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中山少年创客初长成

来源:中山日报    发布日期:2017-07-25

●我市8支参赛队伍均在“第17届中国青少年机器人竞赛”中获奖

●中山青少年科技创新还存在不均衡状况,需更多资金和人才支持

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第十七届中国青少年机器人竞赛的创意比赛开放展示中,实验中学的团队展示开发的人形手语机器人。

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在第十七届中国青少年机器人竞赛闭幕颁奖仪式后,中山市实验中学的全体参赛队员和指导老师合影。

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FLL机器人挑战赛比赛场景。

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实验中学的人形手语机器人可以充当普通人和聋哑人士之间的"翻译"。

核心提示
  7月22日,历时6天的第十七届中国青少年机器人竞赛闭幕,来自福建、广东、安徽等省区市的 15 个青少年机器人团队获得4 个组别的冠军。中山市此次共有8 支队伍参赛,其中参加机器人综合技能比赛共有4支,分别是东区竹苑小学、中山市技师学院、中山市华侨中学、中山市杨仙逸中学。参加FLL 机器人工程挑战赛的队伍1支,为中山市实验中学。除华侨中学外,其余团队均获得各个项目组别的二等奖。中山市还有3 支队伍参加机器人创意比赛,该比赛设创意奖和鼓励奖,市实验中学获得优秀创意奖,市实验小学、石岐中心小学获得鼓励奖。
  这是中山青少年机器人教育开展了十多年后取得的成果。中山市青少年机器人大赛总教练潘焕炎认为,如果让每个孩子选择, 相信100% 的孩子接触过机器人创客后,一定愿意动手尝试。在他看来,当前的教育,青少年能够开拓思维、动手做实验的机会太少,如果能够在学校开展机器人创客教育,如果能够获得更多家长的理解,中国孩子就不会给人 “数理化好而动手做实验能力差”的刻板印象……那中山青少年的机器人教育到底处在一个什么样的水准?今后将走向何方?
  创客(Mak-er)
  “创”指创造,“客”指从事某种活动的人,“创客”本指勇于创新,努力将自己的创意变为现实的人。这个词译自英文单词“Mak-er”,源于美国麻省理工学院微观装配实验室的实验课题,此课题以创新为理念,以客户为中心,以个人设计、个人制造为核心内容,参与实验课题的学生即“创客”。
现 状
做创客,让青少年学到什么?
  7月22日上午,中山市实验中学的三位少年摘得优秀创意奖,他们在朋友圈晒出了金色奖牌,骄傲之余,却也流露出小小的遗憾——原本他们期待在家门口拿到一枚国赛一等奖的奖牌。中山市华侨中学两位少年获得机器人综合技能比赛高中组冠军。他们加入学校“机器人社区”不过两年时间,今年首次闯进“国赛”。两位少年三轮比赛成绩分别是:580分、578分、579分。其中第一轮拿到全场最高,随后两轮也发挥出水平!尽管如此,少年在最后一轮仍紧张到手心出汗。
  这些中山夺牌的少年创客,到底经历了什么,才最终在国赛上展露头角?
■比同龄人更稳健更懂得应变
  郑子龙在语音操作系统输入“明天”,机器人就微微抬起一只手,另一只手在头顶上轻轻挥动半圈,身上的喇叭同步发出:“这是手语‘明天’的意思。”
  这个只有半个身子的机器人是中山市实验中学“科技创客实验室” 创意赛的参赛作品——“STEINS4.0——基于3D 打印技术的人形手语机器人”,是高二生谢建成、高一生郑子龙、吴昊的作品。赛场上同类人形机器几乎没有,作品前询问的人络绎不绝。
  市面上很多应用机器人还做不出灵活的双手,三名高中生却做到了。这双仿真人手,有关节,能举手、抬手、摆手,甚至每个手指都有关节,能独立活动。他们用伺服马达作为驱动器,利用蜗杆、杠杆等让机器人的手“活”起来,再用语音软件实现“翻译”,让机器人充当普通人和聋哑人士之间的“翻译”。
  7月21日,记者在市实验中学见到了他们。
  实中“科技创客实验室”还保持着他们比赛前紧张准备的状态。一张大桌子上散落着用剩的白色、绿色零部件,还来不及收拾。
  此前,谢建成带领两位师弟,将数十件大小零一件件打磨,少的打磨两三次,多的一件打磨八九次,除动手能力要强外,这完全是不能急躁的活。“你知道 ‘实中欢迎你’五个字、四个动作我们磨合了多久?”谢建成说,“编了3天。”刚开始,动作间停顿时间太长,显得呆板,他们就一点点调试,减少停顿时间和动作误差,直到满意为止。
  少年们工作到深夜,累了,就在实验室打地铺席睡觉,方便面是他们的晚餐、宵夜。
  在比赛中,少年们学会了沉着和应变。尽管在实验室演练过成百上千次,也保不准出毛病。这次赛前,一个失误的操作使得机器人从桌上摔了下来,散成一堆零件。少年们当时脑袋“嗡”了一声,却没多想就迅速实施“复活”,最终经过3个多小时的“手术”后,机器人重新立了起来,顺利出征比赛。不过这一摔也留下“后遗症”,使得此前设定好的动作没法完成。
  实验室里的“光荣榜”,承载着少年们的梦想。光荣榜从下至上挂满三大行的奖牌,最下一层是市级赛事奖牌,中间是省级赛事奖牌,最上层是国家级奖牌。每位少年要先获得市级一等奖,再杀入省级的一等奖,连续摘得省市两块金牌,才能获得国家级赛事的入场券。谢建成是三人中参加赛事最多的,两年来,他参加过三场比赛,首次进入国赛,经历过项目主讲人的紧张,经历过赛场上的故障,这些经历让他看起来比同龄人要稳健。郑子龙、吴昊即将升高二,他们明年还有上场的机会。
■让青少年张扬个性挥洒灵感
  杨益和蔡于成在“综合技能比赛”捧回了冠军的奖杯。他们代表中山市华侨中学参赛,和谢建成他们一样,是全市8 支参赛队伍之一。两位少年在综合技能比赛中,以总分1737分,排名第一,夺得该项赛事冠军。
  7月22日,在比赛现场,教练杨正告诉记者,两位学生在国赛上虽然难免紧张却保持了“水准”,奠定了冠军的基础。对于国家级的赛事,高手过招,如有闪失,很快就拉开几十分的差距,可能就被淘汰下来。每一名国赛选手,要经历“动手+合作+心理”综合素质的考验,这样的经历对少年而言,终身受益。
  教练杨正已在华侨中学带了三年的机器人教育,机器人教育在该校历史悠久,为增强学生的动手实践能力,学校每年还举办创客节,现在参加机器人社团的学生越来越多。
  上一届国赛创意奖一等奖得主、中山市实验中学高三毕业生黄润辉过完暑假,将成为中山大学智能工程学院一名大学新生。校园创客文化深深影响了他,两年的实验室生涯,使他坚定了参与人工智能研究的方向。“如果学校没有科技创客实验室,我就是只会埋头学习的学生;实验室给我另一个发挥自己的舞台。”
  黄润辉初中时就经常上网搜索高科技信息,高一时才有机会加入实验室学习。两年实验室生涯,他闯进两次国赛,第一次参赛是漂浮式河道水质检测器,可对污水偷拍实时监控,获得国赛二等奖;第二次参赛作品是智能型仿人3D 机械手,一举拿下了一等奖。能够在国赛的平台上发挥自我,这些成绩鼓励自己勇往直前,更早发现未来要走的路。为了参加实验室的研发工作,黄润辉学会更紧凑安排学习时间,“抓住下课的空隙做作业,其他练习也总比别人先完成,学习效率提高了,并没有因为自己的爱好影响学习”。
  “上过领奖台,这群孩子的自信心、荣誉感就不同,气场就出来了!”中山市实验中学科技创客实验室教练徐成刚说。徐成刚和妻子周丹丹毕业于计算机专业,2006年来已经陪伴学生开展校园创客实验室工作近11年。从原本只有3名学生的实验室,发展到现在30多名学生,带领一批又一批少年创客成为市级、省级、国家级冠军。在他看来,校园创客文化张扬了一些孩子的个性,也帮助一些孩子更好认识自己。有一名学生原本成绩不好,老师发现他的特长后,招来实验室培训,最后代表学校参加比赛,后来这位学生学习也像开了挂一样,高三一个学期瘦了20多斤,最终也拼进了本科重点线。
探 究
青少年创客,中山水平有多高?
  中国青少年机器人竞赛始于2001年,由中国科学技术协会、中国科学院主办,如今已成功举办17届。这是面向中小学生开展的一项普及性科技教育活动,已成为国内所举办的规模最大、管理规范的竞赛活动。
  中山水平有多高?中山科学馆馆长吴鹏飞表示,这次国赛共有513支队伍参赛,角逐机器人综合技能比赛、机器人创意比赛、FLL 机器人工程挑战赛、VEX 机器人工程挑战赛和WER 工程创新赛五个项目。中山有8支队伍参赛,获得一等奖、二等奖、优秀创意奖等。从参赛的学校数量和参赛队伍、项目、成绩、影响力来看,中山成绩保持着年年攀升的态势,势头强劲。
  7月24日,中山市青少年机器人大赛总教练潘焕炎告诉记者,中山青少年创客在全省居于较高水平,在珠三角水平仅次深圳、广州,还略比东莞高一些。以最近一次省赛为例,中山拿到7块金牌,奖牌数排全省第三,其中4 枚综合技能奖牌,3 枚创意奖牌,综合能力比较强,不像一些城市,只强一到两个项目,奖牌主要集中在某一个或两个项目。
  从参与面看,潘焕炎说,2000年前,中山只有城区少数公办学校有机器人竞赛课,专业指导老师不多,经费投入也不足。经过十多年的发展,情况有很大改观,镇区和民办学校参与热情度也在增加。目前全市约有七八十所学校开展了机器人创客教育,覆盖面跟广州、深圳的水平相当。2017年中山市青少年机器人竞赛,就有来自全市64所学校、394支队伍、800名选手参加。
  不过,七八十所学校参与,并没有覆盖到全市所有的学校。目前,中山青少年机器人创客教育存在城区参与度较高,镇区参与度较低;高中、初中参与度较低,小学参与度较高的情况。
方 向
让更多青少年获得“创客”教育
  近年来,我市在市科协牵头下,市教体局、市科技局、团市委等部门共同推动,全市青少年科技创新活动蔚然成风。在中山科学馆馆长吴鹏飞看来,青少年机器人竞赛活动是突出自主创新理念、培养新世纪科技事业发展后备人才并与国际接轨的一项青少年科技教育活动,富有创新性、参与普及性。
  这样的舞台已吸引越来越多学校参与其中,潘焕炎认为,这种锻炼动手、编程、综合思维能力的活动,应开展到更多学校中去,学生们从中还能学会团队沟通。因此,不能忽略那些没有参与进来的学校背后存在的主观或客观原因。在潘焕炎看来,没有专项经费支持、师资力量不够,或者害怕影响升学是一些学校没有开展创客教育的原因。因为偏重学业,高中生和初中生参与度比较低。
  在中山市实验中学校长蒋晓敏看来,人工智能已是世界潮流,教育也要紧跟潮流。未来需要复合型人才,学校教育已不能单纯停留在从课本去找知识,用知识考知识,用知识去讲知识,作为学校必须顺应潮流,给学生提供体验式教育,创客实验室等学校社团就是很好的课外实践平台,让学生“做中学,学中做。”实验中学的科技创客实验室开展了十多年,目前学校给予了充足的经费、师资、场地支持。
  如何让青少年更好参与到创客活动?
  潘焕炎希望中山能够加强青少年创客活动的宣传。国务院总理李克强提出“创客”,提出“智能教育”,当前教育部也很重视青少年创客活动,中山能否利用这个机会,进一步普及青少年创客教育,率先在全国全省做出示范。
  如何解决青少年开展创客活动师资力量不够支撑的问题?
  在蒋晓敏看来,中山毗邻香港、澳门、深圳、广州等大城市,具有区位优势,可以从这些大城市引进创新人才。另外,教育工作方面对科技创新素质教育的评价体系也要跟上来。

来源:中山日报 作者:文/本报记者黄凡谭华健图/本报记者夏升权

编辑:卢加慧
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