Appearance
TuringThink 青少年编程
机构简介
TuringThink 是一家领先的少儿编程教育公司，致力于激发创造力，逻辑思维能力和多维度的学习能力，通过有趣而实践的课程，我们帮助学生掌握编程技能，并培养他们解决问题的能力。以 " TuringThink " 为商标，象征着思考、探索和创新。引导学生独立思考、探索世界，鼓励他们在软件编程的旅程中追求创新，我们的使命是培养下一代创造者和创新者，在数字时代充分发挥他们的潜力。
教学系统
自主研发乐特思教学系统 LETS - (Learning Explorer Teaching System)。该系统实时记录学生学习情况，并对学习数据进行大数据分析和数据挖掘。教师可以获得学生的多维度学习数据，从而因材施教，为每个学生定制最适合自己的学习方案.
课程体系
TuringThink 提供多样化的课程，涵盖了多个编程语言和工具，旨在满足不同年龄和技能水平的学生需求。
NOIP C++:精心设计的NOIP C++课程，为学生提供深入学习C++编程语言的机会。此课程为学生参加全国奥林匹克信息学竞赛做准备。Python:Python课程专注于培养学生对Python的理解和运用能力。通过实践项目和创意应用的开发，学生将在动手实践中提高编程技能。Scratch: 适合初学者的Scratch课程通过图形化编程界面，让学生创作动画、游戏和互动故事。这将激发学生的创造力和逻辑思维。EV3: 利用乐高机器人套件EV3进行机器人编程和控制，培养学生解决问题和团队合作的关键技能。WeDo: 针对年幼学生的乐高编程套件，通过有趣的项目探索基础编程概念，让学生在乐趣中启发好奇心和学习兴趣。
少儿Python与LangChain AI开发教学体系（8-15岁）
一、教学体系设计理念
本体系以“空间技能-数学能力-Python编程-AI开发”四维融合为核心，基于Uttal空间认知四维度模型（内在/外在、静态/动态）与Mix空间训练迁移理论，将LangChain AI工具拆解为少儿可理解的“AI辅助模块”（如代码助手、数据分析师、应用设计师），通过游戏化项目（如几何绘图、迷宫导航、智能小工具）实现：
- 空间技能：从“坐标感知”（低阶）到“空间建模”（高阶），覆盖心理旋转、空间缩放等核心能力；
- 数学能力：同步渗透数线、比例、数据统计、函数逻辑，呼应Verdine纵向追踪研究中“空间预测数学”的核心结论；
- 编程与AI：Python从“语法入门”到“项目开发”，LangChain从“对话辅助”到“智能逻辑搭建”，降低AI开发门槛。
二、分阶段教学大纲（3阶段6级）
阶段1：启蒙阶（8-10岁，2级）——空间感知与Python基础
核心目标
掌握Python基础语法，通过“图形化编程+AI对话”理解空间坐标与数学数线的对应关系，培养内在-静态空间技能（如图形结构识别）。
| 模块 | 核心内容 | 空间-数学融合点 | LangChain AI应用 | Python技能 | 课时 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1. Python启蒙 | 认识Python、变量/数据类型（数字、字符串）、print输出；用“AI代码小助手”答疑 | 数字与数线对应（如变量=数线点） | LangChain对话助手：生成基础代码示例（如print("我的第一个坐标点：(2,3)")） | 变量定义、print函数 | 8 |
| 2. 空间坐标入门 | turtle库绘图（直线、正方形、三角形）；坐标（x/y轴）与图形位置关联 | 坐标=数线二维扩展，图形边长=数学计算 | LangChain代码提示：输入“画边长50的正方形”，生成turtle基础代码模板 | turtle库、for循环 | 12 |
| 3. AI辅助几何创作 | 分组完成“我的几何画册”项目；用AI生成绘图代码初稿，修改参数（颜色、大小） | 图形内角和、边长比例（空间缩放基础） | LangChain代码优化：上传初稿，AI提示“如何修改边长让正方形变长方形” | 变量赋值、颜色参数调整 | 10 |
阶段2：进阶阶（11-13岁，2级）——空间推理与AI数据融合
核心目标
强化Python逻辑（条件、循环、函数），结合LangChain实现“数据可视化+空间推理”，培养外在-动态空间技能（如心理旋转、视角转换），融合数学方程、数据统计。
| 模块 | 核心内容 | 空间-数学融合点 | LangChain AI应用 | Python技能 | 课时 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1. 空间推理与函数 | 函数定义（如draw_triangle(size)）；实现图形旋转（心理旋转模拟） | 旋转角度=数学角度计算，函数参数=比例控制 | LangChain函数生成器：输入“旋转30度的三角形函数”，生成函数框架 | 函数定义、角度计算 | 12 |
| 2. AI数据可视化 | 用pandas处理简单数据（如“班级身高统计”）；绘制柱状图/折线图（空间数据呈现） | 图表坐标轴=空间坐标，数据对比=数学比较 | LangChain数据分析师：上传Excel数据，AI生成pandas绘图代码模板 | pandas库、matplotlib库 | 16 |
| 3. 迷宫导航小项目 | 设计文本迷宫（坐标定位角色）；用LangChain优化路径逻辑（如“避开障碍物”） | 路径规划=空间视角转换，步数计算=数学计数 | LangChain逻辑助手：输入“迷宫角色从(1,1)到(5,5)的规则”，生成条件判断代码 | 条件语句、列表（迷宫地图） | 18 |
阶段3：高阶（14-15岁，2级）——空间建模与LangChain AI开发
核心目标
掌握Python模块化编程，用LangChain搭建“智能空间应用”（如导航助手、图形识别工具），培养空间建模能力，融合数学函数、AI逻辑（如prompt设计）。
| 模块 | 核心内容 | 空间-数学融合点 | LangChain AI应用 | Python技能 | 课时 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1. LangChain基础与Prompt设计 | 认识LangChain（“AI积木”概念）；学习简单Prompt（如“生成绘制正方体的Python代码”） | 正方体投影=空间透视，边长计算=函数关系 | LangChain Prompt调试器：输入初稿，AI提示“补充‘3D效果’关键词让代码更精准” | LangChain安装、Prompt编写 | 14 |
| 2. 智能空间工具开发 | 项目1：“AI坐标导航助手”——输入起点/终点，LangChain生成路径计算代码 | 路径距离=数学勾股定理，坐标映射=空间建模 | LangChain链条搭建：组合“对话模块+代码生成模块”，实现“提问→生成代码”流程 | 模块导入、LangChain Chains | 20 |
| 3. 综合AI应用实战 | 项目2：“3D图形识别小工具”——上传几何图片，LangChain辅助生成识别代码（简化版） | 图形特征提取=空间结构分析，识别逻辑=数学分类 | LangChain向量存储：用简易向量库存储图形特征，实现“图片→特征匹配” | 基础图像处理、向量基础 | 22 |
三、LangChain AI教学具体实施方案
1. LangChain少儿化改造：3个核心AI角色
将复杂的LangChain架构拆解为“角色化工具”，通过可视化平台（如自定义Web界面）让少儿操作，无需理解底层逻辑：
AI代码小助手（低阶）：
- 功能：对话式生成基础代码、解答语法问题（如“怎么用turtle画圆？”）；
- 操作：在平台输入问题，AI输出带注释的简化代码（如
turtle.circle(50) # 半径50的圆，对应数学半径概念）； - 原理：基于LangChain的
ConversationChain，预设“少儿编程知识库”，过滤复杂语法。
AI数据分析师（中阶）：
- 功能：上传Excel/CSV数据，生成可视化代码模板（如柱状图、折线图）；
- 操作：1. 上传“班级座位坐标表”；2. 选择“画坐标分布图”；3. AI生成matplotlib代码，学生修改颜色/标题；
- 原理：基于LangChain的
CSVLoader+CodeGenerator，预设数据可视化模板库。
AI应用设计师（高阶）：
- 功能：组合“对话+代码+向量”模块，搭建简易智能应用；
- 操作：1. 在“模块面板”拖放“对话模块”“代码生成模块”；2. 输入“做一个迷宫导航工具”；3. AI生成模块连接逻辑，学生补充具体参数（如迷宫大小）；
- 原理：基于LangChain的
SequentialChain，可视化模块拖拽界面降低搭建难度。
2. 空间-数学-Python-AI融合案例（中阶：迷宫导航项目）
教学流程（4课时，90分钟/课）
| 步骤 | 教学活动 | 空间-数学联动 | LangChain应用 | 学生输出 |
|---|---|---|---|---|
| 1. 空间感知铺垫（1课时） | 用积木搭建“实体迷宫”，标注起点(1,1)、终点(5,5)、障碍物(3,2)；讨论“如何绕开障碍” | 迷宫坐标=空间位置，路径规划=心理旋转 | 无（实体操作） | 实体迷宫图纸+路径说明 |
| 2. 数学逻辑转化（1课时） | 将实体迷宫转化为Python列表（如maze = [[0,1,0],[0,0,1]]，0=通路，1=障碍）；计算步数 | 列表索引=坐标，步数=数学计数 | AI代码小助手：输入“怎么用列表表示迷宫”，生成示例 | 迷宫列表代码 |
| 3. LangChain代码生成（1课时） | 1. 在AI应用设计师平台拖放“对话模块”；2. 输入“生成迷宫角色从(1,1)到(5,5)的路径代码”；3. AI生成条件判断代码（如if maze[x][y] == 0: 继续走） | 条件判断=路径规则，坐标变化=空间移动 | LangChain生成代码初稿，学生补充“遇1则转向”逻辑 | 带路径逻辑的迷宫代码 |
| 4. 调试与展示（1课时） | 1. 运行代码，观察角色是否走通；2. 用LangChain“错误排查助手”解决问题（如“角色卡在(3,2)”）；3. 小组展示，讲解“空间路径与代码逻辑的关系” | 调试=空间逻辑修正，展示=空间-数学表达 | LangChain错误提示：输入报错信息，AI提示“检查(3,2)的坐标判断条件” | 可运行的迷宫导航代码+讲解视频 |
3. 教学评估：四维能力 rubric量表
| 评估维度 | Level 1（基础） | Level 2（达标） | Level 3（优秀） |
|---|---|---|---|
| 空间技能 | 能识别简单坐标（如(2,3)对应位置） | 能设计2×2迷宫，解释路径的空间逻辑 | 能优化3D图形代码，体现空间透视效果 |
| 数学能力 | 能将数线对应到坐标（如x=3对应数线3） | 能计算图形旋转角度、数据统计（如平均身高） | 能用电学函数（如y=2x）控制图形大小变化 |
| Python技能 | 能修改代码参数（如turtle颜色） | 能独立编写带函数的代码（如draw_square()） | 能模块化开发小工具（如分文件存储代码） |
| LangChain应用 | 能使用AI小助手生成基础代码 | 能调试AI生成的数据可视化代码 | 能独立搭建“对话→代码”的AI应用链条 |
四、配套教学资源
- 工具包：
- 低阶：坐标纸、几何积木、Python-turtle可视化软件；
- 中高阶：LangChain少儿版平台（自定义Web界面）、Excel数据模板、简易图像处理工具。
- 安全保障：
- LangChain平台预设“少儿安全知识库”，过滤恶意代码；
- 所有AI生成代码需教师审核后，学生方可运行。
- 拓展资源：
- 课后项目：“家庭空间地图”——用Python+LangChain生成家庭房间坐标图；
- 竞赛通道：每年举办“AI空间小创客”比赛，评选优秀智能应用（如导航工具、图形识别工具）。