有编程思维的孩子,是怎么解决问题的?

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编程启蒙/科学思维

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目前,很多发达国家都在大力推行编程教育,培养人才,储备竞争力。

在倡导孩子学编程时,他们让孩子学什么?学知识吗?为了将来做程序员吗?都不是,编程思维的培养,才是大家共同的目标!

乔布斯曾说过:“我认为这个国家的每一个人都应该学习编程,因为它会教给你如何思考。”

编程不仅可以培养一个人的逻辑思维能力、抽象思维能力、更重要的是能够培养分解问题的能力。

什么是编程思维?

电脑能帮人类解决问题,但在此之前,人类首先要做的是理解这个要解决的问题,并找到解决问题的路径。换句话说,电脑只能搬砖,搬哪块砖、搬到哪去、走哪条路,还得人说了算。

所谓“编程思维(computational thinking)”就是“理解问题——找出路径”的思维过程,它由四个步骤组成:

1.分解(decomposition)

把一个复杂的大问题,拆解成更可执行、更好理解的小步骤。

复杂问题很难一下子破解,但如果把它细分成很多个小问题,逐步解决,就容易多了。

比如,破案。

找出犯罪分子可不是件容易的事。但通常警察都会通过搞懂一系列相关的小问题破案,包括:发生了什么犯罪,什么时间,什么地点,有什么证据,有没有目击者,最近、附近是否有相似案件发生……等等。

通过拆解问题,可以深入了解犯罪的过程、细节,获得大量信息。而理解是解决的第一步。

2.模式识别(pattern recognition)

找出相似模式,高效解决细分问题。

这点至关重要。

识别模式,意味着新问题变成了老问题,我们在经验库里搜索以往的类似问题及解决方法,套用解决。识别的模式越多,解题的速度就越快。

举个例子:假如你需要画100只猫,你会怎么办?找100只猫来挨个临摹?还是找出猫的“模式”?

如果是后者,你可能要知道猫长毛,有眼睛、尾巴、四条腿。然后,按照这个“模式”,你就可以“批量”画猫了——你不用每次画一个新动物,只需要变换局部特征:黄白条的猫还是黑猫,长尾巴的猫还是短尾猫。

3.抽象(abstraction)

聚焦重要的关键信息,忽视无用细节。

这是一个过滤的过程,通过认知问题的核心本质,帮助我们形成解决问题的构想。

接着举刚才画猫的例子,我们了解了猫的特征,就可以根据这些抽象的特点,形成关于猫的整体设想,做出一个模型。

4.算法(algorithms)

设计一步一步的解决路径,解决整个问题。

通过这四个步骤,一个棘手的复杂问题先被拆解成一系列好解决的小问题;每一个小问题被单独检视、思考,搜索解决方案;然后,聚焦几个重要节点,忽视小细节,形成解决思路;最后,设计步骤,执行——问题解决。

所以,所谓“编程思维”并不是编写程序的技巧,而是一种高效解决问题的思维方式,不当程序员也用得上。

编程思维有什么用?

编程思维可以用于处理任何事。

比如——组织一次朋友聚会。

你可能需要拆分问题:你们能去哪、做什么,每个人喜欢什么、想干什么,之前你们一起玩的成功经验和失败教训,预算和每项活动的成本,时间长短,天气……

显然,用编程思维组织的朋友聚会,选择起来会更容易,也更有可能让大家玩得开心。

再比如——打电子游戏。

为了玩到一定级别,你需要知道:要收集什么物品,去哪及怎么收集,时限是多少,最佳路线是什么,怎么躲过敌人……通过了解细节、掌握要点,你就能制定计划,用最短时间完成升级。

处理正经事,更离不开“编程思维”,比如——写作。

想把作文写得又快又好,得先解题,拆分出可能的层次内容;然后调用大脑存储的相关信息——例子、格言,甚至曾经写过、看过的文章;列出提纲,理清思路;最后,写。

做数学题也一样,拆解、理解新问题——搜索出对应的老问题和公式——理清思路——做题。

编程思维从学习实践中培养

编程思维可以在案例的学习实践中开始!

当孩子学习了编程,他可以在学习编程的过程中充分体验到:努力比聪明重要、问题可以逐步解决、遇到挫折很正常、从失败中可以学到很多、别人成功了我也能受到启发等等,进而培养出孩子的耐心和自信心。

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