5歲參加世界機器人奧賽，原來會玩樂高的孩子這麼牛！

知識 08-03

大家聽過WRO（World Robot Olympiad）嗎？它是世界青少年機器人奧林匹克競賽，也是世界上最最最權威的機器人比賽之一。

前段時間，WRO中國北京區的選拔賽剛剛結束，憨爸有位朋友——小魚媽媽，她的5歲兒子小魚就代表學校參加了這項賽事，並且獲得了最佳科學探索獎。

（小魚獲得的證書）

同樣是玩樂高，為什麼5歲的小魚能靠樂高「玩」進了國際機器人比賽？父母平時又是怎樣引導孩子玩的？

這些都是我所好奇的問題，我想爸爸媽媽們也都很想知道對吧？所以，我就邀請小魚媽媽幫忙寫了一篇心得體會，內容有點長，但是這篇純純的乾貨里覆蓋了小魚的樂高學習過程，機器人比賽的準備和賽事介紹，真的很值得收藏的！

（by 小魚媽媽）

小魚小時候，我對他的培養主要集中在讀書、英語和音樂熏陶方面，樂高是他自己發展出來的愛好。家裡自然常備了一些樂高大顆粒，但都是他自己拼搭，我沒有刻意培養他。

如果說他小時候（3歲前）有什麼特點的話，一是注意力比較集中，記得他兩歲時特別喜歡玩串珠，一套串珠翻來覆去的穿了無數遍，持續了兩個小時，天氣熱，他滿頭大汗，我遞一杯水給他，他說，我不喝，然後埋頭繼續串珠。二是他非常喜歡拼圖，有時候一拼就是一上午。

一、樂高學習路

小魚最初上的興趣班是跆拳道和音樂，我壓根不知道還有樂高興趣班。去年端午節前夕，我帶他去中科院的一個圖書館看電影，觀影后在廣場上有一位老師拿了一隻機器狗在演示，他很感興趣，一直盯著看，老師告訴他，這是用積木搭建的，他們有教搭建機器人的課程，然後小魚就要求去上課。此後正是端午節，我們去外省旅遊，小魚天天問我什麼時候去上機器人課？回京後我就給老師打電話約了試聽課，試聽課是老師講解一個主題引導孩子用樂高模擬搭建。小魚果然很喜歡。但這個機構很小，環境不太好，離我家還有點遠，我在地圖上搜索到離我家五分鐘車程的遠大路就有樂高教育機構，約了體驗課。體驗課的主題是搭建雙層巴士，老師講解搭建的主題、特點和相關的知識點，孩子根據老師的講解和示意圖搭建自己心目中的巴士。小魚非常喜歡這個課程，課程結束還戀戀不願離開。

經過老師的介紹，我才知道，原來樂高搭建是機器人設計的初級階段，孩子們7歲以後就會逐步引入編程，讓孩子們學習通過程序實現自己的想法，更高階就是設計機器人實現特定功能。我非常吃驚，沒想到形同玩具一般的樂高積木能走向高大上的人工智慧！

這個機構在全國很多城市都有分支，在北京也有很多校區，幼兒班的老師大多畢業於師範，小學及以上階段的老師畢業於大學理工專業，他們課程設置比較豐富，環境寬敞明亮，我就給小魚報了名。

此後這個課成為小魚最喜歡的課程，搭樂高也成為他在家最喜歡玩的遊戲。小魚在這個機構上了一年，從四歲課程升級到五歲課程，所用的器具也從樂高基礎磚塊升級到齒輪類，搭建的主題越來越好玩，也涉及更多的物理學知識。他們搭建的主題有動物類，如龍、鴕鳥等，有交通工具類，如翻斗車、磁懸浮列車等，有武器類，如坦克、機槍等，有設備類，如風速儀、望遠鏡等，還有建築類，如長城、斜拉橋、埃菲爾鐵塔等。很多搭建都會涉及物理學或者其他科學的基礎知識點，如三角形的穩定性、結構與力學、磁鐵的極性、槓桿原理等，很多知識是通過實驗的方式得出的，孩子們覺得很有趣。搭建結束後，老師還會在讓孩子們講解搭建的設計思路，這對鍛煉孩子的表達能力也非常好。小魚在課堂上搭出的東西常常讓我吃驚，因為我這個物理學得名列前茅的工科生也不可能搭的比他更好。

下圖這個火箭和發射塔，搭建於他四歲四個月時。

（火箭和發射塔，四歲四個月）

下圖的龍搭建於他四歲八個月，他用螺旋漿來象徵龍的飛翔，用吊繩來象徵龍鬚，十字型來表現爪子，很細膩有想像力。

（龍，四歲八個月）

下圖是在設計帆船，他們學習了帆船是利用風力向前行駛，當逆風而行時，需要收帆，所以要安裝控帆索。從這三個圖也能看出小魚在半年時間內搭建能力的進階。

（帆船，五歲）

除了個人搭建項目，卡巴還會有一些集體項目鍛煉孩子們的協作能力，如下圖的天安門閱兵式車隊，孩子們各自搭了自己的小車，然後合作搭天安門和跑道。

（天安門閱兵車隊）

下圖是孩子們學習力與結構後設計的斜拉橋，通過斜拉索的力量分擔橋樑的重力，每個人搭建一部分橋體後進行了合作加長。

（斜拉橋）

今年寒假他沒上幼兒園，每天在家搭樂高，突然有一天，他開始玩小顆粒了，此後就幾乎不碰大顆粒了，開始是自己隨意拼搭，然後就開始按照圖紙拼搭，我給他買了樂高的一些造型，他幾乎是廢寢忘食的照著圖紙把他們搭好了，愛不釋手。

（樂高小顆粒模型）

但樂高此類模型的缺點是一套只能搭建一個主題，不能復用且價格不菲。我找到一些其他的產品，如美國Klutz公司出品的瘋狂機車系列，包括搭建指南和所用的小顆粒，內含16個搭建項目，有攪拌機、機械臂、動力車等，搭出的物品能實現一些功能，如圖七是小魚搭建的小車，能通過操縱桿帶動車輪轉動，讓孩子直觀的看到車是如何通過齒輪的咬合驅動的。這套書雖然是英文版的，但圖示步驟非常詳細，能輕鬆看懂。

（瘋狂機車系列）

小魚目前玩的另一套是邦寶的科普齒輪系列，一套有293個小顆粒，能搭建56個造型，如蹺蹺板、汽車發動機、縫紉機、石油鑽井機、碼頭傳送帶等，通過搭建能讓孩子明白輪軸轉動和滑輪的原理，如下圖的碼頭傳送帶。

（科普齒輪）

從小顆粒開始，我能感覺到樂高的學習性和鍛煉性明顯增強，比如邦寶這套小顆粒就比較複雜，需要孩子非常仔細的觀察每一步需要幾個幾號的軸，幾孔的插件，需要幾個齒輪，齒輪的方向如何，哪個軸要插在第幾個孔？小魚是個急性子的孩子，開始經常會插錯，只要有一步插錯，後面就無法繼續，需要拆掉重裝，對他的急性子也是一種磨練。

二、WRO參賽經歷

今年6月，恰逢小魚在樂高興趣班上了一年，他的老師跟我說，WRO（世界青少年機器人奧林匹克競賽協會）舉辦「小手拼出大世界」搭建比賽北京選拔賽，他們校區將組隊參加，挑選5-6歲不滿7周歲的孩子，她推薦小魚參賽，我很吃驚，小魚剛5歲3個月，會不會太小了？他從來沒參加過比賽，他們幼兒園的英語比賽我都沒給他報名，我覺得孩子太小不宜參加競爭性比賽。老師說，我覺得小魚很不錯。——考慮到小魚確實很愛搭樂高，我答應了。

今年「小手拼出大世界」搭建比賽的主題是動物大轉移，應用樂高早期簡易機械組合（9656）、野生動物套裝（45012）在五分鐘以內搭建一個無動力（如馬達）運載裝置，在裝置內裝載儘可能多的指定樂高動物模型，將裝置放置於斜坡最高處，使其在斜坡上進行重力加速度運動駛向賽道區，並最終停止。

小魚所在的樂高教育機構選了6個孩子，分成2組參加比賽。賽前，給他們上了五次集訓課。小魚這一組由兩個五歲孩子和一個六歲孩子組成，另一組是三個六歲孩子。他們的第一節課通過實驗證明了物體的下降速度與物體的重量無關，然後通過搭建不同質地輪子的小車來實驗哪一種小車跑得更遠，然後就是不停的搭建實驗看如何設計小車以便裝載更多的動物，並能讓小車跑得更遠。第四次課確定了小車模型和裝載方案，第五次課鍛煉他們的合作和搭建速度，這次課在他們比賽前一晚，天氣悶熱，他們教室空調的製冷不夠好，6個孩子一遍一遍的搭建、計時，我看到孩子們熱得滿頭大汗而興緻不減，他們搭建的速度越來越快，小車跑的越來越遠。

7月15日，正式比賽，我們早上7:40到達比賽場地，發現現場除了北京的參賽隊伍，還有來自烏魯木齊、蘭州、河北、天津的隊伍，共80支。

8點，孩子們跟著老師進賽場，家長只能在外面等候。共比賽兩輪，每個小組可以搭建2次，取最好成績。小魚組的抽籤順序是第三組。

第一輪比賽很快就到他們，通過微信群，我們看到他們在準備區很活躍，三人玩的開心、各種搞怪，而在賽場上，他們井然有序，在5分內搭建好了小車和動物，但小車跑的距離不太遠。另一組沒有在規定時間內完成搭建。

第二輪，他們在規定時間內完成了搭建，小車跑了4.2米（跑道只有4米），這是他們參加集訓以來的最好成績。另一組小車跑了4米。

指導老師說，小魚他們組第二次的搭建比第二次進步很多，距離也遠的多。聽到此言，我不禁熱淚盈眶，第一次上賽場的孩子們能發揮出比平時還要好的成績！

（賽前搞怪）

（比賽現場，小魚組在A道）

下午3點，主辦方邀請家長進入比賽大廳，部分幼兒表演了節目。4點，開始宣布結果，沒有具體的比賽成績，我們也不知道如何計分，但所有的參賽隊都有各種名目的獎項，小魚組獲得的獎項是最佳科學探索獎。

三、感悟

第二天早晨，我認真的問小魚，你喜歡昨天的比賽嗎？他說，喜歡。

為什麼？

我們一起搭了一個東西。

如果以後還有這樣的比賽，你還參加嗎？

參加。

這就足夠了。對小魚來說，重要的是培養了在實驗中總結學習和團隊協作的能力，重要的是他們在激烈的比賽過程中，能快樂興奮，能享受搭建的樂趣，結果如何並不重要。

從家長的角度來看，這個比賽設計的實在不怎麼樣。我認為，樂高搭建或者說機器人教育的終極目標是培養孩子的創新實踐能力，核心是運用知識解決問題的能力和設計能力，而不是搭建速度，或者是對於搭建模型的記憶模仿。

在WRO的網站上，我們看到早在今年3月，就在泰安舉行了2017年小手拼出大世界的山東省邀請賽，應該在那以前就公布了比賽主題。從3月到7月，有心的機構有至少長達3個月的準備時間，如果早早設計好模型、讓孩子照著模型反覆搭建來訓練速度，結果自然與訓練了幾次的孩子不可同日而語。這賽的根本就不是孩子的創意和設計能力，而是孩子背後機構的創意和能力。或者，他們是要比賽哪些機構或者哪些孩子為這個比賽花的訓練時間長？顯然，與5歲小魚最近的帆船、風車、風速儀搭建相比，搭建小車運送動物這個主題並不難，對6歲的孩子來說更是小菜一碟，對於一個沒有難度的主題來說，只能通過速度來區分成績，而速度是能夠通過大量的訓練來提高的。但對一個好的創意設計來說，糾結它的的實現是花了5分鐘還是6分鐘，有意義嗎？

我很高興小魚他們的集訓多數時間是在實驗和探索，而不是讓他們花大量時間反覆搭建來訓練他們的速度。我以為這個課程的精髓不是讓他們熟練搭建，而是通過實驗來和實踐明白和理解一些原理，能運用原理來進行設計和創新。

與之相對比的8月份將在南京舉行的第二屆全國青少年陸地機器人大賽，幼兒組的參賽主題是瘟疫隔離，任務背景是一座瘟疫蔓延的城市，人們走在路上紛紛倒地不起，城市中發生了車禍、火災，建築物倒塌，市區陷入混亂，而城郊有研究瘟疫的機構，有救援機構和物資。要求參賽隊通過描述來搭建這個災難性的場景，比賽時長60分鐘。我以為這個比賽主題就很考驗孩子的想像力、創造力和構建能力。

我對機器人比賽的了解有限，更不了解小學組、中學組和大學組的賽程設計和比賽情況，藉此文拋磚引玉，希望參加過小學、中學、大學機器人比賽的家長或者老師談談情況和感受。

四、樂高興趣班Q&A

小魚賽後，有好些朋友問及樂高教育相關情況，在此統一答覆。

一、上樂高興趣班有什麼好處？

能鍛煉孩子手部的精細功能，培養孩子的空間感、造型能力、想像力、創造力和邏輯思維能力，能通過實驗的方式學到物理學和相關學科的知識，能鍛煉孩子的專註、細緻、耐心、毅力和團隊協作能力。

國內的教學重理論而輕實踐，樂高興趣班是少有的通過實踐來學習和驗證理論的學習方式。

二、既然樂高課程這麼有用，如果孩子不喜歡搭樂高，有必要強迫嗎？

不用。有用的課程有很多種，而每個孩子都有自己學習的方式。有的孩子喜歡閱讀，有的孩子喜歡動手，沒必要強求。我遇到過有的媽媽因為自己孩子搭建的不好而焦慮，竊以為實在沒有必要了。

三、孩子幾歲上樂高興趣班合適？

據我所知，大多數樂高教育機構從三歲開始招生，但每個孩子的情況不同，應根據孩子注意力持續的時間而定，一般一節課是80分鐘，如果孩子的專註力能夠持續夠長就可以上。可以先上免費體驗課試試。

四、如果不上樂高類興趣班，如何在家引導孩子搭建？

可以自己買樂高組件，引導孩子搭建，據說某寶上出售樂高培訓教材，也可以參考。從小魚的經歷看，大顆粒需要用豐富多彩的搭建主題來引導孩子的思路和切入知識點，讓他們知道應用樂高能搭建和模擬世間萬物。小顆粒入門時需要家長幫忙拼插，因為他們的手勁不夠，有些小顆粒的插拔還無法自己完成（也許是小魚玩小顆粒的時間太早了，大多數機構的小顆粒課程是從六歲開始的）。小顆粒的搭建還需要看圖紙，初始階段需要家長教孩子如何看圖紙。

在引導孩子搭建的過程中應該注意以下情況：一是孩子遇到困難的時候不要直接幫助他或者直接告訴他解決辦法，這樣會剝奪了孩子思考的權利和機會，也剝奪了他探索的樂趣。要觀察問題的難度，引導他自己觀察思考，不斷嘗試。要有耐心等待孩子自己尋找探索，在這個過程中才能逐步鍛煉鍛煉孩子的觀察能力、分析能力、推理能力等。孩子通過探索解決了問題，才有成就感，才能增強自信，保持興趣。二是如果遇到明顯超出孩子能力範圍的問題，可以示範，但是示範完要拆除搭建，讓孩子獨立完成。

五、如何選購樂高器材？

樂高器材有正品也有仿品，鑒別真偽可以看積木上凸起的圓點，正品樂高圓點上會印上LEGO字樣，仿品則沒有。正品的色彩比較鮮艷，手感更好，價格也比較高，若是為了經濟實用，國產品牌的積木也可以用於練習。相對散裝積木來說，我認為選擇能搭出造型的積木更得孩子歡心，小魚小時候就愛搭各種車，有一套樂高大顆粒消防站他也非常喜歡。國產品牌中他買過樂博士百變工程螺絲刀套裝和齒輪機械套裝，下圖就是用樂博士百變工程套裝搭建的。

開始玩小顆粒以後，我給他買過樂高的賽車拉力賽系列、直升飛機、城市消防系列，美國Klutz公司出品的瘋狂機車和蝴蝶效應也非常值得推薦。國內生產的邦寶創意機械的設計思路也很不錯，物美價廉，我買了科普齒輪系列和電動機器人模型套裝。與樂高相比，邦寶套裝價格非常親民，質量雖然沒有樂高好，但也夠用，勝在小顆粒種類多，搭建的造型多。缺點是搭建圖紙太簡略，沒有詳細的步驟，需要大人幫忙分析。但隨著搭建次數增多，小魚越來越有經驗，慢慢能自己分析一些步驟了。

（小魚自己在家搭建的機械，四歲九個月）

六、在家搭的樂高作品和去上樂高興趣班搭的有什麼不同？

如果家長不作指導，孩子在家搭建大顆粒的時候沒有圖紙，完全是自己搭建，搭建的作品比較小，相對簡單，如下圖。

（小魚自己在家用小顆粒搭建的飛行戰艦，五歲四個月）

在興趣班有老師引導，有特定的主題，作品比較宏大複雜。

七、什麼樣的孩子適合上樂高教育課程？如何把孩子培養成機器人牛娃？

喜歡樂高搭建的孩子就可以上，但不是所有的孩子都能培養成機器人牛娃，也無須強求。首先，孩子要非常的熱愛和堅持，熱愛是天賦的來源。相對於讀書和音樂，我在樂高教育上花的心思和精力真是微乎其微，之前甚至沒有這方面的想法或者規劃，一切都來源於小魚自己，我只是尊重他的選擇，支持他的熱愛。其次，隨著年齡增長，機器人的搭建和設計將涉及編程，好的學校、機構和老師非常重要，孩子的基礎學科水平如數學能力也對會影響他的發展空間。

八、如何選擇樂高教育機構？

有資質有經驗，有一定的規模，教學有層次成體系，課程設計豐富、有趣，學習環境明亮乾淨。有志於讓孩子參加機器人比賽的家長應該關注機構是否有組織學生參加相關比賽的能力和經驗。

九、機器人比賽的成績對升學有幫助嗎？有哪些機器人比賽？

北京很多學校小升初會招收科技特長生，有些學校會指定要機器人方向，有些大學自動化專業自主招生時會參考中學生參加機器人比賽的成績，國內大學自動化專業比較領先的是清華、浙大、北航、哈工大、中科大、上海交大、西安交大、南航。

以下是比較有名的機器人比賽，供參考。

1. VEX 機器人世界錦標賽

VEX機器人世界錦標賽於2007年在美國創辦，每年吸引著全球30多個國家，上百萬青少年參與選拔。 VEX機器人比賽分成初中、高中和大學三個級別。

2. WRO國際奧林匹克機器人大賽

WRO是成為知名度最高的國際賽事之一，現有35個成員國，其中機器人世界盃系列活動是一項綜合教育與科技的國際性活動，亦是學術成分最高的賽事。

WRO比賽有幼兒、小學、初中、高中、大學四個年齡段。

3. FLL和 FLL.Jr

FLL機器人世錦賽於1998年由美國非盈利組織FIRS發起，目前參加該比賽的有10多個國家，是世界上影響最大機器人比賽之一。FLL機器人比賽面對9-16歲的孩子。

FLL.Jr 是FRIST的低年齡孩子們的國際比賽。

4. FTC（FIRST Tech Challenge）機器人科技挑戰賽

FTC是由FIRST主辦的針對12-18歲高中生的國際性機器人比賽。

5. FRC 機器人挑戰賽

由美國非盈利機構FIRST主辦，針對高中生、大專生。該項賽事已經獲得全球500多所高校的認可，所有參賽隊員每年均可獲得申請總額約3000萬美元獎學金的機會，如美國麻省理工大學、哥倫比亞大學、加拿大的多倫多大學、澳大利亞的麥考瑞大學等。每年都會有更多新的大學加入到FIRST獎學金名單中。

6. RoboRAVE

RoboRAVE是一項由Intel公司主要贊助和支持的國際機器人競賽，中國組委會也同時兼任RoboRAVE的亞洲組委會，擔負RoboRAVE在中國乃至亞洲地區的推廣和組織工作。RoboRAVE面向中小學生，項目更易上手。

7. Botball 教育機器人項目

起源於美國麻省理工大學(MIT)，1997 年成為一項以中學生教育為主旨的國際機器人競賽。贊助者包括了美國國家航空航天局、iRobot公司、美國海軍實驗室、俄克拉荷馬大學等諸多在機器人和科技教育領域舉足輕重的公司和機構。

8. Robocup機器人世界盃和RoboCupJunior機器人世界盃青少年組

RoboCup機器人世界盃是世界機器人競賽領域影響力非常大、綜合技術水平高、參與範圍廣的專業機器人競賽，此賽事主要面對大學生。機器人世界盃青少年組主要針對小學生和中學生。

9. APAR亞太青少年科技創新大賽

「APAR亞太青少年科技創新大賽」由亞太青少年機器人協會主辦，優勝選手將前往APAR位於新加坡、韓國、德國、美國的國際青少年訓練營舉行總決賽。參賽人員年齡為3-18歲。

10. 全國機器人錦標賽

由中國人工智慧學會機器人足球工作委員會（CAAI-RSC）主辦，是國內規模最大、影響力最強、水平最高的智能機器人大賽，參賽人員為大學生。

11. 全國青少年陸地機器人大賽

由國家體育總局社會體育指導中心、教育部體育衛生與藝術教育司、中國機器人運動工作委員會、全國學校體育聯盟機器人工作委員會主辦，面向幼兒和中小學生。

12. 中國青少年機器人競賽

由中國青少年機器人競賽由中國科協主辦，參賽人員為中小學生。

由以上的介紹可以看出，機器人比賽在發達國家尤其是美國極為風行，受到了很多頂尖大學、科研機構和科技公司的推崇，而在中國才剛剛起步，從美國的現在可以想像中國的未來，而中國一旦起跑，必將是大踏步甚至是飛躍式前進。

機器人教育已經引起了教育部的高度重視， 6 月 28 日，「國家體育總局社會體育指導中心、中華人民共和國教育部體育衛生與藝術教育司」發起，中國機器人運動等級考試中心發布了2017-2018中國機器人等級考試的通知，考級分6級，考試年齡為4-16歲，證書長期有效，據說對孩子升學有幫助，可作為北京科技大學等高校「自主招生」的參考成績。

今年的考級時間是8月5、6日，地點是北京科技大學。考試的主題有兩個，考試時評委會給孩子抽題，抽到題目之後即可開始動手搭建，所有步驟孩子需獨立完成，家長等隨行人員不得進入考場，時間根據等級不同、作品難度不同會有所差別，基本時間是40~50分鐘不等，越早完成會有加分。

看到這裡，一定有人問了：考級，在哪兒報名，有培訓班嗎？

有考試的地方就會有培訓，中國機器人運動等級考試中心指定的報名和培訓機構是北京卡巴青少年科技活動中心。

身為一個學了英語、架子鼓和鋼琴的孩子的媽媽，我對這三項考級都沒興趣，卻給娃報了機器人考級，話說我當時是怎麼想的呢？

回想一下，當時可能是這樣想的：

第一，小魚這麼喜歡搭建樂高，去考級不過是讓他多搭建一次罷了，他一定會喜歡。——這麼說，他是不喜歡英語、架子鼓、鋼琴？汗！

第二，機器人考級剛開始，肯定知道的人不多，有證書的娃也不多，還能有點含金量吧，不像什麼英語劍橋、鋼琴幾級遍地開花。——原來我也這麼功利啊！

作者：小魚媽媽

喜歡文科的理工女，以工學謀生，以文藝暖心。好讀書，不求甚解；喜作文，凝聚人生；愛旅遊，在行走中求索。

憨爸的話，

做這個公號最大的受益之一就是認識了很多優秀的父母，從她們身上也學到了很多！如果您在育兒方面有心得，也歡迎投稿給我，我們一起交流！^_^

憨爸在美國