工程師的思維方式：為什麼它對人工智慧時代的兒童至關重要

本文是「引領潮流」系列視訊和音訊節目的一部分，該系列節目探討了革命性技術如何改變我們的生活方式。

或許，你能給孩子最好的禮物就是讓他們體驗失敗。這聽起來可能有些激進，甚至讓人感到不適，尤其是在為人父母很大程度上是為了保護孩子免受挫折和失望的情況下。但是，如果我們每次孩子遇到困難都出手幹預，也可能剝奪了他們發展應對日益變幻莫測的世界所需的關鍵技能的機會。

隨著人工智慧 (AI) 改變我們對工作的固有認知，這個問題變得更加迫切。在先前「前沿趨勢」的演講中，我探討了當人工智慧開始取代那些曾經需要多年培訓才能完成的任務和技能時，會發生什麼。挑戰不僅在於預測哪些工作可能會消失，還在於如何讓人們為人工智慧驅動的就業市場做好準備——在這樣的市場中，今天看似有價值的技能，十年或二十年後可能就不再那麼重要了。

如今成長的孩子們將來到這個世界，而我們對未來的世界究竟會是什麼樣子卻知之甚少。他們未來從事的一些工作甚至可能現在還不存在。二十年前，為YouTube內容創作者工作還不算一個明確的職業目標；而如今，這卻是個完全可行的職業選擇。與其試圖預測未來會出現哪些具體的職業，不如將注意力集中在那些可以從一種情境遷移到另一種情境的人類特質：好奇心、良好的判斷力、解決問題的能力和毅力。

這些理念是我最近在Trending Forward節目中採訪CrunchLabs首席產品長Rachel Harmuth的重點。 CrunchLabs是一家寓教於樂的公司，由前NASA工程師兼YouTube部落客Mark Roper創立。在採訪之前，我已經對這家公司的理念有所了解。幾年前，我為我的一個孫女報名參加了CrunchLabs Build Box項目，我們花了幾個小時一起完成各種項目。這些計畫既巧妙又富有教育意義，但讓我印象深刻的是，它們並非總能一次成功。

回首往事，我發現那些失敗的嘗試與完成的專案一樣有價值。

人工智慧正在改變孩子需要學習的內容。

幾個世代以來，教育一直著重於資訊的累積和既定技能的掌握。孩子學習日期、公式、語言、程式設計和其他科目，期望這些能力能讓他們為日後的工作做好準備。知識固然重要，但人工智慧正使機器越來越容易地完成許多以前依賴人記憶資訊或正確執行流程的任務。

但更難的問題是：如果沒有明確的流程可以遵循，會發生什麼事？

我和哈姆斯討論了預測哪些工作會在15到20年後蓬勃發展有多麼困難。答案並非簡單地找出當今最有前途的技術技能並教導每個孩子。等到如今的八歲孩子進入職場時，他們周圍的技術無疑已經發生了翻天覆地的變化。更好的投資或許是教他們如何處理陌生的問題，如何在不確定性中游刃有餘，以及在第一次嘗試失敗後堅持不懈。

CrunchLabs用一句簡單的話概括了這個理念：「像工程師一樣思考」。這並不是說每個孩子做完專案後就都去當橋樑設計師、機器人開發者，或是最後去NASA工作。這裡的工程指的是一種解決問題的思考方式：明確目標，集思廣益提出可能的解決方案，測試其中一個，找出問題所在，並做出必要的調整。

好奇心、創造性的自信以及接受失敗的能力是這種方法的核心。前兩點對成年人來說相對容易理解，但第三點則困難得多。

讓失敗不再那麼可怕

父母和祖父母天生就有解決問題的本能。當我們看到孩子在拼圖、積木或學習新技能時遇到困難，他們的反應幾乎是下意識的：把那塊拼圖挪一下，翻過來，讓我來教你。有時介入是必要的，但如果把所有障礙都移除，就會剝奪孩子獨自克服挫折、體驗其中樂趣的機會。

在我們的談話中，哈姆斯做了一個有趣的類比。孩子們玩電子遊戲時就已經理解了這個過程。沒有人期待第一次拿起手把就能通關一款高難度遊戲。你會失敗，你會再嘗試，你會調整技巧，然後再嘗試。一次失敗並不代表你玩不好這款遊戲；它往往是你學習玩遊戲的方式。

現實世界往往會引發截然不同的反應。一幅畫畫不如預期，孩子就認為自己畫得不好；一件樂器發出惱人的噪音，孩子就覺得自己沒有音樂天賦；一座建築倒塌了，結論變成了：「我做不到。」問題不在於失敗的嘗試本身，而在於我們賦予它的意義。

馬克·羅伯的作品提供了一個有益的反例。他的影片展示了令人印象深刻的發明，但最終呈現的完美成果並不能說明全部。在光鮮亮麗的成就背後，隱藏著失敗的想法、原型和不成功的迭代。他願意承認這些失敗，正是他工程方法能夠被孩子們理解的關鍵。

CrunchLabs 在其所有產品中都貫徹了這一理念。 Build Boxes 為低齡兒童提供動手實踐的物理和工程項目，而 Hack Pack 則讓年齡稍大的孩子有機會探索機器人技術。該公司推出的 CrunchLabs Mysteries 系列書籍更進一步，將閱讀變成一場動手實踐的 STEM 冒險，鼓勵孩子們自己解謎並建立裝置。我最近研究了這種故事敘述方式的拓展，它體現了相同的核心理念：STEM 學習並非意味著被動地接受資訊；它也可以包含自主探索和發現。人工智慧工具如何支援這種學習方式？

該公司還在拓展零售、夏令營和 Class CrunchLabs 業務。 Class CrunchLabs 是一項非營利計劃，為 3-8 年級的學生提供免費的 STEM 課程。課程形式多種多樣，但其核心理念卻驚人地一致：嘗試、失敗、學習、調整，然後再試一次。

靈活性是一種可以習得的技能。

哈姆斯關於韌性的觀點是我們討論的亮點。我們通常把韌性視為一種與生俱來的特質──要嘛有，要嘛沒有。但哈姆斯認為，韌性其實是一種需要透過特定技能培養的「肌肉」：解決問題的能力、毅力和適應能力。

父母可以在不刻意複雜化孩子童年生活的前提下，幫助孩子培養這些技能。孩子嘗試掌握滑雪技巧、學習樂器、創作故事、在廚房裡做實驗或在後院搭建堡壘，就像孩子進行工程項目一樣，都需要付出巨大的腦力勞動。當遇到問題時，他們需要找出原因，做出調整，然後決定下一步該嘗試什麼。

好奇心驅使孩子去思考如果嘗試不同的方法會發生什麼事。創造性的自信讓他們相信自己能夠找到解決方案。而當第一次嘗試失敗時，韌性會幫助他們超越“我做不到”這種想法，轉而思考更有益的問題：“接下來我應該嘗試什麼？”

隨著人工智慧生成答案的能力不斷提升，這些習慣可能會變得特別重要。人類仍需要判斷哪些問題值得提出，評估答案的邏輯性，並為那些沒有顯而易見答案的問題找到解決方案。

應對不可預測未來的技能

我們誰也無法斷言哪些職業會在15年或20年後蓬勃發展。如今孩子們未來可能從事的許多工作，現在或許還不存在。二十年前，成為YouTube內容創作者似乎是天方夜譚，而如今，這已成為一條完全可行的職業道路。

因此，與其讓孩子為某種特定的未來做好準備，不如培養他們應對未來各種形態的技能更有益。好奇心、良好的判斷力、解決問題的能力和毅力並不局限於任何特定的職業。無論孩子將來成為工程師、藝術家、教師，或是從事任何其他我們尚未稱之為職業的職業，這些特質都能讓他們受益匪淺。

「像工程師一樣思考」的理念之所以有效，正是因為它並非著眼於工程本身。這個過程非常簡單：明確目標，思考可能的解決方案，測試其中一個，找出錯誤，然後進行調整。孩子無需任何工程知識就能從這種解決問題的方法中受益。

多年後，當我為孫女購買了一台 CrunchLabs Build Box 時，我對我們一起製作的專案有了不同的看法。成功完成專案的成就感固然是樂趣的一部分，但停下來思考問題根源的時刻或許更為重要。找到正確答案只是體驗的一部分，學習如何找到答案的過程也同樣至關重要。

父母想要解決孩子的問題是人之常情。我們看到他們的沮喪，就想立刻幫他們緩解。雖然有時直接介入是必要的，但讓孩子有機會在更長的時間裡面對挑戰、克服問題，或許才是最有益的方法。

今天的孩子將繼承的世界，將由我們無法完全預測的技術塑造，他們未來從事的工作也可能與我們今天所知的完全截然不同。讓他們為這個充滿不確定性的未來做好準備，並不意味著要在新科技出現的第一時間就教給他們。相反，這意味著要賦予他們面對未知的信心，讓他們擁有面對失敗而不氣餒的韌性，以及不斷嘗試的好奇心。

我和瑞秋哈姆斯的談話讓我深思：我們或許無法讓孩子為可能遇到的每一個問題做好準備，但我們絕對可以幫助他們提升解決問題的能力。即使他們最終沒有成為工程師，學習幾何思維也是我們能給他們的最寶貴的禮物之一。