在生活中,我们如何培养孩子的计算性思维?

你知道吗?在英美等国家的中小学里,编程已成为与读写、数学和科学并列的核心学科之一,美国总统投入40亿让全美孩子学习编程。

那你不禁要问 - 为什么让孩子学编程如此重要?

先来看看比尔·盖茨是怎么说的:

"学习编程”可以锻炼你的思维,帮助你更好地思考,创建一种我认为在各领域都非常有用的思维方式。"

什么是计算性思维?

这里,我们首先要明白什么是计算性思维?

计算性思维(Computational Thinking)用计算机逻辑来解决问题的思维:将一个困难问题分解,通过逻辑分析和细分步骤构思出解决方案,从而形成解决问题的模型,再将该模型应用到更多同类问题当中的思维方式。

谷歌公司将计算性思维概括成这四个步骤:

看上去有些抽象吧?其实在你解决日常生活问题时会经常用到,它包括了数学、逻辑、推理和预测、问题解决能力等等。

用计算性思维制定旅行计划

例如让孩子“策划全家人的旅行”,这听起来有些繁琐,但如果孩子掌握了计算性思维,那他会从分解任务开始着手。

1分解任务

第一是分解任务,把一个复杂的任务分解成几个小问题分别解决。

将“策划全家人的旅行”这个庞大的任务分解成几个小任务,我们可以把旅行,先分解成“订机票”、“订酒店”、“订活动”三个任务,然后依次分别解决。

而其实每一个小问题又可以进一步分解成不同的小任务来解决,当每一个小任务都解决好了以后,这个“计划全家人的旅行”的庞大任务自然就能迎刃而解了。

2模式认知

第二是模式认知,也就是根据过去的经验以及过去解决问题的方法,来解决眼前的问题。例如,总结这次旅行中好的经验,以便可以应用到下次的计划中。

3抽象思维

第三是抽象思维。下图中,左边和右边是两个不同的计划,对比一下你会发现,左边有很多没有必要的细节,比方说“要吃巧克力麦片”,如果我们把很多时间花在没有必要的细节上,将会降低我们的效率。

一个善于运用抽象思维的孩子会剥离出问题的核心,知道什么是重要的、什么是不重要的,什么是需要提前确定的。这样TA就不会把时间浪费在不必要的项目上了。

4算法设计

第四是算法设计,你可以通俗地理解为解决方案的设计。我们还拿旅行计划的设计作为例子,到了假日的早上,准备去公园玩,那么问题来了,怎么从酒店走到中央公园?这时可能需要根据天气情况来规划下一步的行动。

以上就是利用计算性思维来解决一个实际问题了,如果孩子能够熟练掌握这种思维方式,他将可以独立解决很多学业或生活中遇到的问题。

生活中,如何训练孩子的计算性思维?

“计算性思维”归根结底是根据孩子的思维发展规律,培养数理逻辑能力。我们可以先利用一些玩具和实物进行培养,再过度到编程的学习上,这样会更加自然。

1、涂鸦、串珠、玩拼图——形象思维第一步

学龄前3-6岁的孩子主要以培养形象思维为主。比如,问孩子“3+2等于几”,对于这个年龄段的孩子其实并不那么容易,但若问他们“3个珠子和2个珠子放在一起是几个珠子”,大多数孩子会觉得好算很多。

因此,这一阶段“玩”实物能够有效的训练孩子的思维。

我们可以用:

串珠子,让孩子研究串成有规律、间色不同的图案;

涂鸦填色,比如在一组直线排列的三角形填上间序为“红、黄,红、黄,红、黄”的颜色,或是推测下一个图形的颜色;

拼图,让孩子对具体的形象、结构产生认识。

除了“有序”的练习,创造性的串珠制作和发挥想象力的涂鸦也能对孩子思维的提升有很大帮助。

2、数学游戏、棋类、魔方——抽象逻辑逐步养成

6-11岁是培养孩子抽象逻辑思维能力的关键时期。让孩子通过观察分析,逐步学会对事物进行概括、抽取出事物的特性,形成概念,并进行推理及判断。

数学游戏是典型的计算思维与逻辑的练习方法。

比如下面这个题目:

把写着1到100这100个号码的牌子,像下面这样依次分给四个人,让孩子判断第73号牌子会落在谁的手里?

想要解开这道题目,孩子需要运用逻辑推理,找出数字的排列规律,通过思考和探索数学问题,尝试找到比“穷举”更快更有效的办法,从而得到思维的提升。

除此之外,棋类、魔方也是有效提升儿童思维能力的方式:

3、日常对话—逻辑是计算性思维的重要部分

千万不要忽视了与孩子的日常对话,这对训练孩子的思维能力是有很大影响的:

强调日常对话中的因果关系

明辨因果关系是逻辑思维的基础能力之一。比如,去公园的时候告诉孩子:

因为今天天气很热,所以你现在口渴了;因为你口渴了,所以你需要喝水。

孩子并不一定能理解这里的因果联系,但如果父母在表达的过程中注重逻辑,也会在潜移默化中影响孩子的思维方式。

教孩子区分事实和观点

教孩子区分事实和观点是美国小学课堂上教孩子思辨的重要课题之一,就是“fact or opinion”(事实还是观点)。

事实,包括太阳是热的、蛋糕是甜的、A是字母表里的第一个字母、蜘蛛有八条腿;而观点,包括“我喜欢晒太阳”、“蛋糕很好吃”、“我不喜欢背古诗”、“我觉得蜘蛛很可怕”。

平时有意识地引导孩子,区分Ta 表达的是感情、观点,还是道理、依据,这对于Ta 以后分析问题和做判断是非常有用的,同时也是日后思维发展的基石。

通过在生活中不断的积累,培养孩子的理性分析和逻辑思维能力,当孩子的计算性思维得到充分训练时,“数理化”这些课程基本都是小case了!

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