国内外机器人竞赛深度解读（一）

（左：殷世非）

搭搭乐乐注：自大学毕业到现在，15年的时间里，殷世非一直从事着他最喜欢的工作——机器人教育。2017年，殷世非出任FIRST国际机器人竞赛（简称FRC）深圳赛区主管（也是FRC在亚洲地区的第一任赛区主管），负责FRC深圳赛区的统筹工作。

此前，殷世非担任中国城际机器人挑战赛总裁判长，RCJ中国组委会搜救技术委员。指导学生获得了5个世界冠军，培养了29位世界冠军选手，获得国际、国内各级奖项百余项。策划与组织了7届中国城际机器人挑战赛（CIRC）、4届中美（国际）机器人挑战赛（CRC）、1届FRC中国深圳赛区。

在这15年的时间里，集冠军导师、赛事组织者、裁判于一身的他面对机器人竞赛领域的风云变幻，他有着什么样的思考？

带着疑问，在搭搭乐乐近期举办的微课活动中，我们邀请了中国城市青少年机器人联盟的秘书长殷世非为大家深度介绍和分析国内外机器人竞赛，不再拘泥于一人一事、一城一池，而是涉及机器人竞赛的理论基础、竞赛对孩子和机构的影响、国内外主流的机器人竞赛详解。由于信息量巨大，我们根据谈话主题进行了深度编辑，并分期发出。

（2017FRC深圳区域赛）

本文为系列讲话的第一篇。

在本篇中，你将看到---

机器人竞赛有哪些理论基础？机器人竞赛对孩子有哪些影响？

口述 ▏殷世非

本篇编辑▏小编

机器人竞赛有哪些理论基础？

青少年机器人竞赛的主要目的不是像大学或成人机器人竞赛是为了促进人工智能、工程技术等领域发展，而是运用机器人这样的优质的教育平台，来培养孩子学科知识和综合能力服务的。作为教育研究项目，青少年机器人竞赛遵循了如下六大理论，这些理论主要参考了：何智、胡又农、艾伦在《中国教育装备刊物》上发表的论文：《中小学机器人竞赛的教育价值述评》，下面我把这些理论和大家谈一谈

机器人教育项目主要遵循以下六个理论。

第一个理论——建构主义。这个理论是由瑞士著名心理学家皮亚杰最先提出来的。建构主义认为，知识不是通过教师传授得到的，而是学生在一定情景和社会背景下借助学习过程中其他人的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式获得。

机器人竞赛以学生为中心，在整个过程当中老师担当的角色是组织者指导者帮助者以及促进者的一个作用。在竞赛过程当中，孩子需要去根据比赛的任务，设计、搭建和操控机器人，在这个过程当中可以主动的建构知识的模型，从而促进学习。

第二个理论——通过设计学习。通过设计学习是对建构主义学习理沦的具体实现。学生在机器人竞赛过程中要求参与机器人的软、硬件设计。在这个过程中，学生们自主地在头脑中建构机器模型，完成学习过程。他们从确定任务开始，与伙伴合作，寻找解决问题的最佳方法。通过语言、文字和图形来交流他们的思想。孩子在过程中积极参与设计，从而完成系统的学习

学生在机器人竞赛过程当中要求参与机器人的软硬件设计，而在这个过程当中，孩子们需要自主地在头脑当中去构建模型完成学习。从比赛任务开始到寻求合作伙伴，通过语言文字或者图形的方式沟通，找出最好的解决方案，从而完成系统的学习。

第三理论——通过竞争学习。比赛本身就是一种竞争，竞争是一种实验性的学习方法,学生被置于一个不可预知的环境中,不可期待能够获得他人的帮助。在机器人竞赛过程中,学生必须运用自己已经学过的知识,或者分析对手的优缺点,从对手的机器人中获得信息,改进自己的机器人的不足。激烈的竞争,可以极大地培养学生的分析问题、解决问题和应用知识的能力。

第四个理论——目标驱使学习。机器人竞赛具有明确和具体的目标任务．学生自己动手编写程序，设计与构建机械模型，以及制定比赛策略，从而在竞争中胜出。

在这个目标的驱使下．学生自始至终具有强烈的参与动机、学习兴趣。比赛过程追求的目标是鲜明的。最短的时同、最高的分数或者灵巧的动作等等。鼓舞着学生去做最优的设计和改进。学习目标诱导学习动机的形成，而学习的动机对教育的成效具有很大的影响。机器人竞赛对保持学生高度的学习动机是一项理想的教育活动

第五——项目导向学习。项目导向教育为学生和教师提供了一个克服学科教学所造成的知识和技能条块分割的机会。跨学科的综合性主题将不同课程的内容组合到一起,有助于学生理解所学内容之间的相互关系;鼓励学生使用课堂以外的资源,开展协作式学习,独立地批评性地有创造性地考虑问题,并交流他们的学习结果,帮助学生建构一个更良好的知识和技能网络。

机器人竞赛的是一个系统的项目，为学生和老师在过程当中提供了一个真正的跨学科学习的机会。在整个项目开展过程中孩子会涉及到数学、计算机、物理、艺术等等，有助于学生学以致用。

除了知识方面，在项目开展过程中，孩子需要去协作，去批判性思考及创造性地考虑问题，并交流他们的学习成果，这有利于帮助学生构建一个良好的知识和技能网络。

机器人竞赛是一个非常好的教育项目，它能够更好地构建学生对知识的一个应用能力。这就是机器人竞赛在STEAM教育中备受推崇的原因之一。

第六——协作学习。学生不可能一个人完成整个任务,必须要多名同学协作,在协作的过程中相互探索、发现有用的信息然后和其它成员共享。

机器人比赛基本都是以小组或团队形式参赛的，对于一个稍大一点的比赛项目，涉及到的知识很厂泛，同时任务的复杂性。学生不可能一个人完成整个任务，必须要多名同学协作，协作的过程中相互探索、发现有用的信息，然后和其它成员共享。在此过程中，学生们可以采用对话、商讨、争论等形式对问题进行充分讨论，从而得到学习目标的最佳途径。此外，学生之间的水平或者思维方式也有不同，相互之间必须加强对话和沟通，彼此之间包容个体之间的差异，这些都是在机器人竞赛过程中必须具备的能力。

机器人竞赛对学生有哪些影响？

机器人竞赛和机器人教育都是为学生服务的。那么机器人竞赛对学生究竟有哪些影响呢，接下来殷世非将结合实践给大家谈一谈他的一些认识。

一、激发学习动机以及对科学的兴趣。

首先机器人实际上是一个具有人工智能的高级玩具，孩子们对于玩具的喜爱可以说是天性．他们好奇于每一个新事物。

其次学生在完成机器人制作的过程中，需要设计不同的模型，编制不同的程序，吸引着团队成员之间的不断努力，大家互相讨论、互相激励，促使更多更好创意的出现，团队成员为了解决遇到的问题，不断探索自己所不了解的知识和领域，其实就是这一个简单的科学研究过程。

还有就是机器人是跨学科学习，在完成任务中，需要运用物理、数学、计算机、信息技术、艺术等知识，孩子把这些的理论转化为的实际操作，比如编一个程序就可以让机器人动起来，类似这样生动的任务很容易使学生产生兴趣，学生在兴趣的驱使下，可以完成更多的挑战和创新，从而激发对学科知识深入研究的兴趣。

二、锻炼孩子的综合能力。

中国传统的应试教育一直受到人们的诟病。素质教育也提倡了很多年，但始终还是无法改变我们目前教育的现状。

我国现在受教育学生的基数很多，每年的博士毕业人数甚至超过美国，可我们现行的教育培养出来的学生创新能力严重不足。

在机器人教育中，课堂上以学生为中心，老师只提供基本知识、信息让学生自己去构建知识体系。针对每一个提出的挑战，学生都要做出自己创新的解决方案．这就培养了学生创新思考能力，还有时间管理、资源分配、团队合作、信息采集、系统分析、设计与工程、动手能力，在相互讨论、相互帮助的过程中，锻炼学生的沟通能力，增强了团队合作能力，以及跨专业的综合应用能力。

机器人竞赛对于激发孩子的创造力有着很大的帮助。在整个竞赛过程当中，老师扮演的是一个指导者的角色，学生才是比赛的重心，在比赛过程当中学生需要运用自己已有的一些知识体系去完成挑战。

完成一个比赛项目可以有各种解决方案，但是学生需要根据自己的优劣势制定最佳的解决方案从而赢得比赛。而在这整个解决方案中就可以反映出孩子的创新思考能力。

除此之外，在比赛过程中，学生还有要进行时间管理、资源分配、团队合作、信息采集等。所以说，整个比赛项目的完成对于学生的团队合作能力以及跨专业的一个综合应用能力有着一个很大的提升。

三、塑造孩子的自信心和成就感

比赛的结果本身就是对孩子一种肯定和鼓励，当孩子去分享他的荣誉时就会有一定的成就感，成就感的产生实际上是从自信心开始的，可以说通过比赛树立孩子的自信心对于他以后的成长都是非常关键的。

同时在比赛过程当中，强调或者培养孩子拥有一个快乐的积极的心态。让他们去享受整个比赛过程，享受比赛带来的一点一点的进步，这对塑造孩子的自信心和成就感有着很大的帮助。

四、培养学生的竞争意识和面对挫折的态度

比赛本身就是带竞争性的活动，在比赛过程中，我们要引导学生去拼博，通过竞争找到差距和不足，培养竞争意识培养学生竞争意识和面对挫折的态度，促进学习！

孩子比赛过程中，会遇到很多问题，面对不同人，锻炼心理素质，战胜恐惧，培养孩子将来敢于面对公众，坦然镇静的成熟心态！另外就是发挥失常、本身水平不高、对手太强、运气有点背等多种情况不能使得孩子们的比赛成绩都如意。对孩子适当进行挫折教育，能够很好地帮助孩子成长，以后再遇到不如意的时候也可以很好地对待，坦然面对失败！因此，比赛可以激励孩子面对失败后，重新再来，锻炼孩子不屈不挠的顽强个性！

五、培养孩子、欣赏、参与的品质

在比赛的舞台上，孩子会遇到非常多优秀的人，要让孩子学会欣赏，懂得欣赏对美好事物，敬佩神一样的对手，但不要嫉妒，不要内心有失落感！培养出孩子健康的心性，宽广的胸怀，不要产生嫉妒性心理，成长后作一个大度、善于理解人的人！

孩子在机器人项目的过程中会不断获取学习经验，学到良好的思维方式，学会与人合作，同时也是一个分享平台，让学生分享自己成功、不足及喜悦，感受分享的带给自己美好体验。

最后一个就是参与感，机器人是一个团队性的项目，孩子需要和其它伙伴团结协作，每个人都是团队的一份子，每个人都要努力参与到团队工作中，而不是打酱油。

（未完待续）