解析計算思維與少兒編程的關係

2020-08-09 熊貓老師工作室

少兒編程風頭正勁,有傳言編程將取代英語,成為下一個進入高考的科目。那麼,被機構熱炒的「全世界多個國家都在全民推廣的少兒編程」,真相究竟如何呢?

其實,少兒編程在上個世紀60年代就已經出現並得到推廣(《》),而且目前國際上公認的少兒階段培養目標並不是學習編程,而是利用編程促進計算思維的培養。

學習少兒編程是不是就等於培養計算思維呢?二者之間是什麼樣的內在聯繫呢?

什麼是計算思維?

要了解少兒編程與計算思維的關係,先要了解什麼是計算思維。

計算機可以幫助我們解決問題。但是,在解決問題之前,必須先了解問題本身以及解決問題的方式。計算思維使我們能夠做到這一點。

計算思維使我們能夠解決一個複雜的問題,了解問題所在並開發可能的解決方案。然後,我們可以用計算機,人或兩者都可以理解的方式介紹這些解決方案。

計算思維的四個基石

計算思維有四種關鍵技術(基石):

  • 分解-將複雜的問題或系統分解為更小,更易於管理的部分
  • 模式識別-尋找問題之間和內部的相似之處
  • 抽象-只關注重要信息,忽略無關緊要的細節
  • 算法-逐步解決問題或制定解決問題的規則

每個基石都與其他基石一樣重要。它們就像桌子上的腿-如果缺少一條腿,桌子可能會塌陷。正確應用所有四種技術將有助於對計算機進行編程。

實踐中的計算思維

實踐中遇到的問題往往是複雜的,看似難以入手的。

計算思維涉及將複雜的問題分解為一系列較小的,更易於管理的問題(分解)。然後,可以考慮先前解決過的相似問題(模式識別)並僅關注重要的細節,而忽略不相關的信息(抽象),分別查看每個較小的問題。接下來,可以設計解決每個較小問題的簡單步驟或規則(算法)。

最後,將這些簡單的步驟或規則用於以最佳方式幫助解決複雜問題的計算機。

計算思維與少兒編程的關係

計算思維不是編程,編程是用程序語言告訴計算機做什麼和如何做,而計算思維是讓人道如何準確地告訴計算機做什麼。

例如,如果您跟朋友約好在一個從未去過的地方見面,那麼您可能會在出門前計劃好行程。您可能會考慮可用的路線以及「最佳」路線-這可能是最短,最快或經過您最喜歡的商店的路線。然後,您將按照分步說明進行操作。在這種情況下,計劃部分就像是計算思維,遵循指示就像編程一樣。

能夠將一個複雜的問題變成我們容易理解的問題是一項非常有用的技能。實際上,這是您已經擁有並且可能每天都在使用的一項技能。

例如,有時我們需要組織所有人一同出遊,顯然所有人都喜歡不同的事物,則需要決定:

  • 你能做什麼
  • 你可以去哪裡
  • 誰想做什麼
  • 以前是怎麼去那裡的
  • 您有多少錢以及任何選擇的成本
  • 天氣可能會怎樣
  • 你有多少時間

從這些信息中,您和您的朋友可以更輕鬆地決定去哪裡和做什麼。如果您願意,您也可以使用計算機來幫助您收集和分析數據,以針對該問題設計出最佳的解決方案,無論是現在還是將來。

另一個很好的例子是玩電子遊戲,根據遊戲的不同,要完成關卡,您需要了解以下內容:

  • 您需要收集哪些物品,如何收集它們以及需要多長時間收集它們
  • 出口所在的位置以及在最快的時間內到達出口的最佳路線
  • 有哪些敵人及其弱點

從這些細節中,您可以制定出以最有效的方式完成關卡的策略。雖然很多家長拒絕讓孩子玩電子遊戲,因為孩子們在遊戲上花費了大量時間,但事實上還是有既喜歡玩遊戲又學習好的孩子,大家經常對此表示困惑,其實也這些孩子在遊戲過程中,鍛鍊了計算思維。

當創建自己的計算機遊戲時,計算思維的練習得到了升華。

  • 僅關注相關細節(例如天氣,出口位置– 抽象
  • 使用以前類似問題的知識(模式識別 )...
  • ...制定逐步的行動計劃(算法

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所以,計算思維與少兒編程是完全不同的兩個概念,計算思維是一種思維模式,掌握計算思維的孩子,在各個學科的學習中都能遊刃有餘,也就是我們平時所說的」會學習的孩子「。

雖然編程是實踐計算思維的一個最佳途徑,但能否培養計算思維,不在於學生學什麼課程、是否學編程,而在於老師如何教和引導,在學習過程中分解問題、探究解決方案,並可以將這種解題能力應用於任何一門課程當中,才是學習編程的最高目標。

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