讓孩子玩著就輕松超越同齡人——帶你邁入青少年編程的世界

我是一名擁有超過十五年經(jīng)驗的機器人編程活動組織者，關(guān)注青少年健康發(fā)展的心理咨詢師。

很多家長朋友私信問我，為什么編程這么火？該如何學習？

今天我收集整理了一些資料，會從政策、經(jīng)濟、技術(shù)、思維模型、心理發(fā)展等多個角度來探討編程學習。以下純屬個人觀點僅供參考

隨著科技時代的到來，人工智能正在飛速地改變著人們的生活。

將來的世界將是一個全面信息化、智能化的時代，人類會被各種信息智能設(shè)備所包圍。而這些信息智能設(shè)備運行的邏輯，就是程序設(shè)計語言編寫的。未來有知識的人，都應該具備一點兒與智能設(shè)備溝通的能力。

喬布斯11歲開始編程，創(chuàng)辦了蘋果公司，成為一代傳奇領(lǐng)袖，

比爾蓋茨13歲開始學編程，創(chuàng)辦了微軟，成為世界首富；

扎克伯格10歲開始學編程，創(chuàng)辦了Facebook，市值曾經(jīng)突破4000億美元。

現(xiàn)在00后從小接觸各種電子設(shè)備，被稱為“數(shù)字原住民”。

這些無疑告訴我們，從小學習編程對孩子來講是十分有好處的。

摘自（斯坦福大學）《人工智能指數(shù)2021年度報告》的其中有以下4條要點：

1、 藥物設(shè)計與發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域人工智能投資大幅增加：“藥物、癌癥、分子、藥物發(fā)現(xiàn) ”在2020年獲得 的私人人工智能投資金額最大，超過了138億美元。這個金額是2019年投資金額的4.5倍。

2、 生成一切：人工智能系統(tǒng)可以生成標準足夠高、質(zhì)量足夠好的文字、音頻和圖像合成結(jié)果。對于 一些受限的技術(shù)應用，人類已經(jīng)很難分辨出合成和非合成結(jié)果的區(qū)別。

3、 中國在人工智能期刊引用量上超過美國：幾年前，中國在期刊發(fā)表的論文總數(shù)上超過了美國，現(xiàn) 在，在期刊引用方面中國也處于了領(lǐng)先地位。而在AI領(lǐng)域會議方面，美國發(fā)表的會議論文數(shù)量近 十年內(nèi)依然持續(xù)（明顯）領(lǐng)先于中國（被引用的次數(shù)也更多）。

4、 監(jiān)控技術(shù)快速、廉價、日益普及：大規(guī)模監(jiān)控所需的技術(shù)正在迅速成熟，圖像分類、人臉識別、 視頻分析、語音識別等技術(shù)在2020年都取得了重大進展。

摘自（騰訊研究院）《2021中國智能硬件趨勢洞察報告》：

2016年，工信部發(fā)布《智能硬件產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展專項行動（2016-2018年）》，提出要深入挖掘教育等領(lǐng)域智能硬件應用需求，加強教育等領(lǐng)域智能化提升，為教育智能硬件的發(fā)展奠定了政策基調(diào)。 2018年，教育部發(fā)布《教育信息化 2.0行動計劃》，提出要構(gòu)建“個性化”的教育體系和“泛在化”的學習環(huán)境，推動新技術(shù)支持下教育的生態(tài)重構(gòu)，為教育智能硬件的發(fā)展明確了方向。多種教育硬件發(fā)揮聯(lián)動效應，可以覆蓋到更多的學習場景，通過構(gòu)建泛在化學習環(huán)境，打造一體化教育生態(tài)。

摘自（數(shù)據(jù)猿）《2021中國數(shù)據(jù)智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報告》：

在2020年4月發(fā)布的《中共中央國務(wù)院關(guān)于構(gòu)建更加完善的要素市場化配置體制機制的意見》，將數(shù)據(jù)作為與勞動、資本、土地、 知識、技術(shù)、管理并列的生產(chǎn)要素，這是第一次在中央文件中明確將數(shù)據(jù)作為一種新型生產(chǎn)要素。數(shù)據(jù)作為新的生產(chǎn)要素，在邊 際使用價值、產(chǎn)權(quán)、價值量度等方面具有獨特性

以上的報告是否感覺生澀難懂？簡單點說，我國的人工智能發(fā)展從政策優(yōu)勢上有了多個文件奠定政策基調(diào)；在經(jīng)濟上商業(yè)化逐漸成熟， 企業(yè)側(cè)降本增效明顯。在科技發(fā)展上數(shù)據(jù)智能產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)算力在不斷突破天花板，同時A I技術(shù)也從單點技術(shù)突破走向商業(yè)驅(qū)動階段，分支的深度學習和認知智能成為新的技術(shù)追逐點 。

就在這樣的人工智能時代大背景下，少兒編程教育逐漸被政府以及社會各界所重視。在全球范圍內(nèi)，編程教育都是大勢所趨。英國教育大綱規(guī)定計算機編程是5-16歲兒童必修課程；新加坡全面推動少兒編程教育，中小學考試中加入編程考試科目；日本也頒布新規(guī)，要求2020年以后中小學生必須學習編程；美國政府投資40億美元開展少兒編程教育，呼吁全國青少兒學習編程，67.5%的美國中小學生都接受過編程；我國2017年國務(wù)院頒布的《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的通知》，明確推廣中小學兒童編程，實施國家全民智能教育計劃，在中小學開設(shè)人工智能相關(guān)課程，逐步推進編程教育。各大985、211高校也紛紛將編程等科技競賽獲獎?wù)撸鳛閮?yōu)先錄取對象。

不得不承認，現(xiàn)代社會已經(jīng)步入信息化科技時代，傳統(tǒng)行業(yè)正在被科技革新。未來是智能機器時代，如果一個孩子未來不會編程，他就失去了和機器世界交互的能力，他就失去了創(chuàng)造人工智能這樣一個能力，那么這樣的情況下，我猜想在十年之后，會編程的孩子可能就像現(xiàn)在會英語的孩子一樣成為基本能力避免被人工智能時代所淘汰。

編程的核心便是邏輯，編程的過程就是一個將大問題分解為幾個小問題，然后逐步分析解決的過程，在這中間就是在培養(yǎng)一種思維方式，而這種思考的能力是無論從事什么行業(yè)都不可或缺的。

生活中有的孩子很容易被困難擊倒，而有的孩子卻堅信他們自己可以通過努力讓自己變得更聰明，這是因為他們的思維方式有差異。

研究顯示，孩子們越大，他們對自己獲得成功的信心竟然在逐步減少。

有90%的一年級孩子相信他們的大腦和智力是可以改變的， 然而當孩子們到了三年級，只剩下一半的人相信他們的大腦和智力可以改變。

也就是說，有40%的孩子在這兩年時間里失去了對自己的信心

在Dr.Dweck的研究里，人的思維模式可以分為兩種：

固定性思維（Fixed Mindset）的人覺得人的智力和天賦都是與生俱來無法改變的，對于失敗的結(jié)果，他們趨向于逃避；

成長性思維（Growth Mindset）的人覺得人的天賦只是人生的基本，會用積極的想法來面對生活的各種問題。

編程的過程就是一個讓孩子不斷連接各種知識與能力的過程，是一個鼓勵孩子在不斷試誤的過程中找到成功的過程，是一個在任務(wù)型活動中不斷獲得快樂的成就感的過程，這恰恰是在用“成長型思維”改變孩子的想法，讓他們告訴自己不是失敗者，只是一個尚未達到成功目標的努力者。

在思維里面，又將其籠統(tǒng)劃分為四個思維模型層級，分別是經(jīng)驗思維模型、流程思維模型、學科思維模型和哲學思維模型。

經(jīng)驗模型是借著具體的案例，把生活經(jīng)驗抽象成更一般性的原則，但也能幫我們解決問題；但太簡陋、粗糙，既沒有考慮具體的情景，也沒有給出適用的范圍，而且青少年們?nèi)鄙偕罱?jīng)歷，很少能夠總結(jié)出有效的經(jīng)驗思維，是小樣本啟發(fā)式思維，所以并不是很好用。

學科思維模型是各門學科中科學家們發(fā)現(xiàn)的重要的思考解決問題的思維模型，當我們把解決問題的策略追溯到學科原理的時候，思維模型的可靠性、準確性就會大幅提高。這是因為學科原理大都經(jīng)過人類嚴格的檢驗，這讓我們做決策的依據(jù)更加可靠。

哲學思維模型視野是最宏大、抽象和底層的，也是最影響一個人底層基礎(chǔ)認知信念的模型，是一種理性思辨思維方式，極其深奧難懂，并不適用于青少年

流程思維模型把很多常見問題的解決方案標準化、流程化了。市面上流行的類似麥肯錫工作法式的方法論書籍，是大樣本經(jīng)驗流程化，是在這個層面給出可復用的思維模型。編程的邏輯控制與流程思維模型是極為相似的，是兒童有直接經(jīng)驗并可以學習的基本邏輯判斷。

從四種思維模型中看，經(jīng)驗思維模型需要大量時間和案例積累，學科思維模型和哲學思維模型基本上需要在大學里面進行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)化的學習進而形成思維模型的雛形。流程思維模型是貫穿人生的基本思維模型，我們絕大部分問題的解決方案就是在這種思維模型下解決的，目前可以通過編程學習而提前訓練習得，教育走在發(fā)展之前，提前探索更底層的思維模型，家長們還為孩子在拒絕學習嗎？

編程學習最重要的是學會把復雜的問題拆解成一個個小問題，然后通過解決小問題解決復雜問題。

對少兒編程來說，學習幾行代碼并不是重點，在圖形化的編程過程中逐步培養(yǎng)編程思維，理解程序運行的邏輯，對提升孩子的邏輯思維有著長遠的意義。

更直接的提現(xiàn)是提高孩子學習成績。根據(jù)國外權(quán)威機構(gòu)研究表明：編程能讓孩子的學習成績整體提高30%。

編程教育不是孤立存在的，編程學習綜合了多種學科的知識，如數(shù)學、物理等學科知識。學習編程可以培養(yǎng)孩子的各種能力，包括動手、想象、創(chuàng)造、觀察、分析、判斷、歸納、理解、決策、組織、實驗、計劃性、條理性等。這些對于構(gòu)建其他學科的思維幫助特別大，提高孩子的綜合學科能力。

1、數(shù)學：在編程學習過程中會涉及到一些數(shù)學知識點、例如空間方位、計算、幾何、坐標、變量、函數(shù)、圖形、面積等數(shù)學知識，可以把每一個知識點運用到每一個編程作品中，讓孩更容易去理解數(shù)學知識點，更好的去運用它們，拓展孩子的數(shù)學解題思維，讓一個復雜的知識點可以用編程變得更簡單更容易理解，比如我們就一個點得坐標，如果只是數(shù)學題，你只能用筆畫，或者腦海里去想，但是編程可以把你腦海里想得解題得思路用編程代碼呈現(xiàn)出來，這樣是不是就變簡單了。

2、語文：理解力和分析力，編程每個作品都有不同的內(nèi)容和含義，首先要分析理解我們要實現(xiàn)什么功能和目標，然后運用所學的編程知識來完成這個目標，在這個過程中會遇到很多問題，不僅僅鍛煉了孩子的分析能力、理解能力和解決問題的能力，還在團隊合作中鍛煉了孩子的語言溝通能力，在展示作品得時候鍛煉了孩子的演講能力。

3、英語：本身編程就是以英文為基礎(chǔ)語言，孩子在編寫游戲或者小程序時需要反復運用英文單詞，這樣可以有效的幫助孩子提升對英語的單詞累計和學習自。 學習編程也不僅僅是為了學會寫代碼。對科學技術(shù)的探究方法是相通的，在少兒階段運用生動的事物和孩子感興趣的方式，來培養(yǎng)孩子對自然科學的好奇心、思考力和探索精神，提升孩子的科學素養(yǎng)，才能在這個新時代更具競爭力。

嚴謹?shù)倪壿?超前的學科知識+深刻的理解，這就是孩子成績提高的秘訣。

編程學習和其他學科相比有一個獨特優(yōu)勢就是可以實現(xiàn)游戲化學習，而且趣味性十足。通過類似游戲的角色代入、關(guān)卡設(shè)置、通關(guān)獎勵等手段，可以讓孩子自主的沉浸在編程學習情境中，更加專注的學習，在無形當中提升了孩子的學習專注力。同時，程序的執(zhí)行具有極其嚴謹?shù)倪壿嬓?，一個積木塊的順序或位置錯誤都會導致程序運行效果出錯，孩子在編程中也會更加細心，更加專注。也明白了程序員是怎么開發(fā)游戲的，讓孩子站在一個更高的角度去看待網(wǎng)絡(luò)游戲，避免沉迷游戲。

在青少年的生理發(fā)展階段，一般在6歲之前最好的教育方式是通過游戲活動，滿足幼兒的社會生活需要，有針對性得培養(yǎng)幼兒認知感和藝術(shù)方面的成就感有利于幼兒的自尊得以發(fā)展。使他們充分掌握言語能力，發(fā)揮創(chuàng)造力。

在9到10歲之間開始形成思維類型上的轉(zhuǎn)變，開始掌握守恒和向抽象思維過渡。成長到17歲之前都處于青春發(fā)育期，強烈關(guān)注自己的能力和學習成績。整個青少年期都是我們孩子完善人格培養(yǎng)良好能力的重要時期，培養(yǎng)孩子良好的學習習慣，培養(yǎng)孩子的抽象思考能力，培養(yǎng)孩子勇于試錯的能力，培養(yǎng)孩子解決問題的能力。

在過往經(jīng)驗里機器人編程教材都很好的提供了孩子們的分階段科學學習方法，3至7歲的孩子可以先學習積木搭建進行學習，8歲的孩子可以開始正式學習編程技術(shù)，12歲以后可以通過編程逐步掌握系統(tǒng)結(jié)構(gòu)化的學習方法。

我在這里順便介紹一些適合青少年參加的含金量比較高的機器人比賽：

一、RCJ （RoboCup Junior）青少年機器人世界杯 是RoboCup（Robot World Cup機器人世界杯）中的一個分支，主要的參賽對象是中小學生(19歲以下）。青少年機器人世界杯是一個以任務(wù)式設(shè)計為導向的教育性公開活動，該活動為青少年提供本地性﹑區(qū)域性和國際性的機器人賽事。官方網(wǎng)站：http://www.robocup.org/

二、中國青少年機器人競賽中國青少年機器人競賽創(chuàng)辦于2001年，是中國科協(xié)面向全國中小學生開展的一項將知識積累、技能培養(yǎng)、探究性學習融為一體的普及性科技教育活動。競賽旨在通過富有挑戰(zhàn)性的比賽項目，將學生在課程中的多學科知識和技能融入競賽過程中，激發(fā)學生對工程技術(shù)的學習興趣，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、動手實踐能力和團隊精神，提高科學素質(zhì)。官方網(wǎng)址http://robot.xiaoxiaotong.org/

三、全國中小學生電腦制作大賽

電腦制作大賽不能完全說是編程比賽，更多講究藝術(shù)與科技結(jié)合。評選項目要求學生使用計算機設(shè)計電子報、網(wǎng)頁設(shè)計、Flash動畫，APP制作等各式參賽作品。孩子可以用 Scratch 制作小游戲、小動畫來參賽。

四、全國青少年信息學奧林匹克競賽（NOI）

內(nèi)含金量最高的比賽，獲獎?wù)咄敲釗尩南沭G餑。許多這個比賽的獲獎?wù)咦罱K選擇國外深造。同時要想?yún)⒓觼喼夼c太平洋地區(qū)信息學奧賽（APIO）和國際信息學奧林匹克競賽（IOI）也是需要這個比賽獲獎的。

五、國際青少年信息學奧林匹克競賽（IOI）IOI 是國際性質(zhì)含金量最高的比賽，獲獎?wù)咄歉鲊H名校熱搶的香餑餑。比賽包含兩天的計算機機程序設(shè)計，解決算法問題。選手以個人為單位，每個國家最多可選派4名選手參加，參賽選手從各國相應的信息學奧林匹克競賽中選拔。中國從首屆開始，參加了迄今為止全部八屆的比賽，取得了優(yōu)異的成績。中國隊共參賽31人次，全部榮獲獎牌，被評為“整體實力最強的隊”。

六、全國青少年科技創(chuàng)新大賽

包括青少年科技創(chuàng)新成果競賽、科技輔導員科技創(chuàng)新成果競賽、青少年科技實踐活動比賽、青少年科技創(chuàng)意比賽和少年兒童科學幻想畫比賽等，分別按不同規(guī)則組織評審和展示。在計算機科學這一類目，孩子可以用APP，Python，C++做出一個項目進行參賽。

七、全國中小學信息技術(shù)創(chuàng)新與實踐大賽

全國中小學信息技術(shù)創(chuàng)新與實踐大賽簡稱NOC，是面向在校中小學師生，運用信息技術(shù)，培養(yǎng)創(chuàng)新思維、提升實踐能力并增強知識產(chǎn)權(quán)意識的一項比賽。

總結(jié)一下底層邏輯：1，從身心發(fā)展上適合各個年齡段進行科學有效的提高學習能力。2，是目前頂尖人才必備的基本能力。3，普及是大勢所趨。

大概的介紹到這里。有更多的探討歡迎在下方評論或給我私信留言。

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