如何让青少儿理解什么是编程 “算法”

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“算法”这个词貌似与孩子不太相关。其实,算法存在于我们日常生活的方方面面,它不光是技术大牛的话题,也存在于生活的各种日常决策。确实有很多很复杂的算法,但算法这个概念本身,其实很简单。我们可以通过引导和示范,来帮助青少儿理解这个基础的编程概念。

算法是什么?

算法是一个详细的一步一步的指令集或公式,用于解决一个问题或完成一个特定的任务。在计算科学中,程序员编写的算法可以指导计算机执行任务。

在我们的生活中,算法也无处不在: 烹调的食谱是一种算法;用来解决加法或因式分解问题的步骤是一种算法;而折叠衬衫或裤子的过程也是一种算法。就连每天早上上学前的准备活动,其实也是一种算法。

试着引导孩子编写算法

我们可以引导孩子写下他起床后,一个简单活动的算法,比如刷牙或者吃麦片,这样孩子在不知不觉中,就已经探索了一些重要的计算机编程概念,

比如:重复(repetition) —— 左下牙刷五次;排序(sequencing)—— 把麦片放在碗里,然后冲入牛奶;还有条件逻辑 (if...) ——如果碗是空的,就停止进食。

当孩子在编写算法时,我们可以通过提问来引导孩子,要告诉孩子,电脑不会直接领会你的意图,除非你告诉电脑怎么做:比如,要告诉电脑先把碗拿出来,然后倒牛奶,否则牛奶就会直接倒在地板上。

在数学课上,孩子学习了什么是质数,以及如何判断一个数字是否为质数。对于较大的数字的质数判断,是相对困难的。比如,493的质数计算,你必须尝试超过15次计算才能知道493不是素数(17*29=493)。孩子同样也可以编写一个算法来确定一个数字是否为质数。

培养算法思维

算法思维,或者说拆分问题,分步解决问题的能力,在数学和科学等科目中是至关重要的。其实孩子们在无意识的情况下,就已经在使用算法了,尤其是在数学方面。

举例,解决一个因式分解的问题,解题步骤可以提炼成一个口诀:“先提首项负号,再看有无公因式,后看能否套公式,十字相乘试一试,分组分解要合适。” 而这个解题步骤就是一个算法。

帮大家回顾一下,因式分解详细的步骤:

1、如果多项式的首项为负,应先提取负号;

这里的“负”,指“负号”。如果多项式的第一项是负的,一般要提出负号,使括号内第一项系数是正的。

2、如果多项式的各项含有公因式,那么先提取这个公因式,再进一步分解因式;

要注意:多项式的某个整项是公因式时,先提出这个公因式后,括号内切勿漏掉;提公因式要一次性提干净,并使每一个括号内的多项式都不能再分解。

3、如果各项没有公因式,那么可尝试运用公式、十字相乘法来分解;

4、如果用上述方法不能分解,再尝试用分组、拆项、补项法来分解。

算法思维就是让孩子学会分解问题,分层分步骤,找到问题解决方案。从而,孩子通过完成这样的编程活动,来增强他们的算法思维能力。

为给孩子出题,让孩子设计简单的算法,根据顺序、重复和条件逻辑来解决有趣的问题。就像学习其他所有技能一样,孩子需要通过不断的练习来强化他的算法思维,通过完成有创意的项目来应用他们的技能,激发他的学习兴趣。

适合青少儿的编程软件

1.Tynker

国外有很多青少儿编程类产品可以使用,Tynker是其中比较优秀的一款,可以从苹果的 app store 免费下载。

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Tynker使用简单的可视化编程语言,不需要编程语法,而只需要将代码块组合起来就可以创建项目, 适合4-11岁的孩子, 激励孩子们将他们的创意转化为游戏、项目和动画故事,并将成果在网络上进行传播。

通过这个软件,孩子可以更好地理解编程的思想,学习创意思考、系统推理和协同合作。 Tynker在美国,加拿大,澳大利亚,新西兰的两万多所中小学都作为老师的教学工具来使用,已经有2300万少年儿童通过Tynker学习编程。

2.scratch

Scratch是一款由麻省理工学院(MIT)设计开发的青少儿编程软件,Scratch的特点是:使用者可以不认识英文单词,也可以不会使用键盘。只要会用鼠标拖动模块到程序编辑栏就可以编程。Scratch中构成程序的命令和参数通过积木形状的模块来实现。

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Scratch的每一个作品全部都来自于孩子的创意。每一个孩子都是非常富有创意,但是通常都没有合适的地方与环境去表达。Scratch就可以让每个孩子表达自己的创意,不断的丰富实践自己的创意。

其次,Scratch的每一个作品从想法到成品都需要系统推理。他们需要将自己复杂的创意分解,每个步骤该如何安排,每个功能该如何实现,从整体的功能布局,到具体细节的实现,都需要孩子精确的推理,锻炼整体的逻辑思维。

开发Scratch的负责人Mitchel Resnick教授说:“当今,很多孩子有很多与新技术互动的经历,但是却很少有机会使用新技术去创建或者表达自己,但是当孩子们学习Scratch后,不仅能“读”新技术,而且能通过自己的思维创造新技术“。带着这样的使命,Mitchel Resnick教授和他的团队开发了Scratch,让全世界的青少儿感受到编程的乐趣!

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