FOREWORD
序一 写给大朋友们
2020年年底，杭州的初二学生陆原，为了帮助患有阿尔茨海默病的大外婆能够想起身边的亲人和回家的路，设计出了一个智能工具——“勿忘我”出行伴侣。这个完全由陆原同学自主设计研发的作品，利用Arduino主控板、紫外线传感器、AI摄像头等开源硬件，图形化编程与3D打印技术，巧妙地实现了设想的功能。这个作品，也成为2020年科创教育最“出圈”的热点，各大媒体相继点赞、转发，还登上了包括中央广播电视总台《新闻直播间》《我爱发明》等电视栏目。在节目中，陆原同学分享了整个作品的设计过程，给笔者带来了极大的触动。一是作为一名科创教育老师，看到越来越多的学生，真正地拥有了“创客思维”，即用自己具备的技能解决实际生活中的问题，因而感到非常欣慰。二是作品所得到的社会关注度、认可度，也在一定程度上反映了国家近年来对科创教育的重视和努力开始有所收获。
触动之余，我们可以将目光聚焦到两个关键词：编程和人工智能。首先，第一个关键词——编程，作为学习开源硬件、物联网、人工智能等相关技术的必要基础，想要实现像“勿忘我”这样的作品功能，首先需要具备的正是编程能力。围绕编程，一方面，我们看到的是近年来国内外皆越发重视青少年编程学习，包括芬兰、日本、美国等国以及我国越来越多的省市纷纷开始将编程课纳入中小学课程；编程培训机构也如雨后春笋般纷纷涌现。另一方面，市场的过度竞争、家长的焦虑情绪，又激发出了另一种声音：少儿编程教学就是噱头，孩子们根本不需要从小学习编程。于是，许多人又陷入了这样的沉思——到底要不要让我的孩子学习编程？学编程到底又是为了什么？
笔者认为，编程尤其是其中最适合低年级学生入门学习的图形化编程，首先是需要被客观看待的，同时也要正视它的价值。教育学理论指出，7~12岁，是孩子逻辑思维的最佳形成期。而对图形化编程的学习，其实是一种非常直接的训练逻辑思维的方式，编程的过程也可以看作是一种让逻辑“可视化”的过程。以生活中常见的“楼道灯”为例，想要通过编程实现声控、光控亮灯的效果，学生首先需要自己选择以什么样的顺序依次排列判断条件，或选择通过“与”模块连接两个核心条件从而实现同时判断，以及学生需要自行设计触发亮灯的具体条件、亮灯的持续时间等。每一步的设计，都是学生逻辑思维的展现。
此外，图形化编程的迅速反馈以及程序的易读性，令学生无论是在任何一个阶段发现问题，都能够高效地回过头再分析、试错，直到最终成功。这样“编写-测试-调整-再测试”的周期是非常短的，因而在这个过程中逐步建立起的还有试错思维，以及面对失败的正确心态。最后，正如上面所举的“楼道灯”的例子，实则有多种程序设计方式，“问题的解法永远不止一种”这样的教学场景，对每个学科来说，都是难能可贵的。所以我们说，图形化编程的学习，绝对有其重要性和必要性。
明确了学习编程的价值，另一个值得讨论的问题就是，孩子们需要花多少时间去学习图形化编程。这个问题的答案，其实需要我们换一个角度去看待编程学习。作为一种培养思维能力的手段，笔者更愿意将图形化编程学习定位为一种素质教育。正如孩子们学习音乐、美术，在校内，这是提升学生整体素质的必修学科；而在校外，我相信大部分家长更多是为了帮助孩子陶冶情操、激发兴趣、培养艺术鉴赏能力，而不是为了培养孩子将来一定要成为音乐家、画家，走上艺术道路以此谋生。类比图形化编程，也是一样的。孩子们从小学编程，不是为了成为程序员，更多是为了培养逻辑思维、计算思维等新时代所必不可少的信息素养。如果孩子们展现出了兴趣和天赋，就可以考虑花更多的精力，进行更专业的学习。而且，图形化编程的入门非常简单，通过编程实现一些简单动画、游戏、工具项目，孩子很容易从学习中获得成就感。所以，不需要焦虑，花一点点课余时间，学一点图形化编程，绝对会是一个不错的选择。
接下来，我们再聚焦到另一个关键词——人工智能（AI）。现如今“人工智能时代”广泛出现在新闻、自媒体、教育市场中，人工智能教育，就如前几年的编程教育一样，正处于热潮中。我们当然要在过去的经验中吸取教训，而笔者吸取教训的方式，就是对人工智能入门教学的具体定位——孩子们在具备非常简单的图形化编程能力的基础上，能够亲手设计程序实现人工智能的相关功能，体验人工智能应用，获得快乐和成就感，启蒙对人工智能的兴趣与理解。将这样的定位付诸实践后，本书就诞生了。
本书编写成功得益于Mind+编程软件的成熟。Mind+除了具备完整的图形化编程功能，也支持IoT（物联网）、机器学习、KNN物体分类、PoseNet姿态追踪、ASR（自动语音识别）、文字处理以及支持百度AI服务器等多种AI功能。而且Mind+平台完全免费开放，是天然的图形化编程零基础、零成本学习平台。本书里的每一个项目，都无须复杂的编程技能，无须任何AI知识储备，跟着书中内容的节奏，就可以轻松实现能够互动对话的“自制语音精灵”、一看就知道是什么垃圾的“智能垃圾分类小助手”、一挥手就能自动更换衣服上身效果的“姿态追踪试衣镜”等既有趣、又结合实际生活的人工智能编程项目作品。同时每个项目都有很高的自由度，读者可以根据自己的理解优化、改编和添加更多功能。
学习编程、学习人工智能，本就可以是一件轻松、快乐的事情。希望愿意阅读本书的大朋友和小朋友，都能够收获快乐，收获进步，收获自豪。
王春秋
2021年8月