师者|机器人教师张铁龙:半路接手一干14年,5人保送清华

澎湃新闻记者 李思文

2017-06-16 22:12 来源:澎湃新闻

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2017年高考的第一天——6月7日晚,数学高考机器人AI-MATHS首次公开挑战高考全国二卷数学卷,10分钟就获得100分(总分150分)。
而这一天,距离山东省潍坊市高密一中教师张铁龙开始研究教育机器人,已经过去了14年。14年来,他带领的学生团队曾连续四年获全国机器人大赛前三名,其中连续两年蝉联全国冠军。
6月10日,张铁龙应邀到能力风暴教育机器人新模块伯牙的发布会,分享自己十几年来教授教育机器人的经验和体会。
张铁龙在能力风暴教育机器人模块系列伯牙发布会上发言。
给家长写“保证书”
最初张铁龙从师范大学毕业后,并没有直接接手教育机器人实验室的工作,而是从事本专业——信息技术教育。
那时候,高密一中已经成立了机器人实验室,引进了当时最先进的能力风暴教育机器人。按国际流行的模式,主要是通过灭火机器人的项目来让学生认识和操作教育机器人。
可是当时由于机器人技术和经验的欠缺,最初负责机器人实验室的老师始终无法解决一个零部件的问题,导致灭火机器人在执行任务时,无法“灭火”。
张铁龙现场改制风扇解决了问题,自己也由此成为了学校教育机器人团队的指导老师。
有时候在实际教学中,张铁龙仍然会遇到一些自己无法解决的问题。后来他又想到可以直接跟教育机器人公司联系,这样很多问题就从源头解决了。尤其是在跟教育机器人全球发明者——能力风暴交流的过程中,张铁龙不仅解决了自己实验室遇到的问题,他有时候提出的一些建议还被能力风暴公司接受,在无形中也促进了更好的教育机器人的问世。
从这一年开始,张铁龙带领着学生团队“摸着石头过河”。初期,他们遇到了很多困难,首要阻力就是学生家长的反对。
“当时家长们对于机器人不了解,觉得我就是带着他们玩,影响学业,就不愿意让孩子参加,但孩子是很喜欢的,于是,我就给家长们写保证书,保证不耽误学习时间、学生成绩不退步。”
张铁龙说,由于家长们的反对,学校也开始对机器人的研究有些动摇,但他坚信研究机器人对孩子各方面能力的发展,肯定是有好处的。经过反复思考,张铁龙发现自己过于主动的行为违背了教育机器人的教育理念。要知道教育机器人是以成功能力、激进建构主义和多元智能为教育理论基石,是青少年在快乐中训练成功能力,提升科技素养的最佳平台。
幸好当时实验室是采用的能力风暴教育机器人,而该品牌机器人具备丰富的项目设计空间和项目实施空间,青少年在实施极富挑战又充满乐趣的机器人项目的过程中能够充分训练创造能力、分析能力和实践能力。
所以张铁龙认识到,自己应该放手让学生们自己去创造,让他们充分挖掘能力风暴教育机器人无限的潜能,让他们自己在项目实施过程发挥自己的创造性。而自己只充当一个顾问、或者仅仅是维修师的角色。
这样教学思路的转变真正符合了教育机器人的本质,也让张铁龙的机器人实验室再一次活跃起来。丰富的创造发明空间吸引了更多的学生的关注,张铁龙负责的机器人实验室在高密一中火了起来,“铁龙机器人”成为高密一中的金字招牌。
以教师名字命名实验室
2004年,张铁龙就带领学生冲出潍坊市赛,参加省赛并拿到第一,代表山东省前往广西参加全国性比赛,获得了铜牌,“这就算是开始上路了。”
由此开始,张铁龙在研究教育机器人的道路上越走越顺,2005年拿到了全国赛季军,2006年拿到全国赛亚军,2007年、2008年则连续两年蝉联全国冠军。
与此同时,随着2006年机器人比赛列入高校加分保送政策中,张铁龙和他的实验室也开始受到了学习和家长的重视。“2006年有两个孩子通过机器人保送到了清华大学,然后家长和学生就开始抢着报名了,学校也开始对实验室投入更多。”
2008年张铁龙带领团队拿到第二个全国冠军后,学校将机器人实验室正式更名为“铁龙机器人实验室”,这是学校绝无仅有的一个以老师名字命名的实验室。
14年来,“铁龙机器人实验室”走出来的学生,有20多名通过保送或自主招生进入了理想大学,其中有10名直接保送,一半学生保送到了清华大学,“我们学校一年最多考入清华的也就4、5个,而我就贡献出了2个。”
伴随着成就而来的,是张铁龙越来越少的个人时间,“当初承诺过家长不能耽误学生学业,所以我们都是在周末或者节假日进行训练。”他说自己十多年来没有过过一个节假日。
在通宵达旦的研究机器人过程中,张铁龙也和学生们建立起了一份特殊的情感,“可以说像父子一样,甚至比父子还亲。”张铁龙告诉澎湃新闻(www.thepaper.cn),自己也比较随和,学生们都叫他“铁哥”、“老铁”、“铁龙老师”。
谈起自己的学生,他都记得一清二楚,“之前保送到清华的学生夏飞,现在在美国的谷歌公司任职,年薪已经是120万人民币左右;另一个和他搭档参加比赛的学生冯帅,现在则是在深圳创立了亿航无人机公司,公司估值已经是8个亿左右了。”
“希望机器人产品更借地气
张铁龙认为,教育机器人能够让孩子像科学家一样思考,像工程师一样设计和实践,对培养孩子的创新能力、实践能力、团队协作能力都有非常大的帮助,“可以说,没有哪一个学科,能像教育机器人的综合性那么强。”
但他也指出,当前社会上很多机器人公司只着眼于开发高端、博眼球的机器人,处于一个很高冷、普通学生触摸不到的阶段,“很少有公司真正愿意为教育做点实事,我觉得机器人产品应该更接地气,让家长、学校都能够买得起,能让更多学生接触到机器人。”多年的教育机器人实验室培训经验,让张铁龙更加坚信,只有充分发挥学生们的主观能动性,释放他们的创意,才能在实践中不断训练他们的成功能力。而成功能力才是教育机器人最大的价值,这显然不是一两块比赛的金牌可以描述。
在张铁龙的设想中,随着未来技术的发展,教育机器人的应用将越来越广,但是他认为“万变不离其宗”,最本质的目的还是要利用教育机器人培养学生的成功能力,不忘这个“初心”,才能让教育机器人培训有自己的特色,才能长盛不衰。
对此,张铁龙表示,随着教育机器人的技术水平提高以及辅助课程的完善,必将更有利于学生能力的锻炼和成长,希望能有更多机器人公司探索、选择更有利于学习效果和成长发展的理念和方案。
铁龙实验室的奖杯墙
【对话】
“接触机器人行业缘于偶然”
澎湃新闻:你是从什么时候开始接触机器人的?什么契机让你开始研究机器人?
张铁龙:我是从2003年开始接触教育机器人行业的,到现在已经14年了。最初接触这个行业也是一个偶然机会:我毕业后从事的是信息技术教学,当时我们主任负责学校的机器人团队。在一次比赛过程中,机器人灭不了火,风扇非常小,当时我就拿易拉罐做了一个风扇,装到电机上很容易就把火灭掉了,我们主任看到了,就说“那你来带着大家搞机器人吧”,就这么赶鸭子上架,我开始研究机器人了。
当然,我自己小时候的动手能力也比较强,本身也很喜欢机器人,从2003年开始,就这么摸着石头过河,一步步走过来的。
2003年带领我们的校队参加了潍坊市的比赛,2004年我们就冲破了市赛,拿了省赛的第一,然后代表省到广西参加国赛,拿到个铜牌,这样就算开始上路了。
澎湃新闻:“铁龙机器人实验室”是什么时候创办的?
张铁龙:实验室是2006年上半年创办的,而我们学校关于机器人的项目课程2003年就开始了,只是面向个别学生,2006年建立实验室后,开始正式面向全校招生。
我们学校创建机器人实验室算是比较早的,当时潍坊市可以说走到了全国前列,主要还是因为时任的教育局长提出了创建“双百学校”的口号,就是“一百所机器人实验室”、“一百所电脑制作实验室”,他认为这两个项目将来一定会风靡全国。而我们学校就是100所里第一个建立实验室的。
澎湃新闻:实验室招收的学生都是高密一中的学生吗?学生进实验室前都有没有基础?
张铁龙:实验室学生都是高密一中的学生,大多是从初三开始选拔,我们学校有初中部,然后高一再研究一年,进来前一般都是零基础,但在招的时候,我会针对性地招一些奥赛学生,或者会语言编程的学生。2003年我们一个团队就只有2个学生,到了2006年有实验室时,就有6个学生了。
但实验室的学生最多能在实验室学到高二,高三就完全不参与了。
澎湃新闻:一般实验室训练学生都是在什么时候?会影响正常的课业吗?
张铁龙:基本都是周末,还有就是课外活动时间、体育课、技术课、音乐课等,没有影响过他们正规的上课时间。
可以说,自从搞了机器人后,我没有周末也没有节假日了,平时孩子们学习出不来,只有节假日才能出来,所以五一、十一、清明节,这些节日我都没有过过,寒暑假也是训练高峰期,我就是和别人恰好相反,别人忙的时候我最闲,别人最闲的时候我最忙,十多年了,可以说正规的假期没怎么过过。
张铁龙在指导学生研究机器人。
“家长不支持,我就给家长们写保证书”
澎湃新闻:在2003年创办机器人团队初期,家长和学校是否支持?怎么看待学生参与机器人活动?
张铁龙:最初家长是非常不理解,因为没有加分也没有保送。家长认为我就是领着孩子玩,浪费时间,所以当时顶着很大的阻力。我给家长们写保证书,保证不耽误孩子学习,保证孩子成绩不退后,然后还得让学校签字,以学校的名义让家长信任,总之就是非常非常不理解。
但学生们对机器人都非常喜欢,能通过电脑编程来控制机器,很有成就感,觉得比打游戏还有意思。所以当时学生是和我一条心的。
学校认为:家长那么反对,我们这么做是不是不对啊?我就坚持认为,这个东西对孩子的将来肯定是有帮助的。
2005年我们团队拿全国季军时还没有加分保送政策,从2006年开始就有了,这时学校和家长就开始支持了,但也是不相信,因为保送名额太少了,只有拿到全国冠亚军才能有保送机会。
但我们2006年就拿了亚军,两个孩子一个保送到了浙江大学,一个保送到了东南大学,这是学校第一批通过机器人保送的学生,通过这个保送才打开了局面,后来家长和学生都抢着报名了,学校也投入得比较多。
后来2007、2008年拿了两年冠军,2010年又拿了亚军,只要进了全国赛,基本都能拿到冠亚军。加分有保送,学生也很努力,学校也很支持。
澎湃新闻:能否分享一下你的教学方法?
张铁龙:在实验室,我能让孩子一年就出成绩,但前提就是,要有“三驾马车保驾护航”。
第一架马车是好的学生,首先要有好的尖子和苗子,而且要真正喜欢机器人。我们的孩子为什么那么棒?因为他们本来就是全年级前几名的孩子,考清华北大都可以的,本身能力就很强,然后我们再进行强化。
第二架马车是学校和家长要在财力、物力等方面大量地支持孩子。
第三驾马车,就是要有像马一样拉车的辅导老师,要能通宵达旦地陪着孩子玩,吃住都在一起。毕竟孩子比赛经验少,老师要给他们出策略、讲技巧,陪孩子一起在实验室里摸爬滚打,上赛场给他们呐喊助威。
只有这三匹马都齐全了,才能把冠军给拉回来,缺一不可。
有时我们会在实验室里研究到很晚,我送孩子们回家,一个孩子就对我说:“老师,我们这么玩机器人是不是有些变态啊?”我就和他说:“没有变态的训练哪里来变态的成绩?”只有付出了才有收获,后来我们就把全国冠军拿下了。
“和实验室的孩子亲如父子,有时更甚父子”
澎湃新闻:你曾经说过“从小玩机器人的孩子就是不一样”,能否介绍一下,研究机器人会对孩子有什么帮助和影响?
张铁龙:首先应该是研究机器人的精神,我之前有个学生在写“感动我的老师”文章时说: “跟着张铁龙老师,什么都没学,就是学会了吃苦”。确实是,在实验室里,拿成绩其实是次要的,真正重要的是他们在实验室里拼搏、奋斗的经历,这是一生的财富。
有的孩子比完赛就趴在桌子上哭,我说,哭是正常的,说明你对这件事曾经爱过、执着过。以后上大学了,无论干什么事情,只要把玩机器人的这种精神、劲头发挥出来,做任何事情都会成功的。
此外,从能力方面来说,从小玩机器人的孩子肯定动手能力强。再一个就是创新思维,你给孩子一堆零件让他们去进行创作,他的思维能力和创造能力是非常厉害的。
还有一个非常重要的,就是团结协作能力。现在很多孩子都以自我为中心,很少考虑别人的感受。但在机器人团队里,最少都是两个人,多则五六人,在团队里,你必须承认自己的缺点,发挥长处,学习别人的长处,必须要学会包容,和搭档相互配合。
现在走上就业岗位后,团结协作能力是非常重要的。现在这个社会,一个人可能会走得更快,但一群人会走得更远。
澎湃新闻:你是不是和“铁龙机器人实验室”学生的关系非常好?
张铁龙:对,亲如父子一样,甚至比父子还亲,有时班主任管不了都来找我,说“张老师你帮我管管谁谁谁吧,他把你的话当圣旨,把你当成偶像,你说什么他们都听。”孩子确实也很愿意和我聊天,我这个人也比较随和,孩子们都是叫我“龙哥”、“老铁”、“龙老师”、“铁老师”,非常亲,我和他们也是打打闹闹,而且以前自己也比较年轻,和高中孩子岁数相差不大,但现在年龄大了,不严自威,孩子们变得服服帖帖的,我反而觉得不太自然。
“14年来,培养出10个直接加分保送的学生”
澎湃新闻:目前从实验室走出去的学生发展得怎么样?
张铁龙:14年来,一共受益的学生大概有20多个,就是通过机器人保送、自主招生的学生。其中,直接加分保送的有10个,都是拿过全国冠亚军的,其中有5名保送到了清华大学。
当初保送到了清华的学生夏飞,现在在美国的谷歌公司任职,年薪已经是120万人民币左右,另一个和他搭档的冯帅同学,现在在深圳创立了亿航无人机公司,公司的估值已经是8个亿左右了,这个孩子在实验室时就很喜欢研究航模和飞机,到了清华继续研究。
还有一个就是我最得意的学生冷晓琨,目前在读博士,但已经创立了机器人公司,获得了天使投资1500万。在2012年龙年的春节晚会上,他是机器人总动员节目的总指挥,那时才大一,而他的团队基本都是研究生。
这个孩子从小学到初中、初中到高中、高中到大学,都是保送的,包括从哈尔滨工业大学到研究生,研究生到博士生也是保送的,他一次考试都没参加,都是通过玩机器人一路保送。他在大学的时候,创新奖、中国计算机学会百优大学生奖等,可以说该拿的奖项都拿到。
澎湃新闻:你对未来人工智能的发展怎么看待?
张铁龙:我觉得机器人教育是一个非常好的教学载体,机器人研究全面提升孩子的能力,现在还没有一个能完全代替它的项目。比如计算机、英语、机械等,都可以在机器人当中得到体现,而没有一个教学载体可以综合那么多学科。
但这个也是物极必反,现在有很多机器人培训班开始如雨后春笋般地出现,家长和孩子选择时也很迷茫。我觉得以后肯定会有一批学校起来,但肯定也会有一大批学校倒闭,最终会走向正规化。
具体未来机器人会朝着哪个方向发展,这个不好说。但我觉得肯定是越来越高级,现在智能化、大数据、云计算那么火,反过来肯定会促进机器人行业发展,越来越智能化,越来越贴近生活。
还有一个问题是,现在有很多机器人公司为了得到投资,发开一些高端、博眼球的机器人,没有公司愿意为孩子的教育做点实事。我觉得应该让产品更接地气,让家长、学校能够买得起机器人,让更多孩子能够接触到机器人,那么很有可能以后就会出现更多乔布斯这种人。目前机器人行业还是处于一个让很高冷、触摸不到的阶段。
责任编辑:李敏澎湃新闻报料:4009-20-4009   澎湃新闻,未经授权不得转载
关键词 >> 师者,人工智能,教育机器人

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