“很早以前對編程教育的理解，就是教孩子如何寫代碼，以后成為一名‘碼農(nóng)’。就好像小孩學畫畫，就是為了以后去藝考?！鼻迦A大學心理與認知科學系系主任、清華大學基礎(chǔ)科學講席教授劉嘉說道，“但是后來我發(fā)現(xiàn)，編程教育的目的絕不僅僅是教小孩怎么寫代碼，而是要培養(yǎng)孩子的思維能力。就像從前人人學英語一樣，現(xiàn)在我們到了人人應(yīng)該學編程的時代。”

國務(wù)院印發(fā)的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》明確提出，在中小學階段逐步推廣編程教育。當人類社會從工業(yè)社會走向人工智能時代，未來人才所需要具備的關(guān)鍵能力素養(yǎng)也正在發(fā)生著改變?！熬幊探逃龑η嗌倌闍I意識及認知能力發(fā)展有何影響？”成為了少兒編程行業(yè)所關(guān)心的課題。

從關(guān)注代碼能力到關(guān)注底層認知能力的培養(yǎng)，編程教育正在跨向青少年認知發(fā)展這一更高級別的范疇。6月11日，猿編程和清華大學心理與認知科學系就“編程教育對青少年AI意識及認知能力發(fā)展影響”課題的研究合作正式啟動。基于清華大學心理與認知科學系的科研實力及猿編程的教育實踐經(jīng)驗，此項研究致力于填補國內(nèi)青少年編程教育認知發(fā)展領(lǐng)域的空白，為人工智能時代的教育轉(zhuǎn)型提供重要的學術(shù)支撐和實踐范本。

通過編程提升解決問題的能力

“我們不是教孩子寫代碼，而是通過代碼去學習?！痹尘幊虅?chuàng)始人、少兒編程研究院院長李翊表示，在猿編程，這是每一位員工的共識。

為什么我們需要學習編程？李翊解釋到，工業(yè)時代的知識是標準化的，在人工智能時代，一切的變化皆有可能?！盀榇?，我們需要培養(yǎng)大腦更加高階的思維能力和人工智能核心素養(yǎng)?！?/p>

聚焦青少年人工智能核心素養(yǎng)，李翊提出“4C體系”教育理念，即Cognition（提升底層認知能力）、Complex thinking（鍛煉復合思維能力）、Cross-discipline（賦能學科融合）、Confidence（促進自我效能）。

李翊通過一段編程實踐解釋編程教育對青少年人工智能核心素養(yǎng)的提升作用。受訪者供圖

每個孩子都擁有與生俱來的認知潛能，在4-16歲這一關(guān)鍵發(fā)展期，需要為孩子更好地賦能?！叭绻训讓诱J知能力比作CPU和內(nèi)存，那么復合思維能力就是操作系統(tǒng)，良好的操作系統(tǒng)才能讓大腦高效運轉(zhuǎn)?！崩铖幢硎?，復合思維能力通常包含計算思維、創(chuàng)造性思維和系統(tǒng)性思維等維度。通過編程教育，可以針對性地提升底層認知能力和復合思維能力。

此外，編程天然的跨學科屬性使其成為知識融合的理想載體?！熬幊探逃荒艽鏀?shù)學、物理，但通過在實踐中發(fā)現(xiàn)數(shù)學思維與編程邏輯的相通之處、探索科學原理與代碼實現(xiàn)的完美結(jié)合，可以讓孩子們通過編程教育愛上數(shù)學、物理。最后，編程學習最獨特的價值在于它提供了即時的反饋和可見的成果。這種正向循環(huán)不斷強化著孩子的自我效能感，讓他們在面對挑戰(zhàn)時保持積極進取的心態(tài)。

“我們希望編程不是加在家長和孩子身上的負擔。希望通過編程教育，能夠給孩子賦能。不是讓孩子去學編程，而是通過編程提升解決問題的能力、對學科的理解等等，能夠真正地幫助到孩子們。要做到這一點，需要系統(tǒng)性的理論體系作為支撐?！崩铖幢硎尽?/p>

“人人應(yīng)該學編程的時代”

“正是AI的出現(xiàn)，可以真正地解放人類，讓人類去做更有價值的事情?！眲⒓沃v到，在AI時代，最需要的是“腦力”。人工智能可以擁有知識，但是智慧只能由人來創(chuàng)造。因此，教育領(lǐng)域需要做出非常大的轉(zhuǎn)變，從知識習得轉(zhuǎn)向知識創(chuàng)造。“只有人類才能真正去突破認知的邊界，創(chuàng)造出世界上不存在的東西?！?/p>

以2022年11月30日OpenAI發(fā)布ChatGPT為標志，人工智能大模型在全球范圍內(nèi)引起了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。也進一步引發(fā)了對于編程學習的熱潮。近年來，少兒編程市場規(guī)模和用戶數(shù)量不斷擴大，第三方研究平臺顯示，2024年少兒編程市場規(guī)模約為488億元人民幣。

作為頂尖的大學，清華大學要開展前沿交叉研究和顛覆性非共識的研究，進行從“0”到“1”的創(chuàng)新?！耙龅竭@一點，教育是關(guān)鍵?！眲⒓握劦?，在當下的世界競爭中，真正起到主導作用的是人才的厚度。

“在工業(yè)時代，教育關(guān)注人的讀寫和計算能力。但是進入AI時代，這些能力不夠用了。人類更加需要計算思維，以理解這個世界如何運行?！眲⒓握f道。

劉嘉將編程語言和英語進行類比。從前人人學英語，但并不是每個人長大后都要去做翻譯。“英文是世界語言，我們學習英文的目的是可以和世界各國的人進行知識交流。編程也是一樣，編程教育不等于學代碼，學習編程的目的也不是當程序員，而是要掌握一種思維方式?！眲⒓芜M一步說道，“現(xiàn)在我們到了人人應(yīng)該學編程的時代?！?/p>

“在AI時代，具體的知識可能很快就會過時，但思維方式不會過時。思維可以根據(jù)場景的變化做出調(diào)整，這是編程教育應(yīng)該要賦予孩子的。這種思維方式，讓我們在面對各種變化場景時能夠不迷失自己，不斷地去尋找解決問題的路徑?！眲⒓伪硎荆ㄟ^編程教育，可以培養(yǎng)孩子對于思維邏輯的愛好，讓孩子們可以創(chuàng)造出更多有價值的內(nèi)容。

課題計劃至少調(diào)研2萬名青少年

劉嘉認為，認知科學與編程教育有著天然的交互作用?！罢J知科學，就是研究人的思維方式，以及智能的運作方式。而編程就是用計算機語言來模擬人的思維和認知方式。”

如今，中國乃至世界對于青少年人工智能教育的研究都處于起步階段?！癆I大模型其實是近幾年才提出的。這仍然是一個相對未知的領(lǐng)域?！?/p>

此次研究設(shè)定了三個方向。第一，我國青少年的AI意識；第二，專家對于AI的不同看法；第三是編程教育對青少年AI意識的促進作用。

猿編程與清華大學心理與認知科學系課題合作簽約儀式。受訪者供圖

劉嘉表示，研究將會保證覆蓋面的廣度?！拔覀兯{(diào)研的地區(qū)不能只關(guān)注北京、上海等發(fā)達地區(qū)，欠發(fā)達地區(qū)的編程教育同樣需要關(guān)注?！闭n題計劃至少調(diào)研2萬名青少年，研究他們在編程方面的能力。

同時還要保證研究的深度?！把芯康暮诵牟皇亲罱K要發(fā)多少篇文章，而是要真正服務(wù)于編程教育從業(yè)者、相關(guān)政策制定者和家長?！眲⒓翁貏e提到，現(xiàn)在的家長普遍焦慮，“我們應(yīng)該給家長提供一套可參照的數(shù)據(jù)或者方案，指明孩子的哪些能力是家長應(yīng)該培養(yǎng)發(fā)展的?！?/p>

在合作研究中，清華大學和猿編程將發(fā)揮各自優(yōu)勢。猿編程作為業(yè)內(nèi)一線教育機構(gòu)，擁有幾百萬名孩子學習編程的數(shù)據(jù)。扎實的數(shù)據(jù)在專家團隊的手中可以得到更加充分的利用，幫助研發(fā)出更加高效的課程內(nèi)容。

清華大學作為科研機構(gòu)，則可以提供專業(yè)的理論指導，明確編程教育中思維培養(yǎng)的具體理論框架。同時以更加客觀的視角來看待編程教育，得出有價值的結(jié)論。并且發(fā)揮清華作為高等學府的引領(lǐng)作用，在編程教育領(lǐng)域更多建言。

新京報記者 徐彥琳

編輯 繆晨霞 校對 柳寶慶