機器人專題報導(五): 從A走到B有十種方式:機器人教育

 
2016/01/25 陳妤寧 | 台灣數位文化協會     3,645
 
從A走到B有十種方式:機器人教育

許多科學家和企業家預言,機器人是下一代科技重心,台灣也制定了機器人產業發展政策,報章雜誌歌頌機器人產業的潛力,然而,對比這些恢弘藍圖,台灣的機器人教育似是一道缺口。
 
CAVEDU 為台灣知名的機器人教育團隊,泛科學專訪創辦人之一曾吉弘,談論對台灣機器人教育的觀察。台灣的機器人比賽相當蓬勃,「競賽引導教學」卻也帶來一些限制,而缺乏師資與城鄉差距,更是機器人教育面臨的嚴重問題。

機器人比賽,交流分享還是爭搶極限?
 
台灣自2001開始出現機器人比賽,從一開始的小眾活動漸漸發展,現在每月幾乎都有各式各樣的比賽活動。
 
機器人比賽是許多學生磨練技能的競技場,不過,曾吉弘坦言,CAVEDU 不帶學生參加比賽。「我們不希望教學重心被比賽牽著鼻子走。如今國內比賽競爭激烈,甚至到了殺紅眼的程度。機器人競賽的重點不外乎對抗、競速、迷宮這三大類,最後往往流於爭那 0.1 秒、0.01 秒的差距,忽略了比賽中其他有趣的、值得學習的事。」
 
新加坡自2007年起就要求每所國小一週上2~4小時的機器人課程,近年也討論將程式教育納入中小學課程。曾吉弘舉新加坡為例,「鄰近的兩個國小,可能週五下午就會舉辦一場友誼賽進行校際交流,在這種小比賽,大家得失心不會太重,更重視分享。」
 
國內隊伍因為重視輸贏、擔心抄襲,變得不願意和彼此交流,「我們太早把肅殺的情緒帶到太小的比賽。」雖然比賽能夠成為學習機器人的動力,但贏跟輸的人卻都不愉快。
 
機器人教育讓小孩練習「沒有標準答案」的題目
 
小時候玩機器人的小朋友,後來都去哪了?面對這個問題,曾吉弘坦誠地說,在實施十二年國教之前,CAVEDU 的學生一定是學到國二即停止,開始準備升學考試。「沒有家長心臟那麼大顆,連我自己大概也不敢。」
 
但另一方面,曾吉弘也認為,對小學生而言,學機器人最重要的是「好玩」,他們只需要從組裝過程中認識控制和反饋的樂趣,不必認識高深原理。就如同音樂課不會讓每個孩子都變成音樂家,但能陶冶性情、帶孩子認識音樂之美。上完機器人課程的小朋友,即使長大後不是從事機器人相關產業,也能從中學會「沒有標準答案」的開放性思考。
 
「在填鴨式的教學和考試下,學生被訓練得很善於記憶。當一旦碰到『沒有標準答案』的問題時,就很容易束手無策。」但要讓一個機器人從 A 點走到 B 點,可能十個學生做出的方法都不同,當不再有標準答案限制思考,學生練習的是如何在有限資源下找出最佳解法。
 
曾吉弘表示,他不敢妄言機器人是全人教育,但在鍛鍊高度專業能力之外,CAVEDU 也在乎學生的團隊精神、情緒智商、專案進度掌握、處理未知、主動學習等各方面能力。曾吉弘特別看重團隊合作:「機器人是一個跨領域的東西,如果都只有工程師在做那就完了,也需要美術設計、行銷管理等不同專業的投入,才是一個有優勢的團隊。」
 
城鄉差距、設備成本和師資不足 機器人教育充滿挑戰
 
教學資源的差距,在所費不貲的機器人教育是更顯著的現實。「出了台北市和新北市之後,一個縣市大概只撐得起一兩家的機器人教學機構,但台北市和新北市加起來大概就有二、三十家。」
 
台灣的機器人套件普遍以樂高為大宗,各大比賽也常用,「除了不能飛、不能下水、不能人形對戰之外,在延伸性和可再用性方面的表現幾乎是無可匹敵,從小學到大學除了需要更新教學軟體,設備本身的耐用度極高。」但機器人的設備成本構成了學習門檻,不同於程式教育只需要一台電腦──即使規格很低也無妨── 一套機器人設備往往需要上萬元。
 
缺乏設備也許可以直接要求政府提供經費,最難解決的問題在於缺乏「師資」。
 
這使得某些學校即使購入設備,教師或學生也不敢使用,「因為怕弄壞了賠不起。」曾吉弘說:「沒有機器人課程,機器人師資的培育就不會興起。」現在許多學校老師,都是靠自己的熱血和課後私人時間,投入孩子的機器人教學,甚至帶隊比賽。
 
隨著程式教育可能進入課綱,曾吉弘希望能夠連帶帶動機器人教育的發展,「畢竟能夠將程式應用在機器人身上,會比單純寫程式有更多變化和趣味。」例如感測器能夠提供更多互動,設定機器人看到光或撞到牆時出現特定反應;自動元件則讓機器人會跑、會發光、發出音效等。
 
機器人教育走入大學和產業後如何發展?
 
當機器人教育進入大學、進入產業,又是什麼面貌?曾吉弘表示,在大學科系中,機器人相關知識以電機電子、資訊資管、以及機械機電三個領域為主,資工偏向影像及語音辨識、人工智慧等;電機和機械則著重構件。不過,隨著一些簡易套件問世,非機械背景的科系也能將機器人納為部分課程內容,例如博物館的行動導覽機器人,機器人只是行動載具,主角在於行動導覽,而非研究機器人本身如何移動。
 
曾吉弘說,台灣過去的機器人產業,是做機器人的「關鍵零組件」,而不是做「機器人」,但近年漸漸有企業投入支持,可能會是機器人產業曙光。
 
另一方面,自造者運動興起,允許獨立工作室小型創業,例如四旋翼飛行器結合遙控空拍等等; 3D 列印技術讓一般人有機會生產自己所需的零件,提供了小型創業團隊或玩家少量製造的機會,「對玩家來說,對零件的精度要求一般,3D 列印讓他們不必冒著一旦花了大錢做錯一個零件、就要囤積三百個沒用處的零件在家裡的風險。」(本文由科技部補助「新媒體科普傳播實作計畫-智慧生活與前沿科技科普知識教育推廣」執行團隊撰稿)
 
責任編輯:鄭國威
審校:陳妤寧