每一个课程设计师在设计课程前，必然要面对这样一个直击灵魂的问题：K-12科创教育（机器人/创客/编程/steam/AI）要教什么？

教编程语言的语法？编程语言的更迭，等他们长大，世界已经变了。

教计算思维、逻辑思维？幼儿园的孩子左右都分不清，文字都不认识几个，他们能懂吗？

具体要教什么实际上要从学生的生理+心理+外部需求综合决定，对于学龄前、小学低年级、小学高年级、初中、高中，不同阶段的学生我们要教的重点都不同。

1 理论依据

一般来说，我们会参照皮亚杰的儿童认知发展理论，结合脑科学相关理论，以及我国国情，确定学生在不同年龄段的情智发展状况及特点。因为社会在发展，学生的情智发展与几十年前有了一些变化，另外地区不同，学生的发展情况也有差异。此时需要课程设计师结合确定的课程对象，进行调整。下面的这种划分法是我现在设计的一套3-20岁人工智能课程体系中的一部分。

附：皮亚杰儿童认知发展四大阶段

前运算阶段（0-2岁左右）：通过本能的行为适应外部环境

前运算阶段（2-6岁左右）：以自我为中心，图像化思维，无明显逻辑性

具体运算阶段（7-12岁左右）：由图像化思维转变到简单的逻辑思维，开始具备一定的条理性、逻辑性。

形式运算阶段（12岁以后）：抽象化思维高速发展，具备系统化思维能力。

2 学龄前（3-6岁）

这个年龄段的孩子比较特殊，因为他们这个阶段的核心任务是“生理上成长+认识世界”，该阶段的课程最重要的是对学生生理和心理上的引导作用。

该阶段我们的目标可以归纳为5个维度，17个指标，我们要教的就是如何通过课程引导学生满足这些要求。

运动能力：学生具备一定的平衡能力，动作协调、灵活；手的动作灵活协调；具备一定的适应能力。

语言能力：能够认真倾听并能听懂常用语言；能够创作并讲解完整的故事；具备初步的阅读理解能力；具备书面表达的意愿和初步技能。

自我意识：具备自我感知；能够简单管理自己的情绪；拥有一定的想象力与创造力。

社会关系管理：能够与同伴、熟悉的人建立友好关系；具备同情心、同理心；学会与他人合作；既能心情他人帮助也能帮助他人。

科学认知：在探究中认识周围事物和现象；感知和理解数、量及数量关系；感知形状与空间关系。

注：该标准是综合SEL计划、3-6岁儿童学习与发展指南，CSTA K-12中5-6岁部分等标准综合考虑后筛选总结而来。

3小学低年级（3年级及以前）

这个年龄段的孩子开始在学校系统学习各学科知识，我们可以在课程中融合一些基础、定性的知识，打造一些简化的场景/故事情节。但是需要注意的是这些知识、场景/情节最终的目的是培养学生对科学、对解决问题、对探究过程的兴趣。让学生在这个过程中感觉到乐趣、成就感、满足感。

这个阶段不宜过分强调逻辑思维，计算思维等，也不要过分要求学生进行一些抽象画的推理。最终学生学完课程应该是一种开心的状态，学生应该是在愉悦的学习过程中掌握了基本的逻辑思维能力，在学习中感到快乐和满足，并期待使用学习的知识解决更多的问题，也向往学习更多的知识。

在确保学习体验和学习乐趣的前提下，可以开始培养学生以下四个维度的能力：

知识建构：开始丰富自己的知识库，掌握同化式及生产式知识建构机制

逻辑思维：在认识事物的过程中能够借助概念、判断等基本思维形式和比较、简单分析等思维方式进行综合思考

沟通表达：懂得基本沟通礼仪，能够用恰当合理的方式表达自己的想法

问题解决能力：在生活中能够简单联系自己学习的知识解决简单的问题

4 小学高年级（3年级以后）

小学4年级开始，学生在学校学习的知识难度越来越大，对学生思维能力提出较高要求。同时，这个年龄段的学生的逻辑推理开始具备一定的抽象性，能够不受具体事务限制，可以进假设性思维，提出创造性的解决方案。

所以此阶段的课程，我们要侧重培养学生逻辑思维能力和问题解决能力，此时的重点是逐步提供高度仿真的现实问题场景，并让课程与社会接轨。

这里的接轨有两个方向，一个是课程选题可以从现实背景设置或直接以游学营的形式到问题出现的地方协助解决问题。另一方方向是教授学生如何展示项目、如何参加比赛，带领学生参加诸如科协的机器人竞赛、电教馆的电脑制作活动。在这个过程中不仅仅能够锻炼学生的学习能力、问题解决能力、更重要的是还能锻炼学生的社交能力，培养社会责任感。

此时对学生的能力培养可以量化为下面5个维度

知识建构：此时的知识建构侧重于完善和延伸自身知识体系的能力，对于良构问题能够自主查找解决方案。

数据处理能力：能够对数据进行排序、分组以突出其特点，并能够简单分析数据关联性与准确性。

批判思维：对于问题能够有自己的看法，对于其他人 解决方案不盲从，能够辩证看待一个方案的优缺点。

团队协作：了解团队分工，能够在团队中担任适合自己的角色，并能理解其他角色的职能。

逻辑思维：在思考问题，解决问题时具备条理性，能够全面系统地思考。

5 中学

目前我国中学生的能力差异非常大，培养目标是在具备前面能力的情况下，基于学生兴趣，培养学生可选探究精神，数学思维，建模能力，逻辑思维以及程序设计能力。

在这里需要注意的是，中学的兴趣与小学低年级的兴趣之间有一定差异。小学低年级的兴趣，是教师引导学生形成兴趣；中学的兴趣则是学生自己的兴趣，老师起到导师与顾问的作用。

此外，中学阶段因为升学等原因，部分学生可能会通过比赛等形式丰富自己的履历。教师在引导过程只要保证培养的核心能力不变即可，具体落实到课程设计上，就是通过差异化高自主性、高拓展性的项目给学生提供生长与绽放的舞台。