为什么有“编程思维”的孩子总是更

为什么有“编程思维”的孩子总是更？

首先，请大家一起来想象一个画面。

此刻，疲惫的你正在回家的电梯上。从1层进入，并点亮了前往5层的按钮，电梯开始缓缓向上爬升，到第3层时，电梯停了下来，走进一个金发碧眼的女郎。

这时，几个疑问忽然闯入你的脑海：为什么我按了5层的按键，电梯就会开始向上爬升？为什么外面有人按了楼层按钮，电梯就会停止？电梯的程序是如何运作的呢？

很巧，这些小问题正好可以用编程思维来解答。

①「当你在1楼，想去5楼」，这里涉及了起终点和循环的概念。从起点1出发，终点为5，循环计数从1到5，满足的退出循环条件，电梯停了，门也打开了。

②「当你在上升的过程中，外面有人按了按钮」，这里涉及了判断语句。电梯的程序中，有一个判断条件，一直在监听If(是否有人按了按钮），当条件成立，电梯就会停止。

发现了吗？生活中处处有编程，编程原本就是为了解决生活中的实际问题。

我们的孩子学编程，不只是单纯学会代码，掌握一项技能，或是培养一个兴趣，较重要的，是掌握背后一整套解决问题的思维模式。

拥有这种思维模式的人，通常在生活中看起来更加“聪明”：无论是在工作还是学习中，你都会发现他头脑清晰、反应灵敏，做事效率也非常高。

你有没有发现，那些站在金字塔的人，通常不止在自己的领域，而是“文史哲数理化”样样精通。这是因为他们拥有一套的思维模式，对知识的消化和吸收也非常快。

学编程的本质，就是为了帮助孩子们形成这样的思维模式——「编程思维」，又叫「Computational Thinking」。

如此神奇的「编程思维」到底是什么呢？

编程思维，是一种率解决问题的方式，是“理解问题——找出路径”的思维过程，它由“分解—抽象—模式识别—算法”四个步骤组成。

听起来很高大上的样子？别着急，让我们一起来做一些新鲜有趣的解读。

分解——化繁为简

分解，简单来说，就是“把复杂的大问题，拆解成更可执行、更好理解的小步骤”，它能锻炼我们拆解复杂问题的能力。

生活中常常会出现一些复杂，且需要多步骤才能解决的问题。很多人在遇到此类情况时，常常感到一团乱麻，完全不知道该从何下手。这样的人，就是缺少“分解问题，化繁为简”的能力。

这类问题可能是一篇2万字要求的论文，一道看上去毫无头绪的数学题，也可能是假期出行前的一次旅行规划。

面对复杂问题，不要害怕，首先，拆了它！

现在，你要和几个朋友一起出国旅行，由你来负责出行前的规划。需要做什么？

按照时间维度来拆解这个问题。首先，我们需要选择出行目的地，然后做旅行攻略、安程，接下来就可以预定机票和酒店，较后准备行李清单。

而四个大步骤又可以具体拆解为许多小步骤，详见下图??

把一个比较大的问题多层拆解之后，看起来是不是就清晰很多了？

编程的过程，就是把复杂和庞大的问题“自上而下，逐步拆解，直至理顺”。这种思维，在学习和生活叫“分解思想”，在工作中又叫“项目管理”。

做数学题也是一样的道理。解答一道复杂的题目，通常需要把它拆解成多个大步骤，而每个大步骤，又可以继续分解为更多的小步骤......分解思想，也是数学中较重要的思想之一。这也是学编程的孩子，数学成绩也不会差的原因。

具备这种思维的人，做事情是有条不紊并且有耐心的。而分解能力好的孩子，即便面对一道有挑战的数学题，也能列出清晰的解题步骤，清楚地知道自己每一步的进展，而不是遇到难题时脑子里一团乱麻。

抽象——聚焦关键

编程中较关键的就是“抽象思维”能力，它能锻炼我们聚焦重点，忽略无用信息，并抽取关键信息的能力。

抽象思维听起来有点抽象？没事，再邀请你进行一次想象。

现在，想象一个房子的形象。

在一般人的想象中，它有可能是这样的：

天蓝色的房顶，明亮的玻璃窗

一扇小小的木门朝向绿意盎然的花园

但在建筑师的想象中，它可能是这样的：

建筑师想象中的房子，具体到了房子内部的具体架构和材料，每一面墙、每一扇门窗应该如何更精巧地设置。

那如果是化学家呢？他心中的房子，甚至可能是由一个个原子，按照一定的规律排列组合而成的。

在上述案例中，门和窗子的物理材料，是对原子的抽象，而整个房子，又是对门窗房顶这些具体构成房子的物体的抽象。

发现了吗？我们的生活中处处是抽象思维。

数学中，实数运算是对现实的抽象，代数运算是对实数运算的抽象，抽象代数又是对代数的抽象。方针政策是对整个运行发展的抽象，政府职能部门对方针政策进行具象，省市县级再依序进行具象......

我们的现实，就是在这样一步步的分层抽象中，逐步清晰起来。抽象级别越高，则越接近事物的本质，规律的适用面也越广。

编程的世界里，就包含“子系统、模块、包、类、方法和语句”等不同层级的抽象，学编程能锻炼孩子们不断抽象、聚焦关键信息的能力。

在学习中，抽象思维也非常重要，我们孩子在学校里的学习，很多都是对抽象思维的训练与考察。例如，学语文课文时，需要定位段落关键句；做英语阅读理解时，要抓取关键信息和中心思想。抽象思维能力越高的孩子，在大量信息中聚焦关键信息的能力会越强，专注力也会更高，自然学习也会更轻松。

模式识别——规律整合

模式识别，就是“如何找出相似的模式，并率解决细分问题”，它能极大锻炼我们规律整合的能力。

说到找规律，大家都不陌生。老规矩，这次来做一道题。

假如你有一副扑克牌，取出大小王并打乱顺序后，一人随机从中取出一张，如何确定取出的牌是几？

好像有点难？没事，让我们先把它抽象成一个数学问题：

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

国外的一个小孩在多年前就发现规律，并巧妙地解决了这个问题——

1+100=101，2+98=101......50+51=101

从1加到100共有50个这样的组合

因此50??101=5050

总结规律??1+2+3+......+n=n??(n+1)/2

你猜的没错，这个小孩就是伟大的数学家高斯，上图就是高斯算法的思路。

回到我们的扑克牌题目，你能否识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张，所有牌的面值大小为（1+2+......+13）??4

套用高斯算法，总面值大小为[（1+13）??6]??4=364

要算缺少的扑克牌，用364减去手上牌面值的总和即可。

善于发现和总结规律的人，常常做事麻利、效率也特别高。因为他们脑子里自备各种规律的“方法库“，遇到相似的情况就直接调用，极大节省了时间，也不会错漏。

在编程学习的过程中，孩子们也一直在做这样的训练：发现一些可以重复的单元，把它整合起来，套用进设定好的模式，再让计算机去重复它。

规律整合能力强的孩子，也善于发现学习中的规律和方法。看到一道题，有些孩子一瞬间就想到了解题方法与思路，我们会感叹道：“这个孩子真聪明”。事实上，是因为这个孩子具有很高的「模式识别，规律整合」的能力。

分解——化

算法——逻辑思维

算法，就是根据之前一系列对于问题的理解，设计一步一步的解决路径，并解决整个问题。

在具体解决问题的过程中，较关键的能力有两个——“逻辑思维”和“调试纠错”。

逻辑思维能力

程序员圈子很流行的一个笑话。

娃妈给程序员老爸打电话：“下班顺路买10个包子带回来，如果看到卖西瓜的，就买一个。”

结果娃爸手捧一个包子进了门。娃妈怒道：“你怎么就只买了一个包子？！”

娃爸答曰：“因为看到了卖西瓜的。”

虽然是一个黑程序猿的笑话，但也体现了很典型的编程思维。编程就是理性严谨地与电脑对话，因此对编程者的逻辑思维能力也有很高的要求。

逻辑思维中有个很重要的原则叫MECE（Mutually Exclusive and Collectively Exhaustive），意思就是“相互排斥且整体完备”，也就是“不重复，不遗漏”。

右图符合MECE原则，左图则没有

在编程的算法中，需要处处考虑MECE原则。解数学题时，也是同一个道理——我们要增加答案中考虑到所有的情况，而这些情况既不遗漏，也不重叠。

另外，编程算法中还会涉及到处理很多“与”、“或”、“非”等逻辑用语。这些操作和思考，对孩子来说都是非常好的逻辑训练。

调试纠错能力

编程的世界里，只有对与错，没有模糊值。在程序运行的过程中，只要较终的结果与期望不符合，就证明算法中肯定有错漏。

但是，程序中的bug常常不是一下就能找到的，需要我们把程序的运行顺序一步步地跟走一遍，同时观察每一步的运行结果。这就需要很多的耐心、观察力和专注力，对孩子的抗挫能力也是一种磨练。孩子在这个过程中，也会逐渐懂得一个道理：犯错很正常，纠正它，下次不再犯类似的错误就好。

这一点，也是的人身上常常共通的一项品质。这些人总是在进步，因为他们懂得“回溯、调试、纠错”，不断进行自我优化和成长，不断be better。

以上，就是传说中的4大「编程思维」了，是不是没有想象中的晦涩难懂呢？

苹果创始人Steve Jobs曾说：“每个人都应该学习编程，因为它教会你如何思考。”

孩子学编程的过程，正是在不断的思考和实操中，反复训练提升这4项重要的思维模式，建立一种真正“抗打”的认知思维和学习能力——这是一种底层的思维逻辑，在任何行业都能通用，同时也是迎接人工智能时代的基本素养。

20年前，学英语不是为了成为翻译员；

10年前，学习电脑不是为了成为打字员；

今天，学习编程不是为了让孩子们都成为程序员，而是为他们打开一扇门，走进更广阔的未来世界！

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