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為什麼有“編程思維”的孩子總是更優秀?
 
http://www.tlbc.org.cn 發布時間:2020-3-27 15:58:49 龙8游戏官方
 

首先,請大家一起來想象一個畫面。


此刻,疲憊一天的你正在回家的電梯上。從 1 層進入,并點亮了前往 5 層的按鈕,電梯開始緩緩向上爬升,到第 3 層時,電梯停了下來,走進一個金發碧眼的女郎。


這時,幾個疑問忽然闖入你的腦海:為什麼我按了 5 層的按鍵,電梯就會開始向上爬升?為什麼外面有人按了樓層按鈕,電梯就會停止?電梯的程序是如何運作的呢?


很巧,這些小問題正好可以用編程思維來解答。


「當你在 1 樓,想去 5 樓」,這裡涉及了起終點和循環的概念。從起點 1 出發,終點為 5 ,循環計數從 1 到 5 ,滿足的退出循環條件,電梯停了,門也打開了。


「當你在上升的過程中,外面有人按了按鈕」,這裡涉及了判斷語句。電梯的程序中,有一個判斷條件,一直在監聽 If (是否有人按了按鈕),當條件成立,電梯就會停止。


發現了嗎?生活中處處有編程,編程原本就是為了解決生活中的實際問題


我們的孩子學編程,不隻是單純學會代碼,掌握一項技能,或是培養一個興趣,最重要的,是掌握背後一整套高效解決問題的思維模式。


擁有這種思維模式的人,通常在生活中看起來更加“聰明”:無論是在工作還是學習中,你都會發現他頭腦清晰、反應靈敏,做事效率也非常高。


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你有沒有發現,那些站在金字塔頂尖的人,通常不止在自己的領域優秀,而是“文史哲數理化”樣樣精通。這是因為他們擁有一套高效的思維模式,對知識的消化和吸收也非常快。


學編程的本質,就是為了幫助孩子們形成這樣的思維模式——「編程思維」,又叫「Computational Thinking」


如此神奇的「編程思維」到底是什麼呢?


編程思維,是一種高效率解決問題的方式,是“理解問題——找出路徑”的高效思維過程,它由“分解—抽象—模式識别—算法”四個步驟組成。

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      聽起來很高大上的樣子?别着急,讓我們一起來做一些新鮮有趣的解讀。


                                                                                               分解 —— 化繁為簡


分解,簡單來說,就是“把複雜的大問題,拆解成更可執行、更好理解的小步驟”,它能鍛煉我們拆解複雜問題的能力。    


生活中常常會出現一些複雜,且需要多步驟才能解決的問題。很多人在遇到此類情況時,常常感到一團亂麻,完全不知道該從何下手。這樣的人,就是缺少“分解問題,化繁為簡”的能力。


這類問題可能是一篇2萬字要求的論文,一道看上去毫無頭緒的數學題,也可能是假期出行前的一次旅行規劃。


面對複雜問題,不要害怕,首先,拆了它!


現在,你要和幾個朋友一起出國旅行,由你來負責出行前的規劃。需要做什麼?


 按照時間維度來拆解這個問題。首先,我們需要選擇出行目的地,然後做旅行攻略、安排行程,接下來就可以預定機票和酒店,最後準備行李清單。


 而四個大步驟又可以具體拆解為許多小步驟,詳見下圖👇


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把一個比較大的問題多層拆解之後,看起來是不是就清晰很多了?


編程的過程,就是把複雜和龐大的問題“自上而下,逐步拆解,直至理順”。這種思維,在學習和生活叫“分解思想”,在工作中又叫“項目管理”。


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做數學題也是一樣的道理。解答一道複雜的題目,通常需要把它拆解成多個大步驟,而每個大步驟,又可以繼續分解為更多的小步驟......分解思想,也是數學中最重要的思想之一。這也是學編程的孩子,數學成績也不會差的原因。


具備這種思維的人,做事情是有條不紊并且有耐心的。而分解能力好的孩子,即便面對一道有挑戰的數學題,也能列出清晰的解題步驟,清楚地知道自己每一步的進展,而不是遇到難題時腦子裡一團亂麻。


                                     抽象 —— 聚焦關鍵


編程中最關鍵的就是“抽象思維”能力,它能鍛煉我們聚焦重點,忽略無用信息,并抽取關鍵信息的能力。


抽象思維聽起來有點抽象?沒事,再邀請你進行一次想象。


現在,想象一個房子的形象。


 在一般人的想象中,它有可能是這樣的:


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天藍色的房頂,明亮的玻璃窗

一扇小小的木門朝向綠意盎然的花園


但在建築師的想象中,它可能是這樣的:


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建築師想象中的房子,具體到了房子内部的具體架構和材料,每一面牆、每一扇門窗應該如何更精巧地設置。


那如果是化學家呢?他心中的房子,甚至可能是由一個個原子,按照一定的規律排列組合而成的。


在上述案例中,門和窗子的物理材料,是對原子的抽象,而整個房子,又是對門窗房頂這些具體構成房子的物體的抽象。


發現了嗎?我們的生活中處處是抽象思維。


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數學中,實數運算是對現實的抽象,代數運算是對實數運算的抽象,抽象代數又是對代數的抽象。國家方針政策是對整個國家運行發展的抽象,國家級政府職能部門對方針政策進行具象,省市縣級再依序進行具象......


我們的現實,就是在這樣一步步的分層抽象中,逐步清晰起來。抽象級别越高,則越接近事物的本質,規律的适用面也越廣。


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編程的世界裡,就包含“子系統、模塊、包、類、方法和語句”等不同層級的抽象,學編程能鍛煉孩子們不斷抽象、聚焦關鍵信息的能力


在學習中,抽象思維也非常重要,我們孩子在學校裡的學習,很多都是對抽象思維的訓練與考察。例如,學語文課文時,需要定位段落關鍵句;做英語閱讀理解時,要快速抓取關鍵信息和中心思想。抽象思維能力越高的孩子,在大量信息中聚焦關鍵信息的能力會越強,專注力也會更高,自然學習也會更輕松。


                                                                                  模式識别 —— 規律整合


模式識别,就是“如何找出相似的模式,并高效率解決細分問題”,它能極大鍛煉我們規律整合的能力。


說到找規律,大家都不陌生。老規矩,這次來做一道題。


      假如你有一副撲克牌,取出大小王并打亂順序後,一人随機從中取出一張,如何确定取出的牌是幾?


好像有點難?沒事,讓我們先把它抽象成一個數學問題:


1 + 2 + 3 + 4 + ...... + 100 = ?


國外的一個小孩在多年前就發現規律,并巧妙地解決了這個問題——

1 + 100 = 101,2 + 99 = 101 ...... 50 + 51 = 101 

從 1 加到 100 共有 50 個這樣的組合

因此 50 ✖️101 = 5050

總結規律 👉1+2+3+......+n =n✖️(n+1) / 2


你猜的沒錯,這個小孩就是偉大的數學家高斯,上圖就是高斯算法的思路。


回到我們的撲克牌題目,你能否識别出它其中悄悄隐藏的高斯求和模式呢?


同一大小的牌共有4張,所有牌的面值大小為(1+2+......+13)✖️4

套用高斯算法,總面值大小為[(1+13)✖️6]✖️4=364

要算缺少的撲克牌,用364減去手上牌面值的總和即可。


善于發現和總結規律的人,常常做事麻利、效率也特别高。因為他們腦子裡自備各種規律的“方法庫“,遇到相似的情況就直接調用,極大節省了時間,也不會錯漏


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在編程學習的過程中,孩子們也一直在做這樣的訓練:發現一些可以重複的單元,把它整合起來,套用進設定好的模式,再讓計算機去重複它


規律整合能力強的孩子,也善于發現學習中的規律和方法。看到一道題,有些孩子一瞬間就想到了解題方法與思路,我們會感歎道:“這個孩子真聰明”。事實上,是因為這個孩子具有很高的「模式識别,規律整合」的能力。


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                                                                                       算法 —— 邏輯思維


算法,就是根據之前一系列對于問題的理解,設計一步一步的解決路徑,并解決整個問題。


在具體解決問題的過程中,最關鍵的能力有兩個 —— “邏輯思維”和“調試糾錯”。


邏輯思維能力


程序員圈子很流行的一個笑話。


娃媽給程序員老爸打電話:“下班順路買10個包子帶回來,如果看到賣西瓜的,就買一個。”

結果娃爸手捧一個包子進了門。娃媽怒道:“你怎麼就隻買了一個包子?!”

娃爸答曰:“因為看到了賣西瓜的。”


雖然是一個黑程序猿的笑話,但也體現了很典型的編程思維。編程就是理性嚴謹地與電腦對話,因此對編程者的邏輯思維能力也有很高的要求。


邏輯思維中有個很重要的原則叫 MECE(Mutually Exclusive and Collectively Exhaustive),意思就是“相互排斥且整體完備”,也就是“不重複,不遺漏”。


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右圖符合MECE原則,左圖則沒有


在編程的算法中,需要處處考慮MECE原則。解數學題時,也是同一個道理——我們要保證答案中考慮到所有的情況,而這些情況既不遺漏,也不重疊。


另外,編程算法中還會涉及到處理很多 “與”、“或”、“非”等邏輯用語。這些操作和思考,對孩子來說都是非常好的邏輯訓練。


調試糾錯能力


編程的世界裡,隻有對與錯,沒有模糊值。在程序運行的過程中,隻要最終的結果與期望不符合,就證明算法中肯定有錯漏。


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但是,程序中的bug常常不是一下就能找到的,需要我們把程序的運行順序一步步地跟走一遍,同時觀察每一步的運行結果。這就需要很多的耐心、觀察力和專注力,對孩子的抗挫能力也是一種磨練。孩子在這個過程中,也會逐漸懂得一個道理:犯錯很正常,糾正它,下次不再犯類似的錯誤就好。


這一點,也是優秀的人身上常常共通的一項品質。這些人總是在進步,因為他們懂得“回溯、調試、糾錯”不斷進行自我優化和成長,不斷be better。


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以上,就是傳說中的 4 大「編程思維」了,是不是沒有想象中的晦澀難懂呢?


蘋果創始人Steve Jobs曾說:“每個人都應該學習編程,因為它教會你如何思考。

    

學編程的過程,正是在不斷的思考和實操中,反複訓練提升這 4 項重要的思維模式,建立一種真正“抗打”的認知思維和學習能力 —— 這是一種底層的思維邏輯,在任何行業都能通用,同時也是迎接龙8游戏官网:人工智能时代的基本素養。


20 年前,學英語不是為了成為翻譯員;


10 年前,學習電腦不是為了成為打字員;


今天,學習編程不是為了讓孩子們都成為程序員,而是為他們打開一扇門,走進更廣闊的未來世界!



晉城青少兒編程電話:0356-3565555 

晉城少兒編程體驗地址:山西省晉城市景西路789号青少兒編程體驗中心




 
 
 
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