編者按:本文來(lái)源于硅谷洞察,作者Yaling Hou,創(chuàng)業(yè)邦經(jīng)授權(quán)轉(zhuǎn)載。
大疆作為一個(gè)無(wú)人機(jī)品牌,可能已經(jīng)無(wú)人不知,無(wú)人不曉了吧。但是,你知道大疆已經(jīng)涉足教育機(jī)器人領(lǐng)域了嗎?
繼去年大疆推出首款教育機(jī)器人機(jī)甲大師S1后,今年3月,大疆教育又推出了第二款教育機(jī)器人RoboMaster EP。這款新的教育機(jī)器人,配備更加強(qiáng)大的硬件,可以滿足更多教學(xué)場(chǎng)景需求。學(xué)生可以使用Python編寫虛擬控件,設(shè)計(jì)交互界面等等。
看完大疆發(fā)布的產(chǎn)品宣傳片后,小探感覺(jué)好燃!這完全就是一套自帶炫技效果的智能機(jī)器車隊(duì)。
大疆RoboMaster EP產(chǎn)品宣傳片
通過(guò)麥克風(fēng)、攝像頭、傳感器、紅外接收器、機(jī)器抓等,EP 戰(zhàn)車擁有了“手臂”、“眼睛”和“皮膚”,可以輔助這輛智能機(jī)器車完成復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)、搬運(yùn)、識(shí)別“工作”。智能車上還能安裝樂(lè)高積木,實(shí)現(xiàn)個(gè)性化、自定義操作。
這個(gè)大玩具還支持Scratch 3.0或Python編程語(yǔ)言,開(kāi)放官方SDK(Software Development Kit, 軟件開(kāi)發(fā)工具包的集合),兼容樹(shù)莓派(硬件處理器,以促進(jìn)學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)教育而聞名)等50多個(gè)編程傳感器模塊和拓展接口。
編程玩具的目標(biāo)是培養(yǎng)孩子的創(chuàng)新能力。已推入市場(chǎng)的編程玩具不在少數(shù)。但類似大疆RoboMaster EP這類自帶高科技元素的編程教育產(chǎn)品還是鳳毛麟角。
目前市面上的編程玩具主要分為學(xué)術(shù)型編程玩具、認(rèn)知型編程玩具和機(jī)器人編程玩具,也有人總結(jié)的更為具象:棋盤式編程玩具,圖形化編程玩具、機(jī)器人編程玩具。
1.棋盤類編程玩具。使用有界線范圍的棋盤、地圖為載體,通過(guò)不同棋牌上的指令,達(dá)到最終目標(biāo)。寓教于樂(lè)、“動(dòng)手學(xué)習(xí)”鍛煉孩子的邏輯思維。價(jià)格親民,性價(jià)比高。
(ThinkFun Code Master玩具,“棋盤”上鍛煉編程思維)
2.圖形化編程玩具。需要借助電腦或平板以及道具一起,通過(guò)排列組合不同指令,指揮游戲中的角色按孩子的想法活動(dòng)。需要硬件配合一起“玩”游戲。
(Osmo編程玩具利用電腦或平板支持道具指令,電腦上顯示操作效果)
3.機(jī)器人編程玩具。作為少兒編程玩具中最為昂貴的產(chǎn)品,機(jī)器人編程玩具結(jié)合了棋盤、圖形化編程玩具的特點(diǎn),需要孩子們進(jìn)行零部件組裝、電腦編程、遙感操控、自定義運(yùn)動(dòng)等一系列操作,來(lái)場(chǎng)小工程師初體驗(yàn)。
(樂(lè)高M(jìn)indstorms系列編程玩具之一的Boost編程玩具機(jī)器人)
機(jī)器人編程玩具的前世今生
說(shuō)到與教育結(jié)合的機(jī)器人編程玩具,就不能不提樂(lè)高,特別是樂(lè)高的Mindstorms系列編程玩具。
樂(lè)高公司(LEGO)是全球最大的玩具制造公司之一,也是國(guó)際知名的家族企業(yè),成立于1932年,總部位于丹麥比隆。
70年代末,樂(lè)高創(chuàng)始人克里斯滕森的孫子克伊爾(Kjeld Kirk Kristiansen)上任,完成了兩次樂(lè)高歷史上里程碑式的跨越,這兩次飛躍奠定了樂(lè)高在玩具界的大佬地位:一是打造影視主題的樂(lè)高玩具和樂(lè)高樂(lè)園,二是1980年,樂(lè)高成立樂(lè)高教育 (LEGO Education),并于后來(lái)與MIT媒體實(shí)驗(yàn)室(MIT Media Lab)合作推出寓教于樂(lè)的樂(lè)高編程玩具。
MIT媒體實(shí)驗(yàn)室的重量級(jí)人物西摩爾·派普特(Seymour Papert)研發(fā)出一套為兒童設(shè)計(jì)的編程語(yǔ)言LOGO,既當(dāng)下少兒編程軟件中使用最廣的編程語(yǔ)言——Scratch的前身。
1984年,時(shí)任樂(lè)高CEO的克伊爾(Kjeld Kirk Kristiansen)和其他三名高管在電視上看到孩子們饒有興趣的使用LOGO語(yǔ)言編寫的機(jī)器人玩具畫畫時(shí),他驚呆了??艘翣柮翡J的察覺(jué)到,如果可以發(fā)明出輕巧的、適合在樂(lè)高玩具里安裝的編程裝置,樂(lè)高玩具可以成為兒童編程教育的利器——還是孩子們喜愛(ài)的樂(lè)高積木,小小玩具卻能有一顆強(qiáng)大的電子心臟。這樣樂(lè)高就不只是拼搭類玩具,還能成為更具創(chuàng)新實(shí)力的“高科技”教育類玩具,緊跟時(shí)代發(fā)展。
他迫不及待飛到MIT找到派普特,將自己的想法與派普特團(tuán)隊(duì)交流,雙方一拍即合。克伊爾出資創(chuàng)立樂(lè)高媒體實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目,并用派普特曾出版的Mindstorms一書命名樂(lè)高編程系列玩具,表達(dá)對(duì)派普特的敬意。
而派普特團(tuán)隊(duì)也是非常敬業(yè)和投入。兩年后,他們就宣布媒體實(shí)驗(yàn)室誕生了樂(lè)高編程玩具的首枚“電子心”——像電腦一樣,具有強(qiáng)大編程能力的一整塊程序積木(fully programmable brick)。它又輕又小,能夠裝在同樣由塑料組成的樂(lè)高玩具上。
不過(guò),克伊爾和他的祖父——樂(lè)高創(chuàng)始人克里斯滕森(Ole Kirk Christenson)一樣,追求精益求精。10年“打磨”后,公司于1998年才開(kāi)始對(duì)外銷售裝有Mindstorms 1.0程序積木的樂(lè)高編程玩具。
(樂(lè)高第一代Mindstorms 1.0)
如今,樂(lè)高M(jìn)indstorms系列已經(jīng)出品至第三代機(jī)器人,機(jī)器人可以跳舞、彈吉他,孩子們可以打造數(shù)字時(shí)鐘、糖果機(jī)等等。
(樂(lè)高M(jìn)indstorms系列)
2017年樂(lè)高教育推出Boost系列編程玩具。Boost系列是更適合孩子“玩”的玩具。孩子們需要自己拼裝玩偶、裝入傳感器,在電腦和平板上進(jìn)行可視化編程——拖動(dòng)行為指令條,嘗試不同排列組合,來(lái)操控他們的玩偶做出不同的動(dòng)作,培養(yǎng)編程思維。
(樂(lè)高Boost系列)
2019年,EV3系列與Python結(jié)合推出MicroPython程序,只需將 EV3 MicroPython image 安裝到任何微型 SD卡上,并從卡中啟動(dòng) EV3 程序塊,即可開(kāi)始編程,來(lái)實(shí)現(xiàn)控制玩偶進(jìn)行不同運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)。
(樂(lè)高EV3 Python編程玩具)
樂(lè)高編程玩具背后的理念,是在動(dòng)手動(dòng)腦的過(guò)程中,孩子們可以用“玩”來(lái)“學(xué)”,在“做”中“學(xué)”。這也是LOGO語(yǔ)言創(chuàng)始人、樂(lè)高編程玩具研發(fā)者派普特一直以來(lái)推崇和倡導(dǎo)的學(xué)習(xí)方式。由淺入深、循序漸進(jìn)、再深入淺出。
少兒編程玩具背后的邏輯
僅30年前,編程對(duì)于普通人來(lái)說(shuō)還是一項(xiàng)陌生的技能。而在不遠(yuǎn)的未來(lái),掌握一門編程語(yǔ)言,也許就掌握了一項(xiàng)基本的生存技能。
企業(yè)評(píng)估網(wǎng)站Glassdoor 于2016年發(fā)布的統(tǒng)計(jì)報(bào)告評(píng)選出了25個(gè)最佳職業(yè),其中科技公司軟件工程師相關(guān)崗位就占了8個(gè)。編程能力已被貼上“高薪工作”的標(biāo)簽。
未來(lái)10年、15年甚至更久,在人工智能、互聯(lián)網(wǎng)、5G、大數(shù)據(jù)科技發(fā)展浪潮下,企業(yè)及社會(huì)需要大量的互聯(lián)網(wǎng)科技人才。計(jì)算機(jī)編程相關(guān)的工作機(jī)會(huì)也將在2026年持續(xù)增長(zhǎng)至少11%。而與此相反的,在科技取代人工的社會(huì)發(fā)展“車輪下”,有三分之一的工作崗位可能會(huì)永遠(yuǎn)消失。
因此中美兩國(guó)都逐漸重視編程教育并開(kāi)始向低齡化滲透。
2016年,美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬向中小學(xué)生倡議:“別玩手機(jī)、去學(xué)編程”。為了為未來(lái)美國(guó)科技發(fā)展做人才儲(chǔ)備,奧巴馬政府投入40億美元作為項(xiàng)目基金,外加1億美金直接投入大學(xué)前基礎(chǔ)教育(K-12)的編程課程建設(shè)。
聚焦國(guó)內(nèi),我們的小學(xué)生們也要開(kāi)始學(xué)習(xí)編程了。
2017年年底,山東省最新出版的小學(xué)信息技術(shù)六年級(jí)教材中,編入了這幾年最火的編程語(yǔ)言——Python的入門基礎(chǔ)課程。
此外,浙江、北京等省市也確定將Python的編程基礎(chǔ)知識(shí)納入高考考試范圍;計(jì)算機(jī)二級(jí)考試也加入了Python的考試內(nèi)容。
澎湃新聞曾采訪過(guò)前百度首席科學(xué)家吳恩達(dá),就普通人學(xué)習(xí)編程的必要性進(jìn)行了探究。他認(rèn)為每個(gè)人都應(yīng)該學(xué)會(huì)編程,尤其是隨著人工智能發(fā)展,人類與機(jī)器的交流變得越來(lái)越重要,編程能力將在可以預(yù)見(jiàn)的未來(lái)成為人機(jī)交流的基礎(chǔ)。
有專家甚至認(rèn)為,編程就像學(xué)習(xí)寫字一樣,5-11歲,也有人說(shuō)是7-18歲,是學(xué)習(xí)編程語(yǔ)言的黃金年齡。
那么少兒編程和專業(yè)編程有無(wú)差別,對(duì)培養(yǎng)孩子們的編程思維有何幫助呢?
其實(shí)少兒編程并不拘泥于某一種編程語(yǔ)言,甚至不一定會(huì)使用到編程語(yǔ)言。少兒編程是通常是通過(guò)符號(hào)、圖形圖像、線路圖等可視“語(yǔ)言”系統(tǒng)來(lái)培養(yǎng)兒童的編程邏輯。
正如深圳大學(xué)副研究員陳飛指出,與其說(shuō)是學(xué)編程語(yǔ)言,不如說(shuō)培養(yǎng)孩子發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力?!靶〉阶鰯?shù)學(xué)應(yīng)用題,大到做職業(yè)生涯規(guī)劃,都涉及到編程思維,”陳飛說(shuō)。
從不斷試錯(cuò)、思考解決辦法到攻克問(wèn)題的過(guò)程中,孩子的創(chuàng)造力、自信心、溝通能力以及批判性思維都會(huì)得到鍛煉。
此外,編程邏輯訓(xùn)練中一些軟實(shí)力的培養(yǎng),如全局觀、專注力、條理性和耐挫力,對(duì)孩子的成長(zhǎng)乃至對(duì)其一生的發(fā)展都十分有益。
更意外的是,學(xué)習(xí)編程甚至還可以提高孩子的寫作能力。因?yàn)榫幊膛c寫作一樣,要用最精準(zhǔn)的語(yǔ)言將腦中的想法呈現(xiàn)。一些故事類的編程項(xiàng)目,可以培養(yǎng)孩子講故事的能力,講好一個(gè)故事的能力在以傳遞信息為主的時(shí)代,是幾乎任何領(lǐng)域都需要的能力。
編程玩具存在明顯的性別區(qū)隔
但是,小探也發(fā)現(xiàn),在編程玩具的設(shè)計(jì)中,也存在明顯的性別區(qū)隔。
開(kāi)發(fā)、組裝、編程、機(jī)器人…… 這些詞匯聽(tīng)起來(lái)似乎更像是屬于男孩子們的保留“節(jié)目”。這種刻板印象和偏見(jiàn),同樣在開(kāi)發(fā)者眼中存在。比如,使用LOGO語(yǔ)言程序的機(jī)器人玩具據(jù)說(shuō)一開(kāi)始就是為男孩設(shè)計(jì)的,市場(chǎng)投放也是只針對(duì)男童。后來(lái)才慢慢取消性別區(qū)分和標(biāo)簽,統(tǒng)一化為少兒編程玩具。
那么面向兒童的編程玩具有性別之分嗎?這種性別差異,在編程玩具的設(shè)計(jì)上又有哪些體現(xiàn),又會(huì)造成怎樣的影響呢?
基于對(duì)上述問(wèn)題的思考,小探?jīng)Q定查遍少兒編程玩具來(lái)一探究竟。
有意思的是,在眾多推薦編程玩具的博文中,幾乎沒(méi)有貼著“男孩編程玩具“標(biāo)簽的文章,倒是有不少打著“適合女孩玩的編程玩具”口號(hào)的產(chǎn)品推薦。
小探觀察到,推薦給女孩的編程玩具,基本上可以被分為以下三類:
1.以生活場(chǎng)景為背景,娃娃為玩具主角
與編程玩具傳統(tǒng)主角機(jī)器人玩偶不同,推薦給女孩使用的編程玩具,很多是以芭比娃娃類型的玩偶為主人公,游戲場(chǎng)景也更貼近日常生活的編程玩具,如執(zhí)行喝下午茶、去購(gòu)物、朋友家做客等指令。
2.拼接類為主
推薦給女孩的編程玩具,多是以不同組合拼接方式產(chǎn)生不同效果的“編程思維”培養(yǎng)型玩具。如,拼接后裝入LED燈,燈的顏色會(huì)改變;裝入電扇,小電扇工作旋轉(zhuǎn)等
3.電子類配件類
與機(jī)器人編程玩具不同,電子元件少,地圖、棋牌、路徑通關(guān)的邏輯訓(xùn)練型玩具多會(huì)推薦給女孩子。
總結(jié)下來(lái)可以看到,一些兒童教育博主和玩具商家認(rèn)為,這幾類難度系數(shù)較低、外包硬核度較低的玩具更符合女孩在STEM專業(yè)(理工科)方向上的思維訓(xùn)練。這樣的引導(dǎo),其實(shí)也在給女孩們?cè)O(shè)計(jì)了“條條框框”,框出所謂的“適合”女孩的編程類STEM玩具類型。
這就不禁讓人聯(lián)想到著名的“嬰兒性別X”實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中當(dāng)大人得知這個(gè)寶寶是女嬰時(shí),就會(huì)給她買乖巧類玩具并多進(jìn)行語(yǔ)言溝通;如果是男嬰,則會(huì)選擇給寶寶力量或速度型玩具,與嬰兒的語(yǔ)言交流較少。
有研究表明,玩具的性別區(qū)分對(duì)兒童成長(zhǎng)有重要的影響。而影響是分正負(fù)雙向的,比較負(fù)面的影響學(xué)術(shù)界稱作假想游戲理論(imaginative play)。孩子們?cè)谟螒蚝屯嫱婢叩倪^(guò)程中所扮演的角色,會(huì)對(duì)現(xiàn)實(shí)生活產(chǎn)生影響,影響他們?cè)陂L(zhǎng)大成人后做出的選擇。
男孩子們擁有更多組裝類、科學(xué)實(shí)驗(yàn)類、電子競(jìng)技類的編程玩具,會(huì)不會(huì)讓男孩子們獲得更好的編程啟蒙教育,從而有更多機(jī)會(huì)成為工程師和科學(xué)家呢?這是編程玩具未來(lái)發(fā)展中需要思考的問(wèn)題之一。
滲透率尚低,未來(lái)可期
雖然編程玩具的商業(yè)化勢(shì)頭猛進(jìn),但真正普及到百姓中去的滲透率(少兒編程用戶占少兒人口比率)只有1.5%。此外,家長(zhǎng)與孩子協(xié)同認(rèn)知少兒編程的普及率還是很低,目前用戶黏性較低,活躍的長(zhǎng)期用戶比率并不高。
但是,國(guó)家對(duì)人工智能領(lǐng)域重視越來(lái)越高。國(guó)務(wù)院2017年發(fā)布的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中指出,要在中小學(xué)設(shè)置人工智能相關(guān)課程,推廣編程教育,培訓(xùn)復(fù)合型人才,形成我國(guó)人工智能人才高地。隨之而來(lái)少兒編程玩具產(chǎn)業(yè)有望成為K-12編程教育的一片新藍(lán)海。
艾瑞咨詢?cè)谏賰壕幊绦袠I(yè)研究報(bào)告中指出,未來(lái)5年,人才及政策利好的持續(xù)涌現(xiàn),適齡人口增長(zhǎng)以及我國(guó)對(duì)科技的高度重視,少兒編程行業(yè)規(guī)模望達(dá)在5年內(nèi)達(dá)到300億。
你對(duì)機(jī)器人編程玩具和其服務(wù)的少兒編程教育領(lǐng)域有什么看法?歡迎留言討論。
(本文作者Yaling Hou, 編輯 SV Insight)
參考資料:
http://hackeducation.com/2015/04/10/mindstorms
http://report.iresearch.cn/wx/report.aspx?id=3279
https://www.fxbaogao.com/pdf/?id=147689
https://www.fastcompany.com/3060883/why-coding-is-the-job-skill-of-the-future-for-everyone
http://cyberneticzoo.com/cyberneticanimals/1969-the-logo-turtle-seymour-papert-marvin-minsky-et-al-american/
https://education.lego.com/zh-cn/support/mindstorms-ev3/python-for-ev3
https://www.technavio.com/report/global-educational-toys-market-analysis-share-2018
https://www.businessinsider.com/lego-coding-stem-toys
https://www.wanjugezi.com/articles/8706533994
https://www.forbes.com/sites/jordanshapiro/2016/01/31/president-obama-wants-every-kid-to-learn-coding-for-all-the-wrong-reasons/#5b7a707269af
https://www.1xuezhe.exuezhe.com/Qk/art/565831?dbcode=1&flag=2
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