在英美等國家的中小學裡,編程已成為與讀寫、數學和科學並列的核心學科之一,美國總統投入40億讓全美孩子學習編程。為什麼國外如此大力度的推行編程教育?因為編程中蘊含的計算機思維,幫助孩子更好地思考。
什麼是計算機思維
將一個困難問題分解,通過邏輯分析和細分步驟構思出解決方案,從而形成解決問題的模型,再將該模型應用到更多同類問題當中的思維方式。
計算性思維可以概括成這四個步驟:
1分解任務
就是把問題進行拆分,將一個大問題分解為若干小部分,同時弄明白各部分的特點。
2模式認知
找出第一步拆分出來的各部分之間的相似點和區別,也就是模式,或者說趨勢,用以後續做出預測。
3抽象思維
找到第二步中這些模式形成背後的更一般的、通用的規律。
4算法設計
針對同一類或者說同一模式的相似問題,給出一系列逐步的解決方案。
計算機思維的重要性隨計算機科學的發展和應用的普及,這個世界越來越數據化。實物和各類信息,比如名畫、樂譜、人們的關係等等,都通過數據信息的方式被保存下來,也因此越來越多的問題可以通過數據分析與計算的方式解決,也就是使用計算機思維去找到解決方案。所以,計算機思維也就越來越重要。
到現在,可以說任何學科背景和年齡段的學生都應該學習計算機思維。它是一種能讓人受益匪淺的普適性技能。計算機思維讓學生們面對複雜的、開放性的、高不確定性的問題時更加的有信心,因為它提供給了學生一個普適性的、面對任何問題都有效的入手方法,讓學生不至於束手無策。計算機思維讓學生們不但能使用已有的理論或模型,更重要的,它幫助學生們更好的發現事物的本質、聯繫與規律,讓學生們自己創造出新的理論或模型。也就是說,它能賦予學生創造的能力,成為創新者。
如何培養計算機思維
「計算性思維」歸根結底是根據孩子的思維發展規律,培養數理邏輯能力。我們可以先利用一些玩具和實物進行培養,再過渡到編程的學習上,這樣會更加自然。
1、塗鴉、玩拼圖——形象思維第一步
學齡前3-6歲的孩子主要以培養形象思維為主。比如,問孩子「3+2等於幾」,對於這個年齡段的孩子其實並不那麼容易,但若問他們「3個拼圖和2個拼圖放在一起是幾個拼圖」,大多數孩子會覺得好算很多。拼圖讓孩子對具體的形象、結構產生認識。這些「玩」的練習,通過對孩子創造力以及想像力的鍛鍊,都對孩子思維的提升有很大幫助。
2、數學遊戲、棋類、魔方——抽象邏輯逐步養成
4-12歲是培養孩子抽象邏輯思維能力的關鍵時期。讓孩子通過觀察分析,逐步學會對事物進行概括、抽取出事物的特性,形成概念,並進行推理及判斷。數學遊戲是典型的計算思維與邏輯的練習方法。
3、機器人+編程學習——培養邏輯思維能力
「機器人+編程」學習模式,在保證孩子學習熱情的前提下,通過機器人學習編程知識,通過編程知識操作機器人,從而培養出有較強自主學習、邏輯思維及創新探索能力的高素質人才,為孩子未來的發展打下良好的基礎。
對於培養孩子的計算機思維來說,我們需要在平時有意識地引導孩子,通過在生活中不斷的積累,培養孩子的理性分析和邏輯思維能力,當孩子的計算性思維得到充分訓練時,不管是生活中問題的處理,還是「數理化」的知識學起來都是小case!