机器人编程怎样助力培养孩子的科学素养

孩子对有关科学领域的探究和学习，往往受到好奇心和兴趣的直接驱使，可以说好奇心和兴趣是孩子主动进行科学探究和学习的基本前提，机器人编程就是从这一点出发，来培养孩子的科学思维与能力的。具体而言，机器人编程是怎样助力培养孩子的科学素养呢?

增强孩子处理信息的能力。现实中充斥着大量冗余的信息，每一个孩子都必须能认识“信息”、理解“信息”，分辨“信息”，最后能驾驭“信息”。要想达成这样的教育目标，最佳途径就是持续学习人类的第三语言——编程语言，因为编程就是处理信息的现代方式。巩固孩子的创造能力。人工智能时代，培养科学素养的过程中想象力与创新思维必不可少，然而创新思维只是第一步，最重要的是转化为创造能力。在孩子的早期成长阶段引入编程体验，不仅可以鼓励孩子们动手实践、使孩子们的创造能力得到充分加强和巩固，又能使他们获得满满的自我成就感。少儿编程能给学生带来无限的想象力，不断培养摸索和创新的精神，程序不是解题，在不断升级、优化、创新过程中，锻炼思维逻辑能力，培养创新的能力。修改网页代码排版的狭义编程是计算机自己可以解决的，但编程不仅仅是写代码，其核心本质是算法和逻辑。

创造力是机器很难达到的高度，任何机器都必须按照一定的规则运行，然而现实世界人类生活的最大特点是没有绝对规则。少儿编程火热原因，有一部分是因为人工智能大战引发的。人工智能大战对我们最大的启发是，人类在逻辑思维方面和机器相比已经完全无法匹敌，而且差距会越来越大，拿什么和机器竞争呢?唯一的答案是创意、想象力。少儿编程教育并不是要培养未来的程序员，而是让孩子学会熟练地用科技表达自己，由科技时代的消费者转变为创造者。

其实机器人编程教育所关注的教育目标主要是计算思维和算法思维和结合STEAM教育跨学科理念的其他素养。计算思维和算法思维这两个词乍一听很像，但是仔细思考却有着完全不同的含义。含一种想象的方法，通观察类比和构建隐喻……”关于算法思维，作者这样介绍“算法是计算机科学的中心 - 计算思维正在形成算法思维的习惯。为了使程序符合算法的要求，它必须具有以下属性：有限性，确定性，有效性，以及具有一个或多个输入和一个或多个输出。算法是确定的，抽象的工件和程序知识……”书中的观点清晰明了，作者认为计算思维是形成算法思维的基础，即算法思维应当是在计算思维形成后逐步形成的高阶思维。少儿编程教育应当培养怎样的计算思维呢?

算法思维： 这样可以让学生们一起分一步一步的解决问题。 当学生已经定义了这些步骤时，他们能够在他们的计算应用程序中工作来编程步骤(即编码)来解决问题。 这个阶段允许学生制定一个计划并遵循该计划，看是否提供了所需的解决方案。

评价。这是让学生在完成这一过程中学习的重要一步，以确保他们了解如何评估解决方案如何满足问题的需求。 这一步在计算思维中并不常用，但是对于正在发展解释和支持他们的解决方案的能力的学生来说，这个问题至关重要。 它要求学生考虑是否满足了问题的所有需求，以及为什么这个解决方案是最合适的。 这个步骤还可以通过准备成功的证据来准备学生分享他们的工作。

抽象。这是一个最后一步，允许学生反思已经解决的问题，看看是否有可以在计算系统中建立的一般规则。 通过这种方式，学生可以在计算系统中开发自动化流程，以获得将来出现的类似问题。 这一步也有助于学生将解决方案的简单术语进行抛光，从而使之更适用于将来的其他问题。

机器感知是计算机系统以类似于人类使用其感觉与周围世界联系的方式解释数据的能力。计算机采用并响应其环境的基本方法是通过连接的硬件。直到最近，输入仅限于键盘或鼠标，但是硬件和软件方面的技术进步已使计算机以类似于人类的方式接受感觉输入。

机器人编程感知允许计算机使用此感官输入以及收集信息的常规计算方式，以更高的准确性收集信息并以对用户来说更舒适的方式呈现它。这些包括计算机视觉、机器听力、机器触摸和机器气味。机器感知的最终目标是使机器能够像人类一样观察和感知世界，因此使他们能够以人类的方式解释他们做出决策的原因，并在失败时向我们发出警告更重要的是失败的原因。除了机器感知只会赋予机器有限的感知力，而不是赋予机器充分的意识，自我意识和意图，机器学习的目的与一般的人工智能目的非常相似。当今的技术，科学家和研究人员尽管仍有很长的路要走，但要实现这一目标。

审核编辑：汤梓红