少年AI编程启蒙:程小智的创造之旅

978-7-115-69421-8
作者: 秋叶陈明
译者:
编辑: 吴晋瑜

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本书以创新的无代码方式,通过多个现实生活中的实例,带领读者经历一场思维升级之旅。本书内容涵盖从发现内在编程思维、学习与AI交流,到亲手打造实用工具并不断优化迭代的全过程,帮助读者掌握计算机逻辑和产品开发的核心方法,进而解决日常学习和生活中的个人效率提升、团队协作等难题。 本书适合多类读者群体,包括但不限于希望通过技术领先同龄人的中小学生、希望培养孩子解决问题能力的家长,也适合从事青少年人工智能教育的学校、培训机构用作参考书。

图书摘要

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书名:少年AI编程启蒙:程小智的创造之旅

ISBN:978-7-115-69421-8

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著    秋 叶 陈 明

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内 容 提 要

本书以创新的无代码方式,通过多个现实生活中的实例,带领读者经历一场思维升级之旅。本书内容涵盖从发现内在编程思维、学习与AI交流,到亲手打造实用工具并不断优化迭代的全过程,帮助读者掌握计算机逻辑和产品开发的核心方法,进而解决日常学习和生活中的个人效率提升、团队协作等难题。

本书适合多类读者群体,包括但不限于希望通过技术领先同龄人的中小学生、希望培养孩子解决问题能力的家长,也适合从事青少年人工智能教育的学校、培训机构用作参考书。

致AI时代中的你

在AI时代,会思考比会编程更重要

每个人都有创造的能力,只是很多人不知道如何运用

愿你在AI助力下激发创造天赋

以思考为帆、AI为桨探索世界

前  言 每个人都能成为创造者

一个普通人的故事

2024年11月,印尼苏门答腊岛的海滩上,一位35岁的普通创业者收到了一条改变他人生的短信通知:“您的App[1]已通过审核。”

[1] App:是Application的简称,中文译为“应用程序”或“应用软件”,是为智能手机、平板电脑等移动设备设计的第三方软件。——编辑注

这个App名为“小猫补光灯”,是他收到短信通知的前一天花1小时做出来的。一个月后,这款专为手机用户量身打造的自拍补光App已拥有16万用户。最令人惊讶的是,这位普通的创业者是零编程能力。

不是天才,是思维的力量

这位经济学专业毕业的创业者,曾经自学Python仅一周便放弃了。但当他接触到AI编程工具,一切都不一样了。

“我每天大概有十几个小时,都在不停地‘玩’。”他这样说道。

值得注意的是,他说的是“玩”,而非“学”。真正改变他的,不是AI工具,而是一种思维方式——编程思维。

未来已来,创造者的时代

过去,从萌生想法开始,普通人一般需要耗费3年的时间学习编程知识,还要用3个月实践代码编写,才能过渡到完成产品阶段。而今,仅需1小时搭建起编程思维框架,再用30分钟借助AI协作,就能高效地将产品快速落地。

现在,门槛消失了!每个有想法的人,都可以成为创造者。

什么是编程思维?

编程思维是一种高效解决问题的思维方式,其本质是“理解问题—找出解决方法”的系统化过程,适用于编程、学习及日常生活。简单来说,在AI时代,编程思维是把要做的事一步步梳理清楚,让AI帮你实现的思考方式。

这不是程序员的专利,而是每个人都该有的思维方式。

为什么每个人都能成为创造者?

在AI时代,创造的门槛大幅降低。过去,我们可能需要花费3年甚至更长时间学习编程技能,如今只需经过若干小时的思维训练,便能掌握借助AI实现创意的核心方法。

创造的工具发生了根本变化。AI逐渐成为我们的编程伙伴,只要提出想法、描述需求,AI便能协助我们完成代码编写、界面设计甚至功能实现。

创造的意义更加贴近本质。我们不再困扰于具体用什么技术或工具实现,而是更专注于解决自己关心的问题,这些解决方案往往也能自然而然地帮助到面临相似问题的他人。

创造带来的快乐,始终未变。那种亲眼看见自己的想法一步步变成可交互、可使用的现实作品的成就感,依然是任何体验都难以比拟的。

本书会带给你什么?

本书全程无须编写代码,通过多个现实生活中的实例,跟着13岁的程小智的一家人,你将经历一场思维升级之旅。我们会先带着你发现自己内在的编程思维,学习与AI交流,了解计算机的逻辑;然后亲手打造实用工具,针对现实挑战探索解决方法;在获得创新成果后,不断优化、迭代,让自己的作品变得更智能、更好用。

创造者宣言

从今天起,你不再是被动的使用者,而是将成为主动的创造者;不再抱怨“没有合适的工具”,而是说“我来做一个”;不必羡慕别人的成功,而是能快速实现自己的创意。

每个人都能成为创造者,包括你。

现在就开始

翻开下一页,你的创造之旅即将开启。

也许下一个用1小时改变人生的人,就是你!

第1章 发现你早就有的编程思维

1.1 原来我一直都有编程思维!

今天吃什么?

“今天吃什么?”

这可能是人们日常生活中问得最多的问题。

晚上6点,小智站在冰箱前发呆。冰箱里食材不少,有鸡蛋、西红柿、土豆、青椒……可小智就是不知道做什么。

“西红柿炒蛋?”昨天刚吃过。

“土豆丝?”前天也吃了。

“算了,还是泡面吧。”小智叹了口气。

就在这时,妈妈下班回来了。

“今天想吃什么?”妈妈习惯性地问。

“不知道……每天都是这个问题,太难了!”小智摊手。

妈妈笑了,打开冰箱看了一眼,“其实,解决这个问题有个小窍门。”

“什么窍门?”小智好奇地问。

妈妈神秘一笑,“你刚才是怎么想的?”

“就是……看看冰箱有什么,然后就不知道了。”

“那除了‘有什么食材’,你还需要考虑什么?”妈妈引导道。

小智想了想,“今天想吃什么口味?有多少时间做饭?要做几个人的份?”小智越说越清晰。

妈妈拍手,“太棒了!你看,你刚才做了什么?”

“我把‘今天吃什么’这件事一步步想清楚了?”小智眼睛一亮。

有了!我有思路了

“完全正确!”妈妈说,“现在,用这个方法来解决今天的晚餐。”

小智开始分析……

“有了!”小智兴奋地说,“西红柿炒蛋(有菜有蛋白质)、青椒土豆丝(清爽蔬菜)、虾仁蒸蛋(嫩滑补钙)、蘑菇汤(清淡开胃),三菜一汤,营养齐全!”

“太棒了!”妈妈笑道,“你看,问题解决了吧?”

半小时后,餐桌上摆满了香喷喷的菜。

“真好吃!”小智边吃边说,“原来解决‘今天吃什么’这么简单!”

这时,爸爸和姐姐程林林一起回来了。

“哇,好香!”姐姐惊喜地说,“今天的菜搭配得真好!”

“是小智配的菜。”妈妈得意地说。

“小智?”爸爸惊讶,“你怎么想出来的?”

“我把要做的事想清楚了……”小智解释道。

姐姐听完若有所思,“小智,你知道你刚才用的是什么方法吗?”  

“什么方法?”

“编程思维!”姐姐兴奋地说。

“编程思维?”小智一脸茫然,“可我不会编程啊……”

原来这就是编程思维

“编程思维跟编程没关系,”姐姐解释道,“就像小智刚才做的,把要做的事一步步梳理清楚。这就是编程思维!”

妈妈恍然大悟,“所以小智刚才……”

“没错!”姐姐总结道,“他把‘今天吃什么’这件要做的事一步步梳理清楚了:

有什么食材?

想要什么口味?

多少时间?

几个人吃?

想清楚了,答案就出来了。”

“哇!”小智眼睛发光,“原来我一直在用编程思维?”

“不只是你,”爸爸若有所思,“我谈生意的时候也是这样——想想客户要什么、看看我们有什么、再想想怎么帮他们……”

“我备课也是!”妈妈补充道,“学生基础怎样、要达到什么目标、有多少课时……”

“所以,”小智总结道,“编程思维就是把要做的事一步步梳理清楚?”

“完全正确!”姐姐竖起大拇指,“而且你知道最厉害的是什么吗?有了AI,会编程思维的人能创造出任何想要的工具!”

一个想法诞生了

吃完饭,一家人坐在客厅里聊天。

“小智今天的表现真不错,”妈妈夸奖道,“用编程思维解决了晚餐问题。”

“是啊,”爸爸若有所思地揉了揉眉心,“其实‘今天吃什么’还真是个全天下人都绕不开的难题——你看我们公司食堂,每天为了凑菜单都得翻来覆去琢磨,愁得师傅们直叹气。”

“我们学校也是,”妈妈点头,“既要营养均衡,又要控制预算。”

小智捕捉到了灵感,“那如果有个工具,输入冰箱里的食材,就能自动推荐菜谱呢?”

“好想法!”姐姐兴奋地说,“你知道吗?有个叫陈云飞的人,不会编程,但他用编程思维把想法整理清楚,让AI帮他做出了App,1小时完成,现在有16万人在用!”

“真的假的?”小智半信半疑,“1小时就能做出App?”

“千真万确!”姐姐认真地说,“关键是他会用编程思维,把想法整理清楚!”

小智愣了一下,然后小心翼翼地问:“那……我是不是也可以做一个?”

“当然可以!”妈妈鼓励道,“不过要先掌握编程思维的精髓。”

“这个周末我教你,”姐姐笑着说,“现在有了AI,你只要会编程思维,就能做出自己的App、网页、小程序——就像陈云飞做的那个照片补光App一样!”

“对啊!”爸爸补充道,“以前要做工具得学好几年编程,现在有了AI,门槛低多了!”

“真的这么神奇?”小智眼睛瞪得老大。

“当然!”姐姐笑道,“这就是我们这一代人的机会。会编程思维的人,就能和AI一起创造任何想要的东西——比如帮你背单词的小程序,自动整理照片的工具,或者管理零花钱的App!”

小智激动地点头,心中已经开始憧憬自己的创造之旅。

小智笔记

今天最大的发现:原来我一直在用编程思维!做菜时考虑食材、口味、时间……我以为这些很平常,没想到这就是编程思维。最让我兴奋的是,有了AI,我可以把这种思维变成真正的工具。陈云飞1小时做出16万人用的App,我也想试试。这个周末要跟姐姐深入学编程思维,好期待!

思考题

【理解】小智是如何解决“晚餐问题”的?他分析了哪些关键因素?

【迁移】除了做饭,你还能想到哪些生活场景可以用编程思维来解决?

【实践】选择一个你生活中的小问题(比如整理书包、安排周末),试着用编程思维把它想清楚。

1.2 整理房间也是编程?妈妈教会我的事

妈妈的智慧

第二天下午,小智放学回家,推开房间门就头疼。

“我的天……”他看着乱糟糟的房间:床上堆着衣服、桌上散着书本、椅子上挂着书包。

妈妈刚好路过,“小智!你的房间……”

“我知道很乱……”小智沮丧地说,“但不知道从哪开始,看着就烦。”

妈妈突然眼睛一亮,“等等,你还记得昨天是怎么解决‘今天吃什么’的吗?”

“记得啊,我把要考虑的事情理清楚了。”

“那么,整理房间其实也是一样的道理。”妈妈神秘一笑,“来,我教你用‘编程思维’整理房间。”

“整理房间也能用编程思维?”小智疑惑地问。

第一步:分解问题

“首先,”妈妈说,“看看你的房间,是不是觉得无从下手?”  

“对啊,太乱了……”

“这就对了!”妈妈打了个响指,“你看,‘整理房间’这个大任务太吓人了,但如果我们把它拆成几个小任务呢?这就是编程思维的第一步——把难事变成几件简单的事!”

她拿出手机,打开了备忘录:“看,‘整理房间’这个大任务,现在变成了4个小任务。是不是感觉简单多了?”

“哇!”小智嘴角上扬,“真的感觉没那么可怕了!”

分解思维是编程思维的核心。遇到任何复杂问题,先把它拆成3~5个小任务,问题就会变简单很多。

第二步:找出规律

“接下来,”妈妈继续说道,“我们来整理衣服。你会怎么做?”

“就……都塞进衣柜?”

“那下次找衣服又要翻箱倒柜了。”妈妈摇摇头,“想想看,衣服可以怎么分类?”

小智想了想:

按类型分:上衣、裤子、外套。

按场合分:校服、运动服、便装。

按清洁度分:干净的、需要洗的。

“对!你发现了吧?衣服都有共同点——上衣是上衣,裤子是裤子。这就是编程思维的第二步——把相同的东西归类!”妈妈点头,“就像超市里,饮料和零食放在不同的区域一样。”

第三步:制订步骤

“最后,”妈妈说,“我们要制订清晰的步骤,而且顺序很重要!”

“比如整理房间,你觉得应该先做什么?”

小智想了想,“先收拾地上的东西?”

“为什么?”

“因为……不然走来走去会踢到东西!”

“很好!那最后做什么?”

“拖地?”小智试探地说。

“为什么要最后拖地?”

“哦!”小智瞬间明白,“如果先拖地,后面收拾东西又会把地板弄脏!”

“完全正确!”妈妈拍手,“这就是编程思维的精髓:不仅要有步骤,步骤的顺序也很重要!”

开始行动

“那我试试看!”小智摩拳擦掌。

他环顾四周,自言自语,“先清理地面,这样才方便走动……”

刚弯腰捡起一件衣服,小智又愣住了。

“怎么了?”妈妈问。

“我……我又想直接塞进衣柜了。”小智不好意思地说,“差点忘了要先分类!”

他把衣服放在床上,开始分成两堆——需要洗的放一堆,干净的放另一堆。

“看,你已经有改变了。”妈妈微笑着说。

整理了一会儿,小智拿起了一把尺子,挠挠头问,“这个放哪儿呢?”

忽然,他心头一动,“等等,尺子是文具,文具应该……放文具盒!”他自己找到了答案。

“妈,你看!”小智兴奋地说,“我发现只要想清楚‘这个东西是学习用品还是生活用品’,就知道该放哪儿了!”

正准备拖地时,小智突然趴下身子,“等等,我得先检查一下……”

“哈!床底下果然有东西!”他收拾出来一只臭袜子和两支笔,“要是先拖了地,我就得踩着湿地板钻床底了!”

妈妈忍不住笑了,“现在知道为什么要最后拖地了吧?”

“知道了!”小智拿起拖把,认真地从房间最里面开始,一点点往外拖。

半小时后,看着干净整洁的房间,小智简直不敢相信自己的眼睛。

“这还是我的房间吗?”他转了一圈,“太不可思议了!”

原来生活处处是编程

“妈,”小智边收拾工具边问,“你怎么会想到用编程思维整理房间?”

“因为编程思维本来就在生活里啊!”妈妈笑道。

“炒菜的时候——得先放油、再放葱姜、最后放菜。如果顺序反了,葱姜会煳,菜也不香。”

“洗衣服的时候——先分类:深色的牛仔裤和黑T恤一起洗,浅色的白衬衫和床单一起洗,贴身衣物单独洗。不分类的话,白衬衫可能变成粉衬衫!”

“就连看电视剧——也得从第一集开始,不然看不懂剧情。”

小智越听越兴奋,“对啊!我玩游戏也是,必须先打小怪升级,才能挑战‘大boss’!”

“准备考试的时候,”小智继续说,“我也是先看看有哪些科目,估算每科的复习时间,然后从难的科目开始复习……”

“看,”妈妈总结道,“编程思维就是把复杂的事情变成简单的步骤。核心就3点:分解问题、找出规律、安排好顺序。”

“原来我每天都在用编程思维!”小智恍然大悟,“只是自己不知道而已!”

“所以说,”妈妈拍拍他的肩膀,“每个人都能学会编程思维,因为这本来就是我们解决问题的方式。”

小智看着整洁的房间,若有所思,“妈,编程思维这么有用,但它和AI有什么关系呢?”

妈妈神秘一笑,“这个问题问得好。等明天你爸爸会告诉你答案——一个关于未来的大秘密。”

小智笔记

今天发现编程思维原来一直就在身边!整理房间时妈妈教的3步——分解、找规律、排顺序,我以前觉得理所当然,原来这就是编程思维。最有意思的是拖地的顺序,我总算明白为什么要先收拾再拖地了。半小时就把乱糟糟的房间变得井井有条,感觉自己像个整理大师!爸爸明天要讲AI时代的秘密,好期待!

本节实践任务

任务目标:用AI帮你厘清一件复杂事情的步骤

时间预估:15分钟

任务步骤:

1.选择任务——比如准备生日派对、完成科学项目、规划周末活动

2.列出所有事项——把想到的都写下来

3.让AI帮你厘清——用下面的提示词

AI提示词模板

我要[准备班级生日派对/完成科学展览项目/规划家庭周末活动]

需要考虑的事情有:[列出你想到的所有事项]

请帮我:

1.分解成具体的小任务

2.将任务分类(准备类、购买类、执行类等)

3.安排合理的执行顺序(哪些必须先做)

4.提醒我可能遗漏的事项

示例场景:

准备班级文艺晚会

组织小组科学实验

安排暑假学习计划

策划家庭旅游行程

思考题

【理解】妈妈教的3个步骤(分解、找规律、排顺序)是如何帮助小智整理房间的?

【迁移】除了整理房间,你还能想到哪些事情需要“先做什么,后做什么”的正确顺序?

【实践】用编程思维的3个步骤,试着解决一个你的日常问题(比如收拾书桌、准备考试)。

1.3 编程思维如何解锁AI的魔法

爸爸的大秘密

第三天晚上,一家人围坐在客厅里。

“爸爸,”小智迫不及待地问,“妈妈说你会告诉我为什么编程思维在AI时代特别重要?”

爸爸放下手机,眼中闪烁着慈爱的光芒,“你知道吗?我们正生活在人类历史上最特别的时代。”

“什么意思?”小智好奇地问。

“这两天你已经发现了编程思维无处不在,对吧?”爸爸问。

“对!做菜要厘清步骤,整理房间要分解任务……”小智点头。

“但是,”爸爸话锋一转,“以前即使你会编程思维,想要创造工具还是很难。知道为什么吗?”

姐姐插话道:“因为还要学编程语言!”

“没错!”爸爸说,“但现在,一切都变了。”

AI时代的巨变

爸爸拿出纸和笔,画了两条路径,展示两种不同的方式。“看,这是以前创造工具的过程:想法 → 学编程 → 写代码→ 调试→ 工具。”

“好长啊……”小智看着纸上的线条。  

“现在呢?”爸爸指着另一条路径,“想法 → 编程思维→ AI理解并实现 → 工具。”

“这么快?!”小智瞪大眼睛。

“对!”爸爸兴奋地说,“AI就像一个超级助手,能理解你的想法并帮你实现。但前提是——”

“前提是我要把想法说清楚!”小智抢答。

“完全正确!”妈妈赞许地说,“就像你告诉一个万能助手‘帮我收拾’,它不知道收拾什么。但如果你说‘把桌上的书按科目分类放进书架’,它就能完美执行。”

“所以,”小智若有所思,“编程思维就是……和AI沟通的语言?”

“答对了!”姐姐打了个响指,“在AI时代,会清晰思考和表达的人,就拥有了创造的超能力!”

每个人都能成为创造者

“你知道最让我兴奋的是什么吗?”爸爸问道。

“什么?”小智好奇地问。

“在我创业的时候,”爸爸回忆道,“只有少数人能把想法变成产品。但现在——一个人、一台电脑、一个下午就够了!”

“真的吗?”小智半信半疑。

“当然!现在很多人都在用AI创造有价值的东西。”妈妈说,“关键不是会不会编程,而是有没有清晰的想法和优秀的表达能力。”

“就是说……”小智若有所思,“编程思维比会写代码更重要?”

“完全正确!”爸爸拍拍他的肩膀,“更重要的是,你们这一代可以和AI一起成长。你在学校学的逻辑思维、表达能力,恰恰就是编程思维的基础。”

“所以我已经在为这个做准备了?”小智眼睛发亮。

“对!你比你想象的更有优势。”姐姐鼓励道。

准备起飞

小智看着窗外的夜空,心中充满期待。3天前,他还在为“今天吃什么”发愁。现在,他明白了自己一直拥有的能力,也看到了AI时代的无限可能。

“爸爸,”小智突然问,“你说每个人都能成为创造者,那我能创造什么呢?”

爸爸微笑着,“这正是最精彩的部分——你可以创造任何你想要的东西。解决生活中的小烦恼,帮助同学和家人,甚至让更多人的生活变得更好。”

“太酷了!”小智说道,“我要好好学,成为这个时代的创造者!”

“这个周末,”姐姐神秘地笑了,“我教你如何把编程思维用得更好。你会发现,用编程思维表达想法,AI就能帮你实现。”

“真的吗?”小智迫不及待。

“当然!”妈妈耐心地答道,“记住,编程思维是你的思考方式,AI是你的实现工具。两者结合,你就能创造出任何想要的东西。”

小智笔记

今天终于明白了编程思维的真正价值!原来在AI时代,会清晰思考和表达就等于拥有了创造的超能力。以前创造工具需要有一定的编程基础,现在只要几分钟就能实现想法。爸爸说得对,这是属于我们这一代的机会。编程思维让我能把想法梳理清楚,AI帮我把想法变成现实。这个组合太强大了!周末姐姐要教我把编程思维运用得更好,我已经迫不及待了。未来充满无限可能,我已经准备好了!

思考题

【理解】为什么说编程思维是“和AI沟通的语言”?爸爸画的两条路径对比说明了什么?

【迁移】想想你生活中有哪些“重复的麻烦事”,可以用编程思维+AI来创造工具解决?

【实践】选一个你想解决的小问题,试着用编程思维把它描述清楚(目标是什么、需要实现什么功能)。

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