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人类高质量思维模式?一文带你读懂大家常说的“编程思维”

发布时间:2021-09-03 13:35:36

 在编程领域,孩子最急需培养的编程思维究竟指的是什么?对孩子有什么帮助?下面我们将给大家详细地做个分析。




01
编程是什么

在了解编程思维之前,我们首先要和大家讲一讲什么是“编程”,编程就是和电脑对话,用电脑能听懂的语言,告诉它我们想让它做的事情。


举个例子来说:

如果我想休息一下,会这么和孩子说:“把那个凳子搬过来。”如果我们想让电脑听懂这句话,就需要这么和电脑表达:

· 定义对象:什么是凳子?

· 把凳子向上移动20厘米

· 往前移动两米

· 把凳子向下移动20厘米

这样,电脑就完成了我们想要它做的事情。


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大家有没有发现一个问题?


那就是,相比于人类之间交流的随意与感性,和电脑对话时,必须具备严谨、理性的思路,每一步都要给出准确的指令,这样就能让电脑按照自己的想法行动,不会让结果跑偏。


想要让电脑听懂我们说的话,需要让自己变得理性、严谨,思维具有条理。当孩子试着从电脑的角度去思考问题时,也就学习并锻炼到了我们常说的“编程思维”。


02

"编程思维“是什么

很多人都听过编程思维,但对它了解的却不多,甚至会产生这种误解——编程思维就是编程算法。


其实,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,它是“理解问题——找出路径”的高效思维过程,由分解、模式识别、抽象、算法四个步骤组成。


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【分解:锻炼拆解复杂问题的能力】


分解,就是把一个复杂的大问题,拆解成更可执行、更好理解的小步骤。


假如孩子要为家庭出游做一次旅游规划,“全家旅游规划”听起来非常庞大、繁琐,而学会分解的孩子则会把这个难题拆分成几个容易解决的小任务——确立目的地、安排行程、预定机票和酒店、准备行李清单。

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孩子在编程的过程中,就是在不断地训练他们把复杂的问题拆解、理顺的过程。这个过程是解决问题的基础,把问题拆解清楚,才有接下来实现的可能。


正如麻省理工学院的计算机教授Mitchel Resnick所说:“ 在学编程的过程中教孩子们学会拆分问题,这才是最重要的。”


【模式识别:锻炼整合“重复规律”的能力】


模式识别,就是识别不同问题的模式和趋势(共同点)的过程,在我们的经验库里找出类似问题的解决办法,套用解决。识别的模式越多,解决问题的速度也就越快。


例如,如果需要画100只猫,你会怎么办?是找100只猫来临摹还是找出猫的“模式”?


对猫进行模式识别,我们会发现猫有这些共同点:有眼睛、耳朵、尾巴、四条腿……我们根据这些特点建立起猫的“模式”,按照这个模式就能批量画猫了。不用每次画一个新动物,只需要变换局部特征(例如毛发颜色、尾巴长短)就能轻松解决。


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这样看来是不是效率瞬间飙升?


在编程过程中,孩子一直在进行着这样的训练,当发现一些可重复的步骤,就会把它们整合起来,建立模式;再遇到类似问题时就能让计算机套用此模式,快速解决。


【抽象:锻炼找出问题本质的能力】


抽象,是指聚焦最重要的信息,忽视无用细节。简单来说就是找到问题的本质,过滤掉其他无关紧要的因素。


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抽象思维高的孩子,能在大量信息中抓住关键信息,提高学习效率。不论是在做语文还是英语的阅读理解中,抽象思维能力强的孩子总能很容易地找出关键句和中心思想,学习会更加轻松。


在编程世界里,包含“子系统、模块、包、类、方法和语句”等不同等级的抽象,孩子能够通过编程的学习不断提升聚焦关键信息的能力。


【算法:锻炼高效解决问题的能力】


算法是一步步解决问题的过程。根据前面对问题的分析与理解,设计每一步的路径方法,解决整个问题。在具体解决问题的过程中,最关键的是逻辑思维能力和调试纠错能力。


计算机程序需要很强的逻辑性,逻辑顺畅才能顺利运行。例如,正确代码呈现出的五角星动态图这样的:


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而只是把其中两行代码交换下顺序,结果就成了这样:


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孩子需要遵循编程的规则,把解决问题的步骤转换成计算机能理解的语言。在这个过程中,孩子的逻辑思维能力能得到很好地锻炼。


而调试纠错,就是当出现结果与预期不符时,需要找出算法之中的漏洞并解决。在编程练习中,任何一行代码出问题,程序都会出错无法正常运行下去,这时,孩子就必须要自己一步步执行步骤、梳理逻辑,找出问题并想办法解决。


这样的过程可以锻炼孩子的耐心和抗挫能力,让他以更加平和的心态面对挫折和失败,同时观察力和专注力也会得到很好的培养。


编程思维在各个行业都能用得到,是未来人工智能时代每个孩子都应具备的一种思维。在孩子的思维成长期,学习编程是一个非常有远见、明智的选择。