讓對方「失分」。

「操控機器人手指要特別靈活。」第二次參加這類機器人比賽的毛曉宇分享了他的訣竅。從賽前準備工作、賽中謀略布局，整個比賽都在考驗兩隊選手的邏輯編程、操控技術、策略執行和團隊配合能力。

他們上初一時就開始接觸編程機器人，「毛曉宇比我晚一個月，他媽媽知道我在學習編程機器人，也跟著報名參加了。」陳辰說。對於他而言，學習編程機器人更多是興趣導向。

在周日下午的總決賽裡，機器之心遇到了陳辰的爸媽，他們跟隨參賽隊伍從哈爾濱一路趕到北京，為孩子加油打氣。在學習編程的路上，他的媽媽是陳辰最重要的支持者。以後會考慮讓兒子當程序員嗎？面對機器之心的提問，陳辰的媽媽會心一笑。「讓孩子學習編程，不是為了當程序員而做準備，孩子興趣愛好廣泛，會有更多的選擇。」

對於長大後的心願，陳辰告訴機器之心，他長大之後最大的願望是當一名偉大的科學家，發明創造有人格化的、為社會服務的機器人。至於未來人工智能是否會取代人，「人工智能不會取代人類，人工智能只是人類發明出的一項工具，只能為人類所服務」。

張老師是陳辰和毛曉宇所在隊伍的指導老師，他對此次比賽學生的表現表示滿意，「結果不重要，我們是過來學習的，學生可以在比賽中檢驗所學的知識」。

在這場比賽裡，很多機器人教育機構參與其中。張老師所在的機構——才梓愛智能參與這場賽事，通過他身穿的衣服顯示，這是一家由哈工大大數據集團人工智能課程中心主導的機器人教育機構。這家機構既面向哈爾濱市的中小學校普及人工智能基礎教育，又面向對機器人感興趣的學生家長提供一系列教學課程。

在參賽的隊伍中，有很多以「圖靈 XX」兩兩命名的戰隊，比如此次獲得小學組冠軍的「圖靈雄鷹」戰隊以及獲得初中組冠軍的「圖靈特戰」，均來自於河北保定圖靈科技。

2 AI教育怎麽學、怎麽比

隨著人工智能被寫入國策，AI、編程教育開始逐漸走入課堂和家庭, 並不斷向低齡延伸。張老師表示，現在學校從小學二年級就開始普及人工智能基礎教育知識，對於低齡段學生學習的重點在於感知什麽是 AI，再往上的學生會學習一些技術方面的知識。

優必選科技高級副總裁、產品及解決方案部負責人鍾永認為，人機共存的時代很快就會到來，為了讓現在的青少年在下一個 10 年、20 年更好地適應未來工作崗位的環境，AI 教育勢在必行。

AI 教育究竟怎麽學？

鍾永在接受採訪時表示，首先讓他們了解何為人工智能，從理論角度解釋機器學習、深度學習、算法等含義，對學生而言太抽象，更多通過生活中的點滴實例來解釋 AI；其次要向他們解釋與 AI 有關的具體影響因素有哪些，鼓勵他們將所學的知識與實際生活應用相結合；最後要讓孩子懂得 AI 時代的社會責任和倫理道德。

在兒童編程教育受追捧的當下，很多人會將孩子現在所學的編程與未來程序員形象畫上等號。在為何而學的討論中，碼農並不是最終目的。「我們讓孩子去學習編程，不是為了培養孩子掌握遍寫代碼的能力，讓他成為碼農。」

鍾永強調，「學編程不是為了學技能，中國不需要這麽多的編程人才。坦白講，隨著 AI 的發展速度，編代碼這個職業可能就消失了。但是編代碼這個職業消失了，不代表計算思維和編程的思維不存在。」他表示，希望學生可以從中學習計算思維、科學思維、團隊協作思維，鍛煉發現問題、解決問題的能力。

優必選將人工智能與機器人硬體相結合，推出一套集課程體系、硬體教具、教材、競賽活動、師培、AI 實驗室建設等多位一體的人工智能及機器人教育解決方案，以賽事為出口，推動青少年人工智能和機器人教育的普及。

教育機器人在 B 端市場非常火熱，例如大疆、優必選、商湯科技、小米、科大訊飛、工匠社、樂森機器人等紛紛推出具有教育屬性的機器人產品。相應的，以機器人競賽為主的賽事也較多，優必選、大疆、工匠社、能力風暴、Makeblock 等紛紛加碼或舉辦機器人競賽，如世界機器人大賽、大疆 RoboMaster 機器人大賽、Make X 機器人大賽等。

國內絕大部分的機器人比賽都會采取競技類比賽的方式，設定比賽目標，讓學生圍繞目標進行訓練與調整。國外與國內有所不同，鍾永談到，像美國、歐洲一些國家，在機器人比賽設置上會採用項目製比賽的形式，圍繞一個主題，選手動用所學的知識，分工協作，在規定的時間內解決問題。優必選沿著競技類比賽方向發展，以賽帶學，讓學生在參加編程機器人競技比賽過程中加深對人工智能的認識與了解。據鍾永透露，優必選將側重項目製比賽方向，明年與中央電教館合作推出項目製教學的人工智能賽項。

3 AI 師資缺口仍需補齊

從《新一代人工智能發展規劃》頒布至今已有兩年時間。規劃指出，在中小學階段設置人工智能相關課程，逐步推廣編程教育，鼓勵社會力量參與寓教於樂的編程教學軟體、遊戲的開發和推廣，此外也支持開展人工智能競賽，鼓勵進行形式多樣的人工智能科普創作。

在 AI 教育普及這條路上，仍有許多問題尚未解決。鍾永談到，最為突出的是師資供給問題。「很多老師是科學老師，且大多是沒有教過 AI 的老師，怎麽去教好 AI 這門課程，對他們而言是一個很大的挑戰。」在推廣的過程中如何調動學生的積極性、老師的積極性、學校的積極性，尤為關鍵。

教育作為優必選的重要業務線，據鍾永向機器之心透露，目前優必選教育業務團隊規模有近 700 人，其中有將近 400 人負責教育運營和師資培訓。優必選的教研教材團隊由一線教學老師、技術人員以及師范大學教授等組成。

除師資供給問題外，課程如何制定也是一大難題。鍾永談到，在中國做教育課程要遵循一定的課程標準，而現在國家對人工智能的課標和相關的標準仍在制定過程中。在標準未確定之前，如何設定合理的課程，存在較大不確定因素。

中國之外，AI 教育在其他國家也得到重視。現在各國都將人工智能納入國家戰略層面，AI 教育也提倡從青少年抓起。錯過工業革命時代機會的非洲國家也開始重視人工智能時代迎來的新機會，此前優必選曾向阿聯酋出口 25 億元 AI 教育項目。在人工智能時代浪潮之下，處於探索期的 AI 教育普及依然面臨許多變數。

（應受訪者要求，陳辰和毛曉宇為化名）