告别屏幕,AI加持:WAIC上「编程拼图」如何重塑少儿编程教育?

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引言:WAIC上的教育创新启示

每年盛夏时节,世界人工智能大会(WAIC)在黄浦江畔汇聚全球前沿科技思潮与产业发展脉搏。在这场科技盛宴中,宏大的叙事与尖端的展示无处不在,行业巨头探讨“趋势”、“赛道”与“生态位”,预示着未来的颠覆与变革。然而,在诸多光鲜夺目的展台之间,一处被孩童们团团围住的区域,以其“反常识”的姿态,成为本届大会中最引人深思的亮点。这个展台,并非展示酷炫的屏幕技术或复杂的机器人,而是致力于利用人工智能赋能少儿编程教育,其核心特色是——没有任何一块屏幕。

当下的AI编程与少儿编程教育已非新鲜概念,但此展台所呈现的,是一种脱离传统屏幕界面的全新学习范式。孩子们手中把玩的是一块块颜色各异的实体模块,通过简单的拼接和磁吸组合,便能搭建出可执行的程序,从而控制积木小狗的奔跑与跳跃。这种直观、物理化的编程体验,与我们熟悉的Scratch或Python课程截然不同,它剥离了复杂的语法记忆负担,让程序的逻辑以可触摸、可组合的形式具象化呈现。

更值得关注的是,当孩子们遭遇程序错误或萌生新功能设想时,他们无需依赖成人协助,而是可以直接向一位“GPT老师”开口提问。在此语境下,AI不再仅仅是生成代码的工具,而是一位循循善诱、提供思路与启发的全天候智能助教。在AI编程已成标配,甚至成年人也依赖Copilot来提升效率的背景下,我们是否仍需耗费大量精力去钻研编程语言的复杂语法细节?对于此疑问,WAIC上这群“无屏”协作、却能清晰表达编程逻辑的孩子们,似乎给出了一个关于编程教育本质的全新答案。

实体编程模块:从“编写”到“搭建”的范式革新

想象一下,学习编程不再需要正襟危坐于电脑前,忘却键盘与鼠标的束缚。在派呦科技的展台前,孩子们的核心工具,只是一堆被称为“编程拼图”的实体模块。其工作逻辑被巧妙地拆分为两个核心单元:负责逻辑构思的“开始块”主编程器,以及负责指令执行的“主控块”。

编程拼图模块 图:主控块与开始块,编程拼图的核心组成部分

编程的起点,在于手持一块“开始块”。真正的魔法,则在于将代表“循环”(Loop)或“判断”(If/Else)等编程概念的模块靠近它时。伴随一声清脆的“咔哒”,两块模块通过磁力严丝合缝地吸附在一起。几乎在同时,编程模块上的一排指示灯便会即时亮起,提示程序路径的“光标”已准备就绪,即将开始运作。

物理拼接操作演示 图:模块物理拼接,实现代码“写入”的即时反馈

这声“咔哒”如同一次代码写入的确认音,带来一种令人着迷的“上头感”:每一次物理拼接,都伴随着即时的、触觉层面的反馈。孩子们不再是抽象地“编写”代码,而是在具象地“搭建”代码。派呦科技设计的这款编程拼图,彻底颠覆了传统屏幕编程的思维模式,将编程中最核心的“动词”——例如循环、判断、函数——全部转化为可物理触摸、可反复组合的实体模块。

以最经典的“If/Else”模块为例,它被设计成一个实体的“岔路口”。孩子们可以使用一个测距传感器作为判断条件:如果(If)传感器检测到物体遮挡,则执行熄灭小灯的指令;否则(Else),则执行保持小灯常亮的指令。而其设计中的核心亮点,在于那条会流动的“光标”。

通过转动主编程器上的旋钮,一个亮点被点亮,它代表着程序的“执行指针”,将沿着孩子们刚刚拼接好的模块路径开始“流动”。这一设计堪称点睛之笔:当程序遇到“If/Else”模块时,孩子们能够清晰地看到程序选择了哪一条路径执行;即使不理解“循环”的抽象概念,通过观察光点从循环块的起点流经嵌在其中的指令,再“跳”回起点周而复始,也能迅速理解其运作机制。如果说主编程器是程序的“大脑”,那么其思考结果则会即时传递给作为“身体”的主控块,主控块连接着各种输出设备,如LED灯或积木搭建的机器狗电机,从而实现对物理世界的控制。这种即时观察程序反馈在物理世界中的效果,是学习闭环的关键一环。

程序的对错,不再是屏幕上冰冷的代码报错信息,而是一目了然的灯光路径。孩子们可以将旋钮转速放慢,一步步观察光标的走向,识别出错的环节;也可以将旋钮调至最快,欣赏整个循环逻辑如跑马灯般快速运转。

想让一个测距传感器控制小灯的亮度?在传统编程中,这可能需要配置环境、调用库、编写数十行代码。而在此系统里,孩子们只需进行一次简单的拼接:将“灯光亮度”这个参数,设置为“测距传感器的数值”即可。这种将复杂参数设置简化为物理操作的创新,赋予了孩子们前所未有的创造力,并显著缩短了从想法到实现的路径。这正是孩子们最初被展台吸引的原因,而真正让他们流连忘返的,是其魔性的手感与即时正向反馈。

派呦科技的编程拼图在设计上融入了“防呆”机制,例如代表“动作”的模块无法吸附在需要“判断条件”的接口上。当孩子们遗漏了用“循环结束”模块来闭合一段循环时,一条醒目的红灯会直接提示逻辑中断。这种几乎零挫败感的探索过程,让孩子们在不知不觉中掌握了编程的基本范式:什么是循环,什么是条件判断。这种“拼一下就学会”的魔性手感,才是它能让孩子们爱不释手、沉浸其中的真正原因。

编程拼图控制小机器狗 图:通过编程拼图操作积木机器狗,实现物理世界互动

更深层次看,这套系统的设计者显然走得更远。当发现它已支持“函数”模块,甚至能够实现递归操作时,便可意识到它绝非仅仅是入门级玩具。它为孩子们将来构建更复杂的项目,预留了清晰且足够深度的学习路径。从最基本的顺序执行,到结构化的函数调用,孩子们在这套学习硬件中所能探索的编程路径,已经被延伸得足够长远,足以支持其编程思维的持续进阶。

AI老师:一对一精准辅导的智能家教

当孩子们沉浸于这种物理拼接的“上头感”与创造的喜悦中时,一个不可避免的问题也会随之出现:如果程序拼接错误或遇到“卡关”,该如何解决?在传统编程教学中,通常需要寻求人类教师的帮助,由其定位错误并提供针对性纠正。然而,在派呦科技的解决方案中,孩子们只需按住主控块上的一个按钮,然后开口提问,例如:“我的程序有什么问题?”

几秒钟后,一个声音会从主控块中传来,并且能够准确地叫出孩子的名字,提供个性化的指导。这个AI老师最令人惊叹之处,并非仅仅在于其语音回答能力,而是它能够真正理解孩子当前程序的完整状态,甚至精准识别错误所在的行数以及错误的原因。这背后,是派呦科技团队长达五年技术积累所构建的深厚护城河——一套完全自研的编译器。

这个编译器能够将实体模块的每一次拼接、旋钮的每一次转动,都实时解析为结构化的数据。它赋予了这套教育玩具一种“上帝视角”的调试能力:当孩子缓慢转动旋钮时,他能够看到代表程序执行的“光标”在模块间一步步流动;如果未能理解,他甚至可以反向转动旋钮,让程序一步步“回溯”到之前的状态,亲眼看到自己是在哪一步走错了分支。派呦科技的创始人叶博辰指出:“这种单步调试,甚至是逆向回溯的调试能力,是我们自研编译器才能实现的核心功能。”

正是基于这个坚实的技术地基,AI老师才能在其上高效“运作”。当用户提问时,传递给大模型的不仅仅是一个孤立的问题,而是一份包含了完整程序结构、光标当前位置、详细错误日志,乃至用户过去操作习惯的实时“体检报告”。叶博辰解释道:“AI老师知道小朋友当前的程序是什么,了解他过去犯过的错误,更清楚他下一步的学习目标是什么。”这使得AI老师的角色,从一个泛泛而谈的“通用解答者”,转变为一个能够实现一对一精准指导的“专属家教”。目前团队仍在持续迭代,未来AI老师甚至能主动识别孩子的困惑,并给出引导性提示,实现更智能化的主动干预。

AI老师不仅是一个技术亮点,更是派呦科技撬动个人用户市场的关键商业支点。传统的少儿编程教育本质上是高度依赖师资的“重”模式生意,由于需要老师手把手教学和纠错,很难实现仅仅销售一套硬件产品的商业模式。而派呦科技巧妙地利用一个永不离线的AI老师,拆除了这堵横亘在产品与个人用户之间最高的墙。这使得其To C业务模式具备了极强的吸引力:

  1. 无屏幕设计:直接回应了当代家长对孩子视力健康的普遍担忧,提供了健康的学习替代方案。
  2. 直观单步调试:赋能孩子自我纠错,有效培养了其独立解决问题的能力和编程的思维习惯。
  3. 全天候AI助教:彻底解决了家长“不会教、教不了”的后顾之忧,提供了专业且持续的支持。

在家长和孩子实际接触产品的场景下,这种吸引力被急剧放大。叶博辰表示:“每次参加展会,我们的展台都会被孩子们自发地围住,赖着不走。当家长亲眼看到一个‘学习硬件’能对孩子产生如此强大的魔力时,购买决策就变得非常容易。”目前,派呦科技一套编程拼图的售价为2399元,主要目标群体为4-12岁儿童,其商业化模式已获得初步验证。在To B侧,包括人大附中本部及深圳、三亚等多个实验学校已开始采购其产品开设选修课程,验证了其教育的专业性与普适性。在To C侧,产品也已积累了数百套全款预售订单,并计划登陆海外众筹平台Kickstarter,目标直指百万美金项目,展现了其在全球市场的巨大潜力。

AI时代编程教育:从“技法”到“思想”的深刻蜕变

派呦科技的创始人叶博辰生于1999年,他的成长轨迹本身就是中国第一代“科技创新教育”红利最生动的诠释。作为在北京成长起来的“95后”,他曾完美地享受了中国顶尖教育资源:从北大附小到人大附中,一路在最顶尖的机器人队中摸爬滚打,跟随优秀教师,使用当时最先进的工具(如乐高机器人和Scratch),在国内国际竞赛中屡获殊荣。他与昔日的队友们无疑是那个时代的幸运儿,事实也证明了这条精英路径的“成功”,许多队友如今已成为优秀的创业者或大厂工程师。

然而,正是因为他深度体验了这条精英教育路径,才比任何人都更清晰地洞察到其模式的天花板:这种教育的成功高度依赖于少数名校的精英教师,难以被复制到更广阔的教育天地。而今,叶博辰和他的团队所做之事,本质上是对自己成长路径的一次“反思与重构”。当人工智能能够提供无限的教育供给后,教育应当如何转型与发展?

回溯人类学习的历史:在我童年时期,学习绘画的唯一路径似乎就是报班。如果小地方没有合适的兴趣班,仅凭几本教材和廉价画材,一个人要自学成才需要极强的天赋和自律性,这是一个高门槛、慢反馈的过程。随后,互联网带来了教育的第一次革命:平权与效率提升。我们可以在B站上免费观看无数画师的教程,学习的门槛从“找到一个好老师”转变为“找到一个好视频”,极大地拓宽了知识获取的渠道。

而现在,AI绘画工具的出现,则开启了第二次革命。这不仅是进一步的平权,更是一场本质上的认知颠覆。当AI能够完美执行“如何画”的指令时,人类的价值便彻底从“技法”转向了“思想”。你不再需要苦练三年素描,但你必须清楚自己想表达什么——“绘画思想”变得比绘画技巧本身更为重要

编程教育的未来,似乎正在发生同样深刻的变化。当AI已经能高效地帮助我们编写代码、调试Bug时,编程教育的核心就不应再是教会孩子背诵while循环后需要加一个冒号的语法细节。正如我们不再需要背诵复杂的对数表一样,对编程语法的死记硬背,其价值正迅速贬值。

派呦科技的这套“编程拼图”,正是基于对上述逻辑的深刻理解而诞生的。它巧妙地利用物理拼接和AI老师,彻底剥离了编程语法的学习成本,让孩子从接触编程的第一天起,就直面其最核心的本质:逻辑、结构与创造力。这种设计理念带来的效果,在孩子们自己的作品中体现得淋漓尽致。

诸葛连弩编程演示 图:孩子利用编程拼图与积木实现复杂工程项目,如“诸葛连弩”

例如,这台结构复杂的“诸葛连弩”,是由9岁的开心和7岁的栋栋在一定引导下合作完成的。他们仅接触这款产品一年,却已能熟练设计出让传感器检测到“敌人”时,立即进行连弩发射的程序。在这个过程中,他们思考的重点不是晦涩的代码语法,而是“如何设计机械结构与程序指令”这一更高维度的工程问题,这正是未来工程师和创新者所需的综合能力。

近期,一个深刻的问题时常萦绕心头:AI时代的教育应该是怎样的?在AI时代,人类当然仍需学习。正如计算器被发明后,每个孩子依然要从加减乘除学起一样——我们需要理解事物的本质,而不仅仅是获得一个答案。因此,编程思维和计算思维的重要性,对于下一代而言,非但没有减弱,反而愈发凸显。然而,一个更尖锐的现实是:AI的知识可以迭代继承,而每一个新生的人类,都必须艰难地从1+1=2学起。人类学习的速度,注定难以追赶机器。那么,人类的出路究竟何在?

当我看着那两个孩子,看着他们手中那套摒弃了“语法”、只留下“思想”的工具时,答案的轮廓逐渐清晰起来。当AI能够解决所有“How”(如何实现)的问题后,或许我们唯一的胜算,就是不断提升自身的学习速率,将有限的精力聚焦在更高维度的思考上——即学会思想,并最大限度地利用工具,去精准地定义“What”(做什么)和“Why”(为什么做)。而这,正是所有面向下一代教育工具,必须回答的时代命题。派呦科技的编程拼图,以其独特的创新实践,为这一宏大命题提供了令人振奋的解决方案与实践范本。