大疆推教育机器人已到第二代!机器人编程玩具的前世今生是怎样的?
热点追踪 / 深度探讨 / 实地探访 / 商务合作
大疆作为一个无人机品牌，可能已经无人不知，无人不晓了吧。但是，你知道大疆已经涉足教育机器人领域了吗？
继去年大疆推出首款教育机器人机甲大师S1后，今年3月，大疆教育又推出了第二款教育机器人RoboMaster EP。这款新的教育机器人，配备更加强大的硬件，可以满足更多教学场景需求。学生可以使用Python编写虚拟控件，设计交互界面等等。
看完大疆发布的产品宣传片后，小探感觉好燃！这完全就是一套自带炫技效果的智能机器车队。
大疆RoboMaster EP产品宣传片
通过麦克风、摄像头、传感器、红外接收器、机器抓等，EP 战车拥有了“手臂”、“眼睛”和“皮肤”，可以辅助这辆智能机器车完成复杂的运动、搬运、识别“工作”。智能车上还能安装乐高积木，实现个性化、自定义操作。
这个大玩具还支持Scratch 3.0或Python编程语言，开放官方SDK（Software Development Kit, 软件开发工具包的集合），兼容树莓派（硬件处理器，以促进学校计算机科学教育而闻名）等50多个编程传感器模块和拓展接口。
编程玩具的目标是培养孩子的创新能力。已推入市场的编程玩具不在少数。但类似大疆RoboMaster EP这类自带高科技元素的编程教育产品还是凤毛麟角。
目前市面上的编程玩具主要分为学术型编程玩具、认知型编程玩具和机器人编程玩具，也有人总结的更为具象：棋盘式编程玩具，图形化编程玩具、机器人编程玩具。
1.棋盘类编程玩具。使用有界线范围的棋盘、地图为载体，通过不同棋牌上的指令，达到最终目标。寓教于乐、“动手学习”锻炼孩子的逻辑思维。价格亲民，性价比高。
（ThinkFun Code Master玩具，“棋盘”上锻炼编程思维）
2.图形化编程玩具。需要借助电脑或平板以及道具一起，通过排列组合不同指令，指挥游戏中的角色按孩子的想法活动。需要硬件配合一起“玩”游戏。
（Osmo编程玩具利用电脑或平板支持道具指令，电脑上显示操作效果）
3.机器人编程玩具。作为少儿编程玩具中最为昂贵的产品，机器人编程玩具结合了棋盘、图形化编程玩具的特点，需要孩子们进行零部件组装、电脑编程、遥感操控、自定义运动等一系列操作，来场小工程师初体验。
（乐高Mindstorms系列编程玩具之一的Boost编程玩具机器人）
机器人编程玩具的前世今生
说到与教育结合的机器人编程玩具，就不能不提乐高，特别是乐高的Mindstorms系列编程玩具。
乐高公司（LEGO）是全球最大的玩具制造公司之一，也是国际知名的家族企业，成立于1932年，总部位于丹麦比隆。
70年代末，乐高创始人克里斯滕森的孙子克伊尔（Kjeld Kirk Kristiansen）上任，完成了两次乐高历史上里程碑式的跨越，这两次飞跃奠定了乐高在玩具界的大佬地位：一是打造影视主题的乐高玩具和乐高乐园，二是1980年，乐高成立乐高教育 (LEGO Education)，并于后来与MIT媒体实验室（MIT Media Lab）合作推出寓教于乐的乐高编程玩具。
MIT媒体实验室的重量级人物西摩尔·派普特（Seymour Papert）研发出一套为儿童设计的编程语言LOGO，既当下少儿编程软件中使用最广的编程语言——Scratch的前身。
1984年，时任乐高CEO的克伊尔（Kjeld Kirk Kristiansen）和其他三名高管在电视上看到孩子们饶有兴趣的使用LOGO语言编写的机器人玩具画画时，他惊呆了。克伊尔敏锐的察觉到，如果可以发明出轻巧的、适合在乐高玩具里安装的编程装置，乐高玩具可以成为儿童编程教育的利器——还是孩子们喜爱的乐高积木，小小玩具却能有一颗强大的电子心脏。这样乐高就不只是拼搭类玩具，还能成为更具创新实力的“高科技”教育类玩具，紧跟时代发展。
他迫不及待飞到MIT找到派普特，将自己的想法与派普特团队交流，双方一拍即合。克伊尔出资创立乐高媒体实验室项目，并用派普特曾出版的Mindstorms一书命名乐高编程系列玩具，表达对派普特的敬意。
而派普特团队也是非常敬业和投入。两年后，他们就宣布媒体实验室诞生了乐高编程玩具的首枚“电子心”——像电脑一样，具有强大编程能力的一整块程序积木（fully programmable brick）。它又轻又小，能够装在同样由塑料组成的乐高玩具上。
不过，克伊尔和他的祖父——乐高创始人克里斯滕森（Ole Kirk Christenson）一样，追求精益求精。10年“打磨”后，公司于1998年才开始对外销售装有Mindstorms 1.0程序积木的乐高编程玩具。
如今，乐高Mindstorms系列已经出品至第三代机器人，机器人可以跳舞、弹吉他，孩子们可以打造数字时钟、糖果机等等。
（乐高Mindstorms系列）2017年乐高教育推出Boost系列编程玩具。Boost系列是更适合孩子“玩”的玩具。孩子们需要自己拼装玩偶、装入传感器，在电脑和平板上进行可视化编程——拖动行为指令条，尝试不同排列组合，来操控他们的玩偶做出不同的动作，培养编程思维。
(乐高Boost系列)2019年，EV3系列与Python结合推出MicroPython程序，只需将 EV3 MicroPython image 安装到任何微型 SD卡上，并从卡中启动 EV3 程序块，即可开始编程，来实现控制玩偶进行不同运动的目标。
(乐高EV3 Python编程玩具)乐高编程玩具背后的理念，是在动手动脑的过程中，孩子们可以用“玩”来“学”，在“做”中“学”。这也是LOGO语言创始人、乐高编程玩具研发者派普特一直以来推崇和倡导的学习方式。由浅入深、循序渐进、再深入浅出。
少儿编程玩具背后的逻辑
仅30年前，编程对于普通人来说还是一项陌生的技能。而在不远的未来，掌握一门编程语言，也许就掌握了一项基本的生存技能。
企业评估网站Glassdoor 于2016年发布的统计报告评选出了25个最佳职业，其中科技公司软件工程师相关岗位就占了8个。编程能力已被贴上“高薪工作”的标签。
未来10年、15年甚至更久，在人工智能、互联网、5G、大数据科技发展浪潮下，企业及社会需要大量的互联网科技人才。计算机编程相关的工作机会也将在2026年持续增长至少11%。而与此相反的，在科技取代人工的社会发展“车轮下”，有三分之一的工作岗位可能会永远消失。
因此中美两国都逐渐重视编程教育并开始向低龄化渗透。
2016年，美国总统奥巴马向中小学生倡议：“别玩手机、去学编程”。为了为未来美国科技发展做人才储备，奥巴马政府投入40亿美元作为项目基金，外加1亿美金直接投入大学前基础教育（K-12）的编程课程建设。
聚焦国内，我们的小学生们也要开始学习编程了。
2017年年底，山东省最新出版的小学信息技术六年级教材中，编入了这几年最火的编程语言——Python的入门基础课程。
此外，浙江、北京等省市也确定将Python的编程基础知识纳入高考考试范围；计算机二级考试也加入了Python的考试内容。
澎湃新闻曾采访过前百度首席科学家吴恩达，就普通人学习编程的必要性进行了探究。他认为每个人都应该学会编程，尤其是随着人工智能发展，人类与机器的交流变得越来越重要，编程能力将在可以预见的未来成为人机交流的基础。
有专家甚至认为，编程就像学习写字一样，5-11岁，也有人说是7-18岁，是学习编程语言的黄金年龄。
那么少儿编程和专业编程有无差别，对培养孩子们的编程思维有何帮助呢？
其实少儿编程并不拘泥于某一种编程语言，甚至不一定会使用到编程语言。少儿编程是通常是通过符号、图形图像、线路图等可视“语言”系统来培养儿童的编程逻辑。
正如深圳大学副研究员陈飞指出，与其说是学编程语言，不如说培养孩子发现问题、思考问题、解决问题的能力。“小到做数学应用题，大到做职业生涯规划，都涉及到编程思维，”陈飞说。
从不断试错、思考解决办法到攻克问题的过程中，孩子的创造力、自信心、沟通能力以及批判性思维都会得到锻炼。
此外，编程逻辑训练中一些软实力的培养，如全局观、专注力、条理性和耐挫力，对孩子的成长乃至对其一生的发展都十分有益。
更意外的是，学习编程甚至还可以提高孩子的写作能力。因为编程与写作一样，要用最精准的语言将脑中的想法呈现。一些故事类的编程项目，可以培养孩子讲故事的能力，讲好一个故事的能力在以传递信息为主的时代，是几乎任何领域都需要的能力。
编程玩具存在明显的性别区隔
但是，小探也发现，在编程玩具的设计中，也存在明显的性别区隔。
开发、组装、编程、机器人…… 这些词汇听起来似乎更像是属于男孩子们的保留“节目”。这种刻板印象和偏见，同样在开发者眼中存在。比如，使用LOGO语言程序的机器人玩具据说一开始就是为男孩设计的，市场投放也是只针对男童。后来才慢慢取消性别区分和标签，统一化为少儿编程玩具。
那么面向儿童的编程玩具有性别之分吗？这种性别差异，在编程玩具的设计上又有哪些体现，又会造成怎样的影响呢？
基于对上述问题的思考，小探决定查遍少儿编程玩具来一探究竟。
有意思的是，在众多推荐编程玩具的博文中，几乎没有贴着“男孩编程玩具“标签的文章，倒是有不少打着“适合女孩玩的编程玩具”口号的产品推荐。
小探观察到，推荐给女孩的编程玩具，基本上可以被分为以下三类：
1.以生活场景为背景，娃娃为玩具主角
与编程玩具传统主角机器人玩偶不同，推荐给女孩使用的编程玩具，很多是以芭比娃娃类型的玩偶为主人公，游戏场景也更贴近日常生活的编程玩具，如执行喝下午茶、去购物、朋友家做客等指令。2.拼接类为主
推荐给女孩的编程玩具，多是以不同组合拼接方式产生不同效果的“编程思维”培养型玩具。如，拼接后装入LED灯，灯的颜色会改变；装入电扇，小电扇工作旋转等
3.电子类配件类
与机器人编程玩具不同，电子元件少，地图、棋牌、路径通关的逻辑训练型玩具多会推荐给女孩子。
总结下来可以看到，一些儿童教育博主和玩具商家认为，这几类难度系数较低、外包硬核度较低的玩具更符合女孩在STEM专业（理工科）方向上的思维训练。这样的引导，其实也在给女孩们设计了“条条框框”，框出所谓的“适合”女孩的编程类STEM玩具类型。
这就不禁让人联想到著名的“婴儿性别X”实验。实验中当大人得知这个宝宝是女婴时，就会给她买乖巧类玩具并多进行语言沟通；如果是男婴，则会选择给宝宝力量或速度型玩具，与婴儿的语言交流较少。
有研究表明，玩具的性别区分对儿童成长有重要的影响。而影响是分正负双向的，比较负面的影响学术界称作假想游戏理论（imaginative play）。孩子们在游戏和玩玩具的过程中所扮演的角色，会对现实生活产生影响，影响他们在长大成人后做出的选择。
男孩子们拥有更多组装类、科学实验类、电子竞技类的编程玩具，会不会让男孩子们获得更好的编程启蒙教育，从而有更多机会成为工程师和科学家呢？这是编程玩具未来发展中需要思考的问题之一。
渗透率尚低，未来可期
虽然编程玩具的商业化势头猛进，但真正普及到百姓中去的渗透率（少儿编程用户占少儿人口比率）只有1.5%。此外，家长与孩子协同认知少儿编程的普及率还是很低，目前用户黏性较低，活跃的长期用户比率并不高。
但是，国家对人工智能领域重视越来越高。国务院2017年发布的《新一代人工智能发展规划》中指出，要在中小学设置人工智能相关课程，推广编程教育，培训复合型人才，形成我国人工智能人才高地。随之而来少儿编程玩具产业有望成为K-12编程教育的一片新蓝海。
艾瑞咨询在少儿编程行业研究报告中指出，未来5年，人才及政策利好的持续涌现，适龄人口增长以及我国对科技的高度重视，少儿编程行业规模望达在5年内达到300亿。
你对机器人编程玩具和其服务的少儿编程教育领域有什么看法？欢迎留言讨论。
(本文作者Yaling Hou, 编辑 SV Insight)
参考资料：
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
推荐阅读
《西部世界》第三季开播，机器人会比人类更有人性吗？
硅谷初创企业裁员潮已经开始！这些领域正遭受重创
MIT开发成本100美元简易呼吸机，Airbnb房东向前线医护提供免费住宿 |科技前沿周报
加州恐有6万流浪汉受新冠疫情影响！灾难袭来，谁为弱势群体点灯？