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随着编程被列入课程、中高考试卷中频频出现编程类题目,越来越多的家长开始关注少儿编程。
孩子学了编程究竟能得到什么好处呢?较重要的是可以培养孩子编程思维。
编程思维到底是什么?
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。
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。
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?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:
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。
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。
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。
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,是因为这个孩子具有很高的“模式识别,规律整合”的能力。
算法——逻辑思维
算法,就是根据之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”。
逻辑思维中有个很重要的原则叫“相互排斥且整体完备”,也就是“不重复,不遗漏”。解数学题时,也是同一个道理——我们要增加答案虑到所有的情况,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,对孩子是一种磨练。
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。