“很早以前对编程教育的理解，就是教孩子如何写代码，以后成为一名‘码农’。就好像小孩学画画，就是为了以后去艺考。”清华大学心理与认知科学系系主任、清华大学基础科学讲席教授刘嘉说道，“但是后来我发现，编程教育的目的绝不仅仅是教小孩怎么写代码，而是要培养孩子的思维能力。就像从前人人学英语一样，现在我们到了人人应该学编程的时代。”
国务院印发的《新一代人工智能发展规划》明确提出，在中小学阶段逐步推广编程教育。当人类社会从工业社会走向人工智能时代，未来人才所需要具备的关键能力素养也正在发生着改变。“编程教育对青少年AI意识及认知能力发展有何影响？”成为了少儿编程行业所关心的课题。
从关注代码能力到关注底层认知能力的培养，编程教育正在跨向青少年认知发展这一更高级别的范畴。6月11日，猿编程和清华大学心理与认知科学系就“编程教育对青少年AI意识及认知能力发展影响”课题的研究合作正式启动。基于清华大学心理与认知科学系的科研实力及猿编程的教育实践经验，此项研究致力于填补国内青少年编程教育认知发展领域的空白，为人工智能时代的教育转型提供重要的学术支撑和实践范本。
通过编程提升解决问题的能力
“我们不是教孩子写代码，而是通过代码去学习。”猿编程创始人、少儿编程研究院院长李翊表示，在猿编程，这是每一位员工的共识。
为什么我们需要学习编程？李翊解释到，工业时代的知识是标准化的，在人工智能时代，一切的变化皆有可能。“为此，我们需要培养大脑更加高阶的思维能力和人工智能核心素养。”
聚焦青少年人工智能核心素养，李翊提出“4C体系”教育理念，即Cognition（提升底层认知能力）、Complex thinking（锻炼复合思维能力）、Cross-discipline（赋能学科融合）、Confidence（促进自我效能）。
每个孩子都拥有与生俱来的认知潜能，在4-16岁这一关键发展期，需要为孩子更好地赋能。“如果把底层认知能力比作CPU和内存，那么复合思维能力就是操作系统，良好的操作系统才能让大脑高效运转。”李翊表示，复合思维能力通常包含计算思维、创造性思维和系统性思维等维度。通过编程教育，可以针对性地提升底层认知能力和复合思维能力。
此外，编程天然的跨学科属性使其成为知识融合的理想载体。“编程教育不能代替数学、物理，但通过在实践中发现数学思维与编程逻辑的相通之处、探索科学原理与代码实现的完美结合，可以让孩子们通过编程教育爱上数学、物理。最后，编程学习最独特的价值在于它提供了即时的反馈和可见的成果。这种正向循环不断强化着孩子的自我效能感，让他们在面对挑战时保持积极进取的心态。
“我们希望编程不是加在家长和孩子身上的负担。希望通过编程教育，能够给孩子赋能。不是让孩子去学编程，而是通过编程提升解决问题的能力、对学科的理解等等，能够真正地帮助到孩子们。要做到这一点，需要系统性的理论体系作为支撑。”李翊表示。
“人人应该学编程的时代”
“正是AI的出现，可以真正地解放人类，让人类去做更有价值的事情。”刘嘉讲到，在AI时代，最需要的是“脑力”。人工智能可以拥有知识，但是智慧只能由人来创造。因此，教育领域需要做出非常大的转变，从知识习得转向知识创造。“只有人类才能真正去突破认知的边界，创造出世界上不存在的东西。”
以2022年11月30日OpenAI发布ChatGPT为标志，人工智能大模型在全球范围内引起了广泛的关注和应用。也进一步引发了对于编程学习的热潮。近年来，少儿编程市场规模和用户数量不断扩大，第三方研究平台显示，2024年少儿编程市场规模约为488亿元人民币。
作为顶尖的大学，清华大学要开展前沿交叉研究和颠覆性非共识的研究，进行从“0”到“1”的创新。“要做到这一点，教育是关键。”刘嘉谈道，在当下的世界竞争中，真正起到主导作用的是人才的厚度。
“在工业时代，教育关注人的读写和计算能力。但是进入AI时代，这些能力不够用了。人类更加需要计算思维，以理解这个世界如何运行。”刘嘉说道。
刘嘉将编程语言和英语进行类比。从前人人学英语，但并不是每个人长大后都要去做翻译。“英文是世界语言，我们学习英文的目的是可以和世界各国的人进行知识交流。编程也是一样，编程教育不等于学代码，学习编程的目的也不是当程序员，而是要掌握一种思维方式。”刘嘉进一步说道，“现在我们到了人人应该学编程的时代。”
“在AI时代，具体的知识可能很快就会过时，但思维方式不会过时。思维可以根据场景的变化做出调整，这是编程教育应该要赋予孩子的。这种思维方式，让我们在面对各种变化场景时能够不迷失自己，不断地去寻找解决问题的路径。”刘嘉表示，通过编程教育，可以培养孩子对于思维逻辑的爱好，让孩子们可以创造出更多有价值的内容。
课题计划至少调研2万名青少年
刘嘉认为，认知科学与编程教育有着天然的交互作用。“认知科学，就是研究人的思维方式，以及智能的运作方式。而编程就是用计算机语言来模拟人的思维和认知方式。”
如今，中国乃至世界对于青少年人工智能教育的研究都处于起步阶段。“AI大模型其实是近几年才提出的。这仍然是一个相对未知的领域。”
此次研究设定了三个方向。第一，我国青少年的AI意识；第二，专家对于AI的不同看法；第三是编程教育对青少年AI意识的促进作用。
刘嘉表示，研究将会保证覆盖面的广度。“我们所调研的地区不能只关注北京、上海等发达地区，欠发达地区的编程教育同样需要关注。”课题计划至少调研2万名青少年，研究他们在编程方面的能力。
同时还要保证研究的深度。“研究的核心不是最终要发多少篇文章，而是要真正服务于编程教育从业者、相关政策制定者和家长。”刘嘉特别提到，现在的家长普遍焦虑，“我们应该给家长提供一套可参照的数据或者方案，指明孩子的哪些能力是家长应该培养发展的。”
在合作研究中，清华大学和猿编程将发挥各自优势。猿编程作为业内一线教育机构，拥有几百万名孩子学习编程的数据。扎实的数据在专家团队的手中可以得到更加充分的利用，帮助研发出更加高效的课程内容。
清华大学作为科研机构最大的合法配资平台，则可以提供专业的理论指导，明确编程教育中思维培养的具体理论框架。同时以更加客观的视角来看待编程教育，得出有价值的结论。并且发挥清华作为高等学府的引领作用，在编程教育领域更多建言。
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