李开复老师的一本书《AI未来》风靡全国,迎来“深度学习”这项重大技术突破后,人工智能已经从发明的年代步入了实干的年代。现在已是未来,我们所处的时代,已经与过去完全不同。面对已经来临的、机遇与挑战并存的人工智能时代,我们必须了解人工智能,跟上人工智能发展的脚步,这样才能不被时代淘汰。
2017年7月20日,国务院印发《新一代人工智能发展规划》,其中明确指出人工智能成为国际竞争的新焦点,应逐步开展全民智能教育项目,在中小学阶段设置人工智能相关课程、逐步推广编程教育、建设人工智能学科,培养复合型人才,形成我国人工智能人才高地。
随着人工智能纳入国家发展战略,人工智能从娃娃抓起,少儿编程则成了我们首先需要了解一个学科。
人工智能离不开编程。
我们的世界正在迅速程序化、数据化和智能化,大数据、物联网、云计算、机器学习、人工智能这样一系列技术,让万物互联,让计算像自来水、电力一样成为一种基础资源,让编程成为像阅读、表达、数学一样的一种基础能力。人工智能的迅速发展,会将人类的经验和智慧通过算法快速挖掘和传播,普通人也能很容易享受到专业的生活服务和决策支持,这一方面会使得一些低端行业被人工智能取代;另一方面也对创新有了更大的渴求,这就需要人们对计算机逻辑有更深入和直观的理解,要具备与计算机相近的“计算思维”(Computational Thinking),并具备与之关联的能力。于是,“从小就编程”越来越成为很多人的共识。
前段时间我做了一个针对6-13岁儿童的少儿编程教育的问卷调查。60几份数据中有超过三分之二的父母是不了解少儿编程的,几乎100%的父母希望有少儿编程公开课来帮助他们正确认识少儿编程。因此,今天这篇文章我的初衷就是来给家长们普及一下少儿编程,让家长们对少儿编程有一个初步的理解。
(一)、什么是少儿编程
1.少儿编程的定义
所谓少儿编程,更多的是引导、启蒙、入门的作用,通过用图形化界面、简单拖拽代码块的方式,创造出各种好玩的游戏并获得成就感。小孩不需要写代码,呈现给他们的都是积木块,也就是小孩只需要有理解问题的能力就可以学习少儿编程。
少儿编程教育是区别于成人编程教育,针对6到18岁的青少年通过寓教于乐的方式来学习编程语言,基于可视化图形编程工具和基础编程语言构建在线编程学习平台和开源硬件平台,让孩子通过可视化图形编程、代码编程和机器人编程培养动手能力,逻辑思维能力,计算能力等,学习编程来串联各个学科。其属于素质教育的一个分支,也是国家在基础教育阶段对AI教育领域下的提前布局,最终达到让孩子成为全科型人才。
2.少儿编程课程的类型
少儿编程课程的类型也是很多家长不明白的地方。由于机器人编程发展比较早,所以很多家长对机器人还是听说一些,一提到少儿编程,很多家长就想到机器人编程。在一些个人咨询的时候,就发现很多家长对这方面还是不太了解。
其实少儿编程课程分两大类型:软件编程+硬件编程(机器人编程)。
软件编程:基于Scratch、Python、C++等编程语言给学生搭建可视化图形编程平台和代码编程学习平台等,通过编程游戏、网页、动画、音乐等来学习编程语言。Scratch是由美国麻省理工学院设计开发,能够将复杂的Python和C++等代码转化为简单的图形化的模块,通过积木式的拼搭来完成操作。而Python和C++则是要了解编程的代码和算法等基础理论知识,为学习人工智能知识建立坚实的基础。课程注重的是培养孩子的逻辑思维,独立思考,和分析问题的能力。
硬件编程:也叫机器人编程,通过机器人套件或者通过PicoBoard、Arduino等开源硬件平台构建模块式的机械部件、电子元件和传感器拼搭组合来学习编程。硬件可以作为载体来实现编程程序输出展示,通过硬件平台和软件平台的组合完成编程项目。机器人编程更偏向硬件偏向物理的一个方面,培养的是孩子的动手能力。课程的内容有硬件知识和编程知识两部分,但硬件知识的比重往往会多于编程知识,硬件知识主要是物理学,物理学当中的一些简单机械原理,电子电路,还有电机方面的知识。
3、少儿编程的起源
少儿编程起步于美国,在小学生和中学生阶段开始培养编程能力。
(二)正确认识少儿编程的意义
1、国家教育政策层面
教育部:《关于“十三五”期间 全面深入推进教育信息化工作的指导意见》提出要把编程教育纳入中小学教学体系中。详细的内容请大家自己网上搜索。
高考改革:浙江、上海做为高考试点省份,首次将信息技术并入高考。2018年高考就有部分省份和地区出现了编程题目。(题目截图来自网络)
(1)、2018年高考江苏数学卷
(2)、2018年高考北京数学卷
(3)、2018年高考天津数学卷
(4)2018年高考全国数学(II)卷
信息技术课程的普及:山东、广东、浙江、北京等省份小学已经正式将Scratch列入课程规划,其它省教育部也在积极筹备中。
官方背景竞赛类活动:有信息学奥林匹克竞赛和全国机器人比赛
各院校对科技特长青睐:几十所重点院校自主招生计划中,对信息类特长学生予以保送,降分等优惠政策
(对于这后面几点,本文先不展开了,请读者继续关注,后续会有专文介绍。)
2、微观层面
学习编程小孩能够在心态和能力上获得提高。比如编程能够:
強化小孩逻辑思考力
培养小孩专注细心
提高小孩耐性
增加小孩抽象思考能力
提升自身的沟通能力、学业竞争力
训练孩子空间思考能力
融入团队合作,懂得尊重他人,并学会用心倾听意见
增强自信心,享受努力学习、付出带来的成就感、满足感
(三)、孩子如何学习编程
按照孩子的年龄及知识储备分阶段学习大致分为以下三个阶段:
l 少儿编程Scratch图形化编程(6岁以上)
l 少儿编程Python语言编程(9岁以上)
l 少儿编程人工智能编程(10岁以上)
对于基础入门级别,家长可以从教学模式,关注孩子的兴趣点,课程的连续性,营造良好的学习氛围,学习效果评估标准等几个方面来给孩子提供学习环境,也可作为考察培训机构的几点参考,从而来进行选择。
1、选择合适教学模式
书籍学习:这种适合家长自我具有兴趣爱好,作为孩子启蒙阶段兴趣培养(称为家长教授)
线下培训机构:面授模式符合家长传统思维,孩子精力较集中。但这种也有一些不足课程设置偏于商业化,冗长课时让家长身心疲惫,授课老师的项目经验也是需要考究的。
线上授课:教学视频回放,自学能力不强的孩子、无法及时消化知识点
2、随时关注孩子的兴趣点
首先要了解孩子对哪类程序最感兴趣?游戏类、音乐类还是情节动画类。要注意的是scratch不等于游戏。它可以做各种各样的作品。
其次关注孩子是否经常有挥发性想法,是否对游戏能提出自已的想法或置疑书本上的实例,这些都是绝对鼓励孩子这么做的。要注意一点编程不等于应试。
再次关注孩子是否对技术兴趣倾向性,比如喜欢代码钻研,享受功能实现带来的成就感、喜欢情节构思,从全局到细节的整体分析。这些都是要大大鼓励的。
3、营造良好的学习氛围
家长的鼓励:家长要对孩子的学习热情要持续性鼓励,不断提出程序的优化改进方案,让孩子努力去实现。
把游戏分享给他人:鼓励孩子把游戏分享给他人,这样满足孩子成就感、保持学习热情,同时在实际应用中虚心倾听需求,主动优化完善程序。
建议形成学习小组:与同学,家长朋友的孩子,邻居等共同学习。尽量让孩子们之间以讨论形式解决问题
参与老师线上QQ群或微信群解答:如果是参加了线上课程的,可以参与老师线上QQ群或微信群解答,这样能够增强孩子沟通表达能力,同时孩子在解决问题过程中,汲取群友意见中更多的知识。
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