为下一代插上计算思维的翅膀

2017-01-24 | 作者:微软亚洲研究院

新年伊始,中国科技馆三层展厅“信息之桥”正式开门迎客。全新的“信息之桥”展厅以“认识世界、沟通彼此、改变未来——无所不在的信息科学”为主题,涵盖信息科学基础原理与应用、最新技术应用、信息与艺术的融合等内容,使观众可以充分感受如今计算机科学的无处不在。

 

中国科技馆是中国唯一的国家级综合性科技馆,同时也是目前北京最大的科普教育基地,而代表前沿科技发展方向的“信息之桥”则是馆中最前卫的科技展厅。在经历了为期一年的更新改造后,该展厅推出了三十多项展品及互动项目,其中“图形学的前世与今生”、“颜龄机器人”、“科技改变生活”以及展厅入口处的微软小冰电话亭则展示了在计算机科学技术发展过程中以微软为代表的工业界力量。

 

为下一代插上计算思维的翅膀

一直以来,微软在普及青少年计算机知识和技能方面都不遗余力。多年来,微软通过主办“编程一小时”、“创新杯”(Imagine
Cup)、“编程之美”(Beauty of
Programming)、“数字女孩”(DigiGirlz)等活动,不断激发新生代青少年的想象力,鼓励下一代投身科技创新。此次,微软与中国科技馆的合作是微软在青少年计算机知识普及方面的又一次努力。

 

为什么青少年计算机知识科普如此重要

 

在过去的半个多世纪里,随着科学技术的不断发展,计算机已由原来的庞然大物变成了能够随身携带的迷你设备,甚至隐身于我们周围的环境中,将智能渗透至人们日常生活的方方面面,为我们的生活提供了便利。例如,20年前难以想象的在线购物、智能助理以及各种智能应用,如今已成为人们必不可少的生活方式之一。

 

当然,计算机技术的迅猛发展在给人们带来便利的同时,也带来了无形的鸿沟。当我们已经习惯了用电脑、手机在几分钟之内定好出行的火车票时,仍有人因为对电子购票渠道的不了解,而只能在火车站售票窗前排起长队。当我们已经习惯了打车软件随叫随到的出租车时,也还有一群人因为不会使用这类智能应用而只能在寒风中看着一辆辆已接单的空车飞驰而过。对于我们而言,如何让每个人都能够与时代发展同行,真正平等、便捷地享受技术进步至关重要。

 

从DOS操作系统到图形界面操作系统,这个变化背后使用的具体技术也许不为人所知,但人们却能切身感受到这些变化带来的易用性。计算机科学家的研究在某些程度上都尽可能提高计算机设备使用的便利性。而对于社会的未来——新一代青少年而言,从小培养计算思维,鼓励他们更多地参与到计算机科学的创造中来,不仅仅做技术的使用者而是成为创造者,可以说是关乎每个家庭甚至是国家和世界的未来。值得欣慰的是,在经济全球化的过程中,父母为了给孩子们一个更好的未来,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。然而与此同时,我们同样也处在信息全球化的进程中,与掌握一门外语同样重要的是让孩子们从小就接触计算机技术,培养计算思维。

 

微软协助中国科技馆搭建的四项展示和互动——“图形学的前世今生”、“颜龄机器人”、“科技改变生活”以及微软小冰电话亭——分别从计算机图形学、计算机视觉、人工智能等角度向青少年多维度地展示了计算机科学技术的魅力。在“图形学的前生今世”中,观众可以看到中国的图形学技术是如何发展起来,并运用于动画作品当中的。而“颜龄机器人”则采用简单有趣的交互方式为人们展示了实时人脸检测和识别技术。微软小冰电话亭则采用与人工智能聊天机器人“打电话”的方式,让观众与小冰产生直接的感官互动。最后,在“科技改变生活”的视频展示中,观众可以从HoloLens,Skype
Translator实时语音翻译技术,和帮助盲人看世界的Seeing
AI等应用中,深切感受到计算机科学的强大能力,让孩子们可以直观的体会到只要发挥自己的创意,科技可以让生活变得更美好。

 

为下一代插上计算思维的翅膀

打开计算思维的大门

 

通过在中国科技馆“信息之桥”展厅中对观众启蒙式的展示,微软更希望借此为青少年打开“计算思维”的大门。

 

你可能听说过逻辑思维、数学思维等等,但什么是计算思维?“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博士于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,能够以计算机科学的概念、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,而且将逐渐成为一种人们生活所需的必备技能。

 

计算思维的本质是一种抽象看问题的能力。不同于数学思维需要的推理和逻辑能力,计算思维更看重的是从大量的信息中提取规律并进行抽象的能力。对于计算机而言,如果一个问题可以清晰的用陈述性或者过程性的语言表述出来,那么计算机就能解决这个问题。而计算思维对应的就是解决这类问题的能力。

 

目前,计算思维已经与多个学科研究产生了广泛的联系。例如,生物学家坚信能从计算思维中受益。事实上,计算机科学对生物学的贡献不仅限于能够在海量序列数据中寻找模式、规律的本领,最终希望数据结构和算法能够以其体现自身功能的方式来表示蛋白质的结构。在微软剑桥研究院一群生物学家利用计算思维,试图像计算机编程一样进行生物编程,从而解决人类健康的重大难题——癌症。而与此类似的还有,博弈机器学习的理论正改变着经济学家的思考方式等等……

 

在人工智能技术如此火热的当下,无论是科技爱好者,还是普通大众或许都可以在假期抽空去中国科技馆看看,在“信息之桥”展厅中,以回归本源的方式,重新审视和理解人们日常生活中无可替代的计算机科学技术。用一颗初心,让科技真正造福人类。

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