动手养成信息化思维

人工智能时代的劳动力可以被分为截然不同的两类：高AIQ的（擅长利用智能机器，技能与智能机器互补）和低AIQ的（不擅长利用智能机器，技能与智能机器无法互补，甚至正面竞争）。

AIQ正如EQ，要从小培养。AIQ教育的目的是通过动手练习，让孩子们习惯于用信息化/数据化的眼光看待现实世界。

每一次时代转型，本质上都是一次知识转型。

我们以中国近现代史为例。近代以来，中国社会要解决的核心问题是：传统社会积累的丰富农业知识，在工业化时代没用了，必须更新。改革开放后的30多年间，中国从计划经济转向市场经济，成了举世瞩目的工业大国。这背后的实质是几亿种田农民掌握了现代工业、服务业的知识，是契约交易知识、国际贸易知识、企业管理知识、现代金融知识、IT互联网知识的大规模普及。

早在一个半世纪之前，清朝的“中兴名臣”、洋务运动的重要推动者曾国藩就已经意识到知识转型的重要性。作为科举考试的成功者，曾国藩受益于最传统的教育，但他却支持两个儿子放弃科举之路，学习西方知识。

曾国藩的长子曾纪泽选择的道路，在当时人来看绝对是旁门左道——他居然在32岁的时候开始学英文。虽然对于曾纪泽感兴趣的这些所谓的西学，曾国藩自己不是太懂，但他为了儿子也努力地去看了不少书。后来，曾纪泽写成《西学述略序说》和《〈几何原本〉序》。这两本书出版，都是曾国藩亲自批阅后为之刻版发行的。1881年，曾纪泽以外交官的身份代表清政府在彼得堡同沙俄谈判并且签订了《中俄伊犁条约》，收回了伊犁城。如果没有对西方世界的了解，没有西学的根基，就不可能取得这次重要的外交胜利。曾国藩的次子曾纪鸿则喜爱自然科学，精通天文、地理，最精代数，著有《对数评解》《圆率考真图解》等书，还计算出一百位的圆周率。

1870年，曾国藩还大力支持容闳提出的“留学教育计划”，建议朝廷从年幼的孩子中选拔一些聪明的、对西学感兴趣的，由政府出资送他们出国去学习。于是在中国近代历史上，有了第一批出国的留学生，主要学习科技、工程等办洋务急需的学科。首期120个孩子中，不少人成了近代中国历史上的佼佼者，如著名铁路工程师詹天佑，矿冶工程师吴仰曾，民国政府第一任国务总理、复旦大学创办人唐绍仪，清华大学第一任校长唐国安等。

今天我们面临新一轮时代转型，向全民尤其是向少年儿童普及人工智能知识，实现新一轮知识转型，是全社会顺利进入人工智能时代的奠基性工程。

美国、日本、新加坡等发达国家都已经意识到AI教育进课堂的必要性。

美国白宫科技政策办公室在《为人工智能的未来做好准备》中介绍，美国各个级别的教育机构都在设立和发展人工智能项目。大学院校甚至中学都在扩充人工智能和数据科学课程。白宫科技政策办公室还建议在中学乃至小学就引进数据科学课程。

日本的知名人工智能专家松尾丰呼吁，让日本国民都能通过基础科目学习掌握人工智能知识。日本的机器人教育开展得比较早。福冈县有个机器人广场，人们可以看到143种机器人，还可以和很多有趣的机器人互动。比如会卖萌眨眼的海豹机器人、古代侍女机器人、Hello Kitty机器人以及陪老年人聊天的机器人，让人大开眼界。感兴趣的孩子们还可以参加培训班，学习一些与机器人制作有关的知识。2009年的“机器人世界杯”共有来自全球的15支参赛队伍入围，其中有6支队伍来自日本，在这6支队伍中，又有3支队伍来自福冈的机器人广场培训班。由此可见，日本的“机器人教育从娃娃抓起”是走在世界前列的。

2014年7月，新加坡教育部部长王瑞杰宣布，未来3年，新加坡将有1万名中小学生参加机器人设计计划，学习编写机器人的程序。新加坡资讯通信发展管理局与新加坡理工学院联合推出机器人设计计划（RMA），希望通过趣味游戏培养中小学生的计算机思维及掌握基本的编程技能，造就未来的科技专才，为新加坡成为“智慧国”的愿景铺路。

再来看中国的情况。2016年6月，共青团中央的直属单位“中国青少年发展服务中心”与贝尔科教集团签署战略合作协议，共同开展“创造未来”青少年机器人教育促进行动。

在“AI元年”签署这样一份重量级的协议，是中国的机器人教育从边缘进入主流的标志性事件，意味着面向人工智能时代的教育革命吹响了号角。

AI教育进课堂要遵循怎样的指导思想？要回答这个重大问题，我们需要回顾科技教育先驱西摩尔·帕普特（Seymour Papert）的思考与实践。

帕普特具有跨学科的深厚素养：他在24岁和30岁时先后拿到两个数学博士学位，然后到瑞士日内瓦，追随著名心理学家皮亚杰（Jean Piaget）学习儿童发展的理论，再后来他参与创办了麻省理工学院（MIT）的人工智能实验室，也是后来成立的MIT媒体实验室的创始教员。这段宝贵的跨界学习经历让帕普特具备了将科技和教育结合起来的能力。

进入20世纪60年代后，帕普特开始思考怎么用电脑来帮助儿童更好地学习。他发明了LOGO编程语言（LOGO源自希腊文，原意为思想），也成为20世纪下半叶建构主义学习理论的代表人物。帕普特一生致力于理解儿童是怎么学习的，儿童到底在学习什么，怎样才能更好地帮助儿童学习。

帕普特有句名言：“我们要关心怎么才能让孩子对电脑进行编程，而不是让电脑对孩子进行编程。”他的意思是要让孩子通过电脑这一媒介来表达自己，并且将自己沉浸在各种有力的思想当中，而不是把学电脑变成灌输式的教育。

帕普特为此发明了以绘图为主要功能的LOGO编程语言。对于儿童来说，“画画”比“文字处理”更具有活力，能充分发挥自己的想象进行创作。这一语言与自然语言非常接近，简单易懂，孩子们一天就能学会。在LOGO的世界里有一只小海龟，孩子们可以通过输入向前、后退、向左转、向右转、回家等指令，让海龟在画面上走动。孩子们还可以让小海龟以加速或减速移动，也可以让小海龟重复某一个动作。这套编程语言非常适合儿童的知识水平，使儿童更容易上手。

同时，这些指令看似简单，但如果能将其进行合理的组合和排序，就可以创造出各种东西，比如人、房子、汽车、动物、抽象图案等。孩子们可以一边玩，一边掌握加速度这样的物理概念。他们甚至能用LOGO来学习包括微积分在内的各种高等数学知识。

图灵奖获得者艾伦·凯（Alan Kay）受帕普特观念的影响，于2004年参与发起了“100美元电脑”项目，项目的宗旨是让每一个孩子都能用得上电脑，而且贯彻了帕普特提倡的让孩子对电脑进行编程的精神，推出内置了许多学习软件的OLPC电脑。这些学习软件都是开源的，而且很容易找到源码，孩子可以自行修改这些软件，来满足自身需要。

今天我们推进AI教育，给儿童开发软件时，也要传承“让孩子对电脑编程”的精神，保护和发展他们的创造力。

帕普特是一位数学家，其分析世界的思路不同于常人，从城市交通、空气污染，到桥梁结构、地质演变，再到经济活动以及人际互动，他都能用数学模型来促进理解。他相信小孩子也能学习这些模型，电脑则是培养这种思维方式的最佳工具。他用LOGO编程语言创造出能够让孩子发挥其好奇心的环境，孩子们在对程序的不断调试中，看到了各种思路的有效性如何。

通过编程让孩子们加深对整个世界的理解和认识，养成信息化思维——帕普特的思想是我们开展AIQ教育的基石。

美国总统奥巴马对此有深刻认识。2014年，20名新泽西州纽瓦克市南十七街学校的学生和奥巴马在白宫学习“编程一小时”的课程。奥巴马由此成为美国历史上首位会编程的总统，他曾宣称世界上的所有人都应该学习编程。

奥巴马说：“如果我们想让美国保持领先地位，就需要年轻一代的美国人掌握这种工具和技术，它将改变我们所有的做事方式。”中国要在人工智能时代实现民族的伟大复兴，同样要让年轻一代都掌握编程技能，都有很高的AIQ。

贝尔科教集团开展AI教育的一个核心教学理念是：让孩子们在“做中学，玩中学”。传统教育强调动脑思考，AI教育强调“动手思考”。

人类的大脑扩容过程始于智人逐渐使用发明的新工具，大脑中有很大一部分区域是用于控制手的。因此，动手是发掘创造潜能的重要方法。

比如日本的设计大师柳宗理始终坚持用“手”进行设计。他经常不画设计图，而是直接动手制作实物大小的石膏模型，用手拿捏、抚握、思考、修正。他的理由是产品“是手要使用的东西，所以当然要用手来设计，用手去感受，手上便会有答案”。

美国人凡事喜欢亲自动手去做，“get your hands dirty”。很多创意都是在动手的时候产生的，手上的动作会刺激大脑的思考。比如实验科学家的思想火花、灵感和创意往往是在做实验的过程中迸发出来的，动手操作是思考过程中不可或缺的重要环节。

总之，动手会触发光靠思考无法得到的主意，“用手思考”和“用脑思考”具有同等重要的意义，这理应体现在教育中。教育家蒙台梭利很好地实践了这一教育原则。

管理研究专家杰弗里·戴尔和赫尔·葛瑞格森采访了500位著名的创新者，发现他们之中有相当一部分人是在蒙台梭利学校就读的。这种教育体制培养出的毕业生包括谷歌的创始人拉里·佩奇和谢尔盖·布林，亚马逊创始人杰夫·贝佐斯，维基百科创始人吉米·威尔士。

蒙台梭利课堂强调自主学习、动手实践并真实接触动植物等多种多样的素材，课堂风格也相对自由、松散。可见“做中学，玩中学”的教育模式擅长培养创新精英。

美国教育很好地贯彻了“做中学”的原则。对比中美的学校教育，美国孩子做的项目要多得多，中国孩子花在课程学习上的时间要多得多。

从幼儿园到大学，美国的孩子不停地做各种各样的项目，比如用积木搭大桥，手绘图书讲完一个故事，到大自然和社区中做调查研究，参与教授主持的项目……由此可见，通过动手实践来学习，知行合一，是美国教育的一个核心价值观。

一个人参加工作之后，无非也是完成一个又一个项目，比如设计了一栋建筑，修建了一条铁路，创办了一家公司，发明了一个游戏，策划了一本畅销书。在完成项目的过程中，需要的是创造力与沟通合作的能力，这些能力成为美国教育的培养重点。

1992年，法国国民教育部派出了以诺贝尔物理奖获得者乔治·夏帕克为首的代表团，专程到美国考察“动手做”科学教育改革。夏帕克的考察感受是：“在教室里，人们为学生表现出这一阶层少有的求知欲、好奇心和全身心的投入而感到震惊。教育质量无可挑剔。”在他的建议下，法国国民教育部和法国科学院在法国小学里进行了类似的科学教育改革。法国的许多大学教师、科技人员和大学生帮助小学教师设计“动手做”的主题、实验方案，制作教学设备。夏帕克认为，这是在通过“动手做”的基础教育，培育一种适应于新世纪知识经济社会的新文化。

温故人类教育史，不少思想家和学者对“做中学”这个教育理念做过精彩的演绎发挥。

卢梭在《爱弥儿》一书中提出了一个著名的教育原则：让孩子的手脚和眼睛当第一位老师，从直接的经验中学习。例如现在很多家长喜欢让孩子背“大漠孤烟直，长河落日圆”之类的经典古诗词，但这不是孩子的触景生情、自由思考，万事让孩子自己先经历体验，不能事先给他一个框框或者结论。瑞士教育家裴斯泰洛齐据此创立了实体教学法，即让孩子在通过对实物的直接接触获得知识。福禄培尔把其实体教学进一步深化，发明了以积木为核心的一系列做手工和游戏的材料，儿童可以像科学家们用原子来解释万物一样，用积木等基本元素构成自己的世界，形成自己解决问题的独特方式。

心理学家皮亚杰的研究表明，儿童是在“做”中运用自己的感觉器官去认识世界，儿童的动作技能和心智技能都是通过“做”形成的。生物学家对动物的研究也证明，经常做游戏的动物比不做游戏的动物有更灵活的大脑、更复杂的精神系统。

美国天普大学的儿童心理学家Kathy Hirsh-Pasek的研究成果也值得重视。学前班可以分为学术导向的（强调知识学习的），以及社会导向的（强调游戏和培养孩子彼此之间关系的），Kathy对它们的教学效果进行了比较研究。他发现，5岁时，学术导向的学前班出来的孩子认识的数字和字母明显要多。但到了6岁上一年级时，这一优势就消失了，而且在学习的热情和创造力上，社会导向的学前班的孩子明显要高。

再向前追溯，2500多年前，孔子传授六艺，就是一种实践教学法。比如六艺中的“御”，在驾车的过程中，如何让车辆保持匀速运动，如何让拉车的马匹在保持速度的同时节省精力，如何控制、激发几匹马之间的合作，这些技巧锻炼了一个人的分寸感和尺度感。学习驾车的过程就是学习领导之道的过程，这是典型的“做中学”。孔子教学生射箭，也不是希望学生成为优秀的猎手，而是让他们在学射箭的过程中，磨炼心智的定力，这也和领导之术紧密相关。孔子的学生是以天下为己任的，但孔子却用看似无关的平常技艺来培养这些精英，这个教育思想很值得我们重视。

总之，在人工智能技术越来越先进的年代，我们反倒应该越来越重视看似原始的“做中学”。儿童教育尤其如此，他们特别喜欢玩游戏，因为他们主要是用手来进行思考的。正如大教育家苏霍姆林斯基所说：“儿童的智慧在手指上。”

孩子们小时候习惯于和机器一起愉快玩耍，长大了就能和机器一起高效工作。这是游戏化AI教育的意义所在。