培养孩子“计算思维”至关重要,你Get到了吗?

在刚刚过去的一周,超过七万名中国青少年,通过微软组织的 2017 “编程一小时”计算机科学教育周活动,写下了人生中的第一行代码。今年的活动现场活跃着很多热心的编程教育志愿者,其中来自人大附中初一年级的学生——王奕霏,成为了最引人关注的那一个。

王奕霏(右一)指导小朋友

学习《我的世界》(Minecraft)

从玩到创

科技小达人养成记

王奕霏今年只有 12 岁,在位于北京丹棱街 5 号的微软大厦,她用充满稚气的声音与 200 多名小学生们分享了自己戏剧性的编程故事。

“我小时候痴迷游戏,爸爸为了不让我玩,删了家里电脑、iPad 和手机上的所有游戏,然后下载了一个 Scratch 软件,让我自己编。于是,我就开始研究、琢磨,自学 Scratch 写了 5 - 6 个小游戏(大鱼吃小鱼、猫捉老鼠等等)。”王奕霏说上述故事的时候,还笑着望了一下站在不远处帮她拿着书包的妈妈。

起初,爸爸妈妈对王奕霏的编程也没有太在意,“现在孩子都太聪明了,根本管不住。我和她爸爸想尽各种办法都没有奏效。删游戏让她自己编程,其实是想唬住她。结果,这无心插柳的举动反倒‘逼’她学会了编程。”

2015 年,王奕霏在微软“创新杯”全球学生科技大赛中国区决赛中,获得了“极客梦”少年组最佳风采奖。这让王奕霏的妈妈感受到了孩子对编程的喜爱,“她说自己的理想是成为一名程序员,我觉得这个理想挺好的,所以才开始支持她学习编程。”

从左往右依次是:

张智翔、 王奕霏、伍鸣博士以及郭际泽

这次参加编程一小时志愿者活动,王奕霏除了帮助小朋友们通过运用《我的世界》(Minecraft)学习编程来体会计算思维,还有一个重要的任务那就是向微软的专家请教和计算系统相关的编程问题。

今年,王奕霏独立构思设计完成了分布式计算证伪哥德巴赫猜想系统的主程序,并且招募到了两位同样热爱编程的小朋友——11 岁的郭际泽和 13 岁的张智翔,组成了“豆比编程小队”,用 6 个月的时间推出了系统的第一个 Linux 版本。

王奕霏说:“我们这个程序还有很多问题,所以想请微软的专家叔叔给我们一些指导。”就这样,从事分布式系统研究的微软亚洲研究院资深研究员伍鸣博士被“豆比编程小队”正式吸纳。

“从这个程序中,我看到小朋友们初步具备了数学模型算法、服务端和客户端的网络通信监测、复杂网络环境应对机制的程序开发能力,并且有调用网络上闲置的志愿者电脑计算资源,执行并行任务的分布式计算的思维方式。这些都非常值得肯定和鼓励。”随后,伍鸣博士特别补充到,“更重要的是孩子们通过编程理解了计算思维,并尝试用来解决现实世界的真实问题。”

从敲代码

到培养计算思维

伍鸣博士博士谈到的“计算思维”是指,人们在理解事物、解决问题时,能够以计算机科学概念、逻辑还有算法来理解、判断的一种思维方式。它和阅读、写作、数学一样,贯穿于生活的细节中,而且逐渐成为一种人们所需的必备技能。

未来,网络技术和通信效率将会进一步提升,同时,芯片技术的发展,包括 CPU、GPU、可加速 AI 应用的 FPGA 以及可定制的芯片等,将形成非常异构的硬件环境,这都会对分布式系统的任务分配以及硬件和任务的映射,提出新的挑战。“王奕霏想到了‘不修改太多现有代码让系统支持更多问题的运算’,说明她有意识把共同的部分抽象为一个不变的逻辑,这样只需要针对其他需要改变的逻辑做少量的改动。这种抽象能力和思考问题的方式,是计算思维的一种体现,对于将来的编程和计算机科学的学习和研究至关重要。”和豆比小分队交流结束后,伍鸣博士再次强调要透过代码,看编程背后的计算思维的重要性。

编程是人机交互的窗口。一行行代码的背后是复杂的算法、数理逻辑和计算机的结构原理。只有真正学会用计算机背后的原理思考问题,理解现实生活中的事物,才能真正掌握计算思维。伍鸣博士补充道,“希望王奕霏和小伙伴们永远保持好奇心,并带动身边更多的人产生对编程和计算机科学的兴趣,在计算思维的引导下,进一步系统学习分布式计算和其他计算机科学相关的知识,探索更多的未知领域,从而应对日新月异的科技变革,打开通向未来代码世界的大门。”

王奕霏与伍鸣博士

从编程启蒙

到拥抱数字化未来

“以前,我只是觉得编程很好玩儿。伍鸣博士启发我们去思考、去跳出编程本身,用计算思维来思考。”王奕霏说。

计算思维不是与生俱来的,而是可以从头培养和持续提升的。微软全球资深副总裁,微软亚太研发集团主席兼微软亚洲研究院院长洪小文博士曾在署名文章中写道,“在我看来,与掌握一门外语同等重要的是,让孩子们从小就开始接触计算机语言。每一个人,不仅仅是计算机科学家,都应热心于它的学习和运用。”

一直以来,微软致力于推动计算思维教育的普及以及人才培养,连续十多年举办的“创新杯”全球全球学生科技大赛,面向高校学生的大型编程比赛“编程之美”,针对不同年龄段的女生的包括 DigiGirls、Ada Workshop 等活动,激发青少年对 STEM(科学、技术、工程和数学)的兴趣与热爱,帮助他们掌握计算思维、掌握与机器交互的技能,从而更加勇敢自信地拥抱数字化未来。

本文转自中关村在线。

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