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人人都可以做代码世界的建筑师

微软全球资深副总裁、微软亚太研发集团主席、微软亚洲研究院院长 洪小文

始于2013年,由非营利组织Code.org发起、全球多家高科技公司共同支持的“编程一小时”(Hour of Code)活动迄今已获得3亿次参与。这两天,2016第四届“编程一小时”全球计算机科学教育周活动也已启幕。作为Code.org组织的核心发起者,微软于12月4日至12月11日期间,在全球六十多个国家举行数千场青少年编程活动。在中国,微软携手教育机构、非营利组织,在多座城市的学校、图书馆、微软园区、线下零售店举办本年度“编程一小时”活动, 今年内可以为10万名学生提供计算机科学教育的机会。我相信,今年,与各地的志愿者们携手齐心,我们一定能引燃更多参与者的兴趣与激情,取得较往届活动更大的成功。

微软2016“编程一小时”活动启动

除了“编程一小时”之外,多年来,微软还通过主办“创新杯”(Imagine Cup)、“编程之美”(Beauty of Programming)、“数字女孩”(DigiGirlz)等活动,致力于在青少年群体中普及计算机知识与技能。微软“创新杯”全球学生大赛始于2003年,旨在激发新生代学子的想象力,投身科技创新,目前已成为全球规模最大的大学生科技竞赛。“编程之美”则是微软面向高校学生开展的大型编程比赛,自2012年至今,已成功举办了四届比赛。我们希望“编程之美”能够帮助参与者们掌握以先进算法与编程设计解决当下热点问题的能力,促进校园代码高手之间的沟通和协作。而“数字女孩”也是微软一年一度全球性的面向中学女生的活动,以启发她们对科学技术行业的兴趣与热爱。

那么,上述项目和活动的意义与价值是什么——微软为什么会如此重视针对青少年群体的计算机教育?我想,原因大概有以下三个方面。

第一个方面,编程启蒙至关重要,可以说关乎每个家庭乃至整个国家民族的未来。根据中国信息通信研究院发布的《中国信息经济发展白皮书》(2016,2015年中国信息经济总量达到18.6万亿元,占GDP比重达到27.5%,对GDP的贡献则高达68.6%。很显然,信息技术正逐渐成为整个国民经济的基础,其重要性还将随时光推移而倍增。

在中国,父母辈为了给孩子一个更美好的未来,往往很注重从小开始培养子女的英语能力——事实上,中国民众的英语水平也确实在逐年提高,至2016年已排在全球非英语国家39——然而在我看来,与掌握一门外语同等重要的是,让孩子们从小就开始接触计算机语言。这方面,改革开放的总规划师邓小平极富远见卓识。早在1984年,参观上海科技成果展时,他便提出了“计算机的普及要从娃娃抓起”。借“编程一小时”项目,通过编程启蒙,我们能够让小朋友们及早推开那扇机器世界的大门,了解到实用的程序、好玩的游戏背后的规则和原理,培养他们对计算和编程的兴趣。也许,在许多因“编程一小时”项目而初次邂逅计算机程序语言的孩子当中,就会有像阿兰·图灵、冯·诺依曼、比尔·盖茨这样的天才呢——当然,我们与Code.org合作的项目也得到了许多父母和老师的支持和配合,这是“编程一小时”大获成功的又一个原因。过去的三届活动,仅在中国,微软已帮助3600所学校、26万名青少年(其中包括边远山区的贫困儿童)体验到了编程的乐趣。

第二个方面,比起让孩子尽早获得编程启蒙更重要的,是通过“编程一小时”项目来培养每个人的“计算思维”。

视频:微软计算思维

“计算思维”是现任微软全球资深副总裁、曾任美国卡内基梅隆大学计算机科学系副主任的周以真教授于2006年提出的概念。计算思维是指,人们在理解事物、解决问题时,能够以计算机科学概念、逻辑还有算法来理解、判断的一种思维方式。它和阅读、写作、数学一样,贯穿于生活的细节中,而且逐渐成为一种人们生活所需的必备技能。

举例来说,城市交通常会遭遇拥堵,偶尔会遇到十字路口红绿灯坏掉的情况——遇到这种事,往往是东南西北四向“堵死”,要一直到交警赶到疏导交通才能缓解。为什么红绿灯坏掉就一定会堵得水泄不通?原因在于,遇到灯号故障的司机在判断状况时使用的算法叫“贪心算法”(Greedy Algorithm),意思是说,当四向车辆顶在一起,要往北的人会一路向北,不大会考虑先谦让对向车辆,以避免拥塞。其他方向的司机也是一样。与之相反的是,数据在互联网上流动,有时也会堵车(比如同一时间的并发访问数太多,服务器和CDN无法乘荷压力),这时机器的算法是退回去,拒绝访问需求,等一个随机的时间再刷新。如果把“贪心算法”换成机器的“宽心算法”,恐怕物理世界的道路会畅通得多。

随着大数据的出现,所有学科的研究人员,包括艺术、人文科学和社会科学,都正在挖掘使用计算方法和工具的新知识。计算概念、方法和工具的应用将改变每一个学科、专业和组织。拥有计算思维和有能力高效运用计算机的人会更具优势。

然而, 计算思维却不是与生俱来的,而是可以从头培养和持续提升的。每一个人,不仅仅是计算机科学家,都应热心于它的学习和运用。

正在学习微软《我的世界》编程教程的学生们

就像我在之前写的《HI+AI:人机协同 赋能未来》系列文章里所提到的,人类发明的计算机可以成为最好的左脑,而人类自身则继续保有最好的右脑。机器没可能也没必要取代人类,因此,HI(Human Intelligence)+AI(Artificial Intelligence),即人类智能+人工智能、创新算法+计算才是潜力无限的组合。眼下人工智能已走出象牙塔,正在融入人类社会。与之相随的,是计算思维对每个人生活的悄无声息而又深刻有力的影响。未来,计算思维将不再是计算机相关人士的专业技能,会成为每一个人的技能组成。因此,无论儿童还是成人,无论人们的就业愿望是不是编程,具备计算思维都能帮助他们更好的管理日常生活、与他人交流、探索世界、获得实现自我的乐趣。

几年前,微软发布过一个名为“Kodu”的可视化游戏编程项目,以培养儿童、青少年的计算思维、使他们感受到编程之乐。当前,Kodu已被推广至国内外不少学校,并获得了师生的一致认可。我很高兴看到越来越多的家长和老师开始理解计算思维的重要,并有意识地引领孩子们进入奇妙的编程世界,但同时,我也希望这个项目能更快地覆盖到更多的家庭和学校。

第三个方面,微软由衷地希望,借助相关项目,逐步消除计算机科学教育领域那些“傲慢与偏见”的门槛,让不同种族、国家、性别、年龄、收入状况的人都有机会成为代码世界的建筑师。

一直以来,亚裔(特别是中国人)和白人男性都是工程师大军中的强势群体,相对而言,黑人、拉美裔、女性居于弱势。我们支持的项目,例如“编程一小时”就希望通过长期的计算机入门公益教育,逐渐改变这种状况,而且确实取得了一些效果:根据Code.org发布的2015年度报告,在参与过“编程一小时”活动的所有学生中,女性比例达43%,黑人和拉美裔比例达37%。

近期我们为“编程一小时”项目定制了一项网络小调查。结果表明,许多人对编程有着不确切的认知。例如,谈到编程,多数人联想起的词汇竟然是“专业”(39.2%)、“男性化”(37.6%)、“好难”(32.8%)和“枯燥”(32.8%);逾50%的受访者认为,“编程工作更适合男性”。

然而,就像Code.org确立的宗旨,“在每个学校每个学生都应该有机会学习计算机科学”,编程其实并不是专业的男性才适合的工作,而且既不难,也不枯燥。曾经,微软和同时代的那些伟大公司一起,将计算从军队、大学实验室带到每个人身边。而今天,我们认为,无论人们是何种性别、学文或学理、是否会以程序员为职业,都应了解一些编程的知识,都应平等获取接受计算机教育的机会——事实上,提出“计算思维”概念的周以真教授就是一位令人敬佩的女性。

今年,由微软支持的“编程一小时”活动将继续引导中小学生以及对活动有兴趣的任何人在《Minecraft我的世界》编程游戏中快乐地学习代码这门可令人机更好交流的语言,我想每位家长都会认同,带孩子参与这一有趣的活动,远比让孩子自顾自玩手机有价值得多。

在信息科技已成为实体经济进步与进化源动力的当下,微软发起和支持的一系列计算机科学教育项目在中国落地,将能够帮助未来十年、二十年的中国发现和培养更多的科学家和工程师,并使参与活动的青少年掌握计算思维、掌握解决问题的能力、掌握与机器交互的技能。因为确信“人人都可以成为代码世界的建筑师”,我们会一如既往,竭尽一己绵薄之力,来支持这些公益性的项目。