智能时代的来临，让不少父母开始焦虑该如何培养孩子。为此，外滩君专访了美国北乔治亚大学计算机科学系终身教授Bryson Payne。Payne教授认为编程能力将是未来各行各业不可或缺的核心技能之一。但是很多孩子学习编程之路总是半途而废，这里的问题在哪儿呢？在Payne教授看来，这无疑和教学方法不够有吸引力有关。艺术性、趣味性和教育者的热情才是吸引孩子们的关键。

“教小孩子学习电脑编程很有趣，他们身上充满着能量，教他们学编程是一件rewarding的事情”，说到教孩子编程，Bryson Payne教授难掩自己的兴奋之情。

Bryson Payne是美国北乔治亚大学（UNG）计算机科学系终身教授，他同时还是一名经认证的信息系统安全专家。自1999年起，他开始在计算机科学系任教，曾担任UNG计算机科学系第一位系主任。不过，和那些成天在象牙塔里搞研究的学究不同，Payne在包括中国在内的148个国家开发了在线编程课程，如今已有超过两万名学生参与其中学习。

“上个世纪，解决问题的核心技能是数学，随着时代和科技的发展，在许多行业里，编程将成为一项新的核心技能”，Payne教授告诉外滩君。编程不仅是一项技术，它还可以培养解决问题的能力。“在学习编程时领域，你每时每刻都在解决新的问题，而这个世界恰好一直需要problem solver”。

佩恩教授

科技人才市场，供不应求

说起编程，我们就不得不说STEM教育，我们常说“中国STEM教育从美国引进”，但事实上，美国基础STEM教育现状也并不如人意。

美国教育部曾报告，从2010年到2020年，美国的STEM工作岗位数量将增长14%。麦肯锡最近的一项研究显示，计算机编程和信息技术工作位列“人才市场供不应求”的名单前两名。STEM研究领域的毕业生每年只以0.8%的比例增长。在美国，最受欢迎的大学专业也并不是和STEM相关的专业。

为了增加人才储备，美国联邦政府在去年三月增加了一项条款，允许在STEM领域获得学位的外国学生延长七个月的在美实习签证时长（STEM OPT），并允许他们在毕业后在美获得长达三年的“职场内培训”（On the Job Training）。

美国在我们的印象中是世界科技中心和创新中心，但是美国的基础科技教育却非常欠缺，“很多人都是在大学里开始接触学习编程相关的专业，但是他们在小的时候电脑相关的课程以及专业老师都非常匮乏”，Payne教授告诉外滩君。

2010-2020 美国STEM工作岗位预计增长率

（图片来自美国教育部官网） 

学习编程不能“循序渐进”？！

为什么编程教育不能深入小孩子的内心？有一点答案是很明确的，对于理工科，很多人都在心里设下了一道技术门槛，所以望而却步。在Payne教授看来，这其实暗示了老师的教学方法给孩子带来了心理障碍。

“想一想我们在学校里如何学习编程的？老师一开始就会告诉你一个很难的语言，比如C或者C++，然后给你一些松散独立的概念以及枯燥乏味的编程代码。但是你不知道如何把这些东西整合起来做一些有趣的事情。所以很多人听了几节编程课或者翻了几页编程书就放弃了”。

从Payne教授的教学经验来看，编程学习也不一定要“循序渐进”。这意味着，学生不需要先记忆背诵编程代码语言以及掌握核心概念，然后去操作编程。“你完全可以把已有的编程程序拿过来，然后自己改掉其中的几组代码，随意尝试，你就会发现自己可以编出完全不一样的程序”。

Payne教授告诉外滩君，其实编出的程序就像一辆车，你可以学习如何开车，但你不一定要清楚地了解汽车的每一个零部件。但是如果你经常和车子打交道，你就会知道如何把产品拆开然后重组在一起。编程也是如此，如果你经常操作编程，你其实已经把很多书本中细节琐碎的知识纳入了你的认知中。

Payne教授还建议在编程授课中，老师应多增加视觉元素，让编程看上去有意思又优美。我们都知道，STEM教育已经逐渐转变成“STEAM”,新添加的元素就是艺术（Art）。那老师们在教授编程课时，是否也可以用艺术创造性的方式来表达呢？

外滩君在看了Payne教授的编程课程后，发现他通过一串串简单的代码编出很多有趣的图案。从孩子们的现场反应来看，他们倒没觉得自己在“学”编程，而是玩得不亦乐乎。

佩恩教授的编程课展示

学技术，也可以把孩子培养成有情怀的人

Payne教授在向孩子们展示如何操作Python时，展现出了极大的热情。他从13岁开始对编程感兴趣。那时，他的妈妈给他买了第一台电脑。一到周末，Payne教授就回到家坐在那里编程，一坐就是一天。他的爸妈就大喊：“Bryson,快出去玩一玩吧！”。

就在一年后，他编出了人生的第一个程序，后卖给美国当地的一家杂志《Run》。当时，杂志社就寄来了10美元的支票。“这10美金在当时是很大的一笔钱了，我用它买了很多娃娃”,Payne教授乐呵呵道。后来，Payne自己在读大学时，就一直做助教辅导学生学习电脑科学。

Payne教授说，他教小孩子学习编程，不是希望他们个个都成为专业的编程高手，而是希望他们能够掌握解决问题的能力，并将这种能力运用在各个领域。当然，编程技术确实在当今诸如生物医学这样的领域里有重要的作用，所以他希望孩子们能够运用科技帮助别人，并让这个世界变得更好。“每当我看见那些10多岁的孩子，他们可以编出特别酷的东西，我就在想他们在25岁时能够做什么？他们可以改变未来”。

今年夏天，Payne教授在北乔治亚大学开办了一个编程夏令营，40位美国高中生来到学校学习Python编程语言。除了学生夏令营，佩恩教授正在校内主导开展编程教师资格培养项目，专门培训老师如何教6年级到12年级的初中生和高中生编程。

我们总是会教育孩子要对所学的东西充满热情。就在前不久，外滩君在收集法国42编程学校的创始人兼校长Nicolas Sadirac时，他也说道，该校挑选学生的首要标准是，看一看一个学生是否真的对IT充满热情，他们是否会在从事这一行时感到快乐和享受。

那么，在教育这个场域里，老师需不需要热情呢？如果答案是肯定的，那老师的热情又和什么相关呢？外滩君认为，热情和老师自己的格局有关。在编程这件事上，所谓教育上的格局就是，你是单纯地把孩子培养成专业的技术人员，还是将他们培养成一个有情怀的人，让他们通过技术造福人类？如果我们把格局提升一点，教育者们或许可以发现自己的教学会呈现出另外一种局面。

佩恩教授展示课件

B=外滩教育 P=Payne教授

B：Python有什么特点？它和java以及scratch有什么区别？

P：python是一个很自由随意的编程语言。对很多程序员来说，python易读，也很容易解决问题。Java比较适合于大型应用，比如企业可以用它来运营自己的公司。 Python可以完成一些小的工作，但同时它可以被用来运营整个服务器，Youtube的服务器一开始就是用python写的。所以它可以只用几行代码解决大的应用，也能做一些小的工作。Python是一个很高效的编程语言，它的应用非常广泛，比如，机器人、人工智能、电脑视觉化等。

Scratch是一款适合幼儿使用的编程工具，这是MIT和乐高合作开发的，所以孩子们只要移动模块就可以了。Scratch和Python两种语言都很简单，但是又有不同。有些人喜欢以搭积木的方式去编程，一些人喜欢写代码。操作Python时，你只需要写几行代码就可以了，而对于scratch，小孩子们压根就没有“把代码写错”的担忧。

B：您觉得孩子在什么时候学习编程最合适？

P：这个很难有确切的答案，学习编程，永远不会晚，也永远不会早。我觉得当孩子可以读写，会一丁点加减法就可以开始学习编程了。

我有两个儿子，我在他们可以辨认字母和数字的时候就开始教他们编程了。我的小儿子Max非常喜欢数学问题，他开始学习编程的时候才2岁。方形螺旋是一个非常酷的可视图形，我在电脑上编写方形螺旋的相关程序时，Max看到了，然后他说，四边形很有趣，但是可不可以把它变成六边形呢？所以我们一起把代码里的90°改为60°，角度改变了，所以屏幕上的图形改变了。Max觉得这非常神奇，尽管他的小手只能写1到9的数字，但是他可以做到更改程序这件事。

编程是一门启发性的学科，它可以提升孩子解决问题的能力，培养他们的逻辑思维。因此，学习编程，越早越好。我觉得小学是孩子开始学习编程的最好时候。这是一个培养兴趣的阶段，他们还没有被大量的知识包围，他们有更多的时间沉浸在编程世界里。等到孩子进入到中学，他们懂得更多抽象思维，这时他们就可以钻研和解决一些复杂的编程问题了。

B：从编程教育来看，美国的STEM教育近年来有哪些变化吗？

P：我觉得中美都在尝试做更多的steam 教育，政府拨下了更多资金来支持这一项教育，但是老师的供给不足是其中一个重要的问题。以美国为例，掌握专业技术的人更愿意去做高薪工作而不是去当老师。在基础教育这块，比如从一年级到五年级，我们很难找到好的科学老师，也很难有好的课程，让孩子们能够积极参与。我们需要训练我们的老师，让他们不仅会更好地教学生编程，并且让他们知道如何将编程运用在其他学科领域。

B：在AI时代，我们还有必要学习编程吗？

P：AI确实可以做一些编程工作，但是他们不能像我们一样编出任何程序。而且我们要知道，AI本身也是由人类通过编程设置的方式做出来的，所以我觉得程序员将一直被需要。事实上，因为AI，我觉得我们需要更多的程序员，现在我们可以让电脑自动解决测试问题，我们需要越来越好的电脑以及方法来帮助他们解决问题。这个世界充满各种各样的问题，我们一直需要解决问题的人。

B：AI和人类之间的关系是什么？

P：我觉得我们所能看到未来最好的样子就是知道，AI能够做什么以及人类可以做什么更好？AI可以很快地识别和归纳复杂模式。但是如何把这些模式放在一起，然后做出决定，这些事仍然需要人类来做。将技术和人类分来是无意义的。只有人类正确使用科技，才能让世界变得更美好。

以我的朋友Simon为例，他向我学习了一年多的编程，然后通过编程建了一个AItutor的网站来教孩子们数学。孩子们在这个平台上不断练习题目，然后后台会通过数据总结他们会在什么样的题目上经常犯错，然后给出指导，避免让孩子在类似的题目上再次犯错。这是AI可以帮助我们的地方。

B：您和外滩教育合作开发了面向中小学生的编程课，未来还有什么课程计划吗？

P：我非常喜欢上海，也很兴奋与外滩教育的合作，近一年来，我已经来了三次上海，不仅做了在线课程，还去了学校做了编程的公益讲座。到目前为止我已经在外滩教育课程平台开了三门课，有Python入门，Python进阶，和Java入门，这三门课都结合了我出版的图书和授课的经验开发出来，非常重视趣味性和实际动手操作。

我还和外滩教育探讨开发一门专门讲Python与人工智能应用的课程，可能明年春天推出。我研究的其他领域，比如，网络安全与密码学也可能推出新的课程。

B：您参与搭建了外滩教育创立的“青少年编程与计算机科学在线学院”，当时为什么会有这样的想法？

P： 这真的是一个让人激动的学习平台。在线学院整合了世界一线的编程课程，并且针对不同年龄有不同的编程语言课程。与全世界优秀的老师和机构合作，建立一个完整的课程和学习体系，为中国的青少年提供一流的编程教育，这让我觉得很有成就感。我有两个孩子，他们从小就跟着我学编程，我看到他们在成长中展现出了惊人的创造力，所以我当时觉得做一个在线学院的想法很有意义，这会给更多的孩子创造更多的机遇。

（本文转自外滩教育，作者张瑶）