运用“编程思维”,培养高效的思考模式及视角

        常言道:“学好数理化,走遍天下都不怕”。大家发现没有,这句话背后的逻辑是:学好数理化→掌握解决问题的能力→好找工作。而这其中要属强调抽象思维和逻辑思维的数学最重要。
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正因为认识到这点,很多家长极其重视对孩子数学能力的培养。但是大家是否知道,单纯地培养数学能力已经落后于这个时代了。

为什么这么说?从大环境来说,整个社会已经逐渐迈入人工智能时代(AI时代),AI时代是一个以计算机科学为基础的时代,其中的核心则是编程思维。可惜的是,很多人认为不从事计算机就不需要学习编程,以至于错失了培养编程思维的机会,导致他们在学习和工作中处处落后于其他人。

比尔盖茨说过:学习编程可以锻炼你的思维,帮助你更好地思考,创建一种我认为在各领域都非常有用的思维方式。

在国家教育大计层面,美国政府的“全民电脑科学教育”计划,将投入40亿美元为K12阶段的学生提供完整的电脑科学教育,我国教育部也会在中小学阶段设置人工智能相关课程,逐步推广编程教育。

奥巴马和孩子们一起学习编程

由此可见,只强调数学能力的培养会导致孩子被未来社会给淘汰掉。所以在AI时代最正确的做法就是——学编程,准确地说是学习“编程思维”。

因为编程所需要的很多能力和数学是相通的,比如逻辑完备性、模式识别等,所以数学底子好的人学编程会更加容易。

下面就带大家了解下编程思维:

什么是编程思维?

所谓“编程思维(computational thinking)”就是“理解问题——找出路径”的思维过程,它由四个步骤组成:

1、分解(decomposition),把一个复杂的大问题,拆解成更可执行、更好理解的小步骤。

正如美国麻省理工学院的计算机教授瑞斯尼克所说的:“ 在学编程的过程中教会孩子们如何将复杂的想法分解成几个部分,不管孩子以后做什么,都可以用的到,这才是学编程的意义所在。”

计算机科学家,Mitch Resnick教授

2、模式识别(pattern recognition),找出相似模式,高效解决细分问题。

我们在经验里搜索以往的类似问题及解决方法,套用解决。

举个例子:假如你需要画100只猫,你会怎么办?正确的发方法是找出猫的“模式”,即猫的躯干、四肢、毛发等基本元素,再不断改变局部特征就可以了。现在流行的机器学习中普遍用到这种思维。

3、抽象(abstraction),聚焦最重要的信息,忽视无用细节。

简单说就是找到问题的本质,过滤掉其他无关紧要的因素。

接着画猫的例子,我们了解了猫的特征,就可以根据这些抽象的特点,形成关于猫的整体设想,画出躯干和四肢,做出一个模型。

4、算法(algorithms),设计一步一步的解决路径,解决整个问题。

通过这四个步骤,一个复杂的问题先被拆解成一系列好解决的小问题→每一个小问题被单独检视、思考,寻找解决方案→聚焦几个重要节点,忽视小细节,形成解决思路→设计步骤执行→问题解决。

所以,所谓“编程思维”并不是编写程序的技巧,而是一种高效解决问题的思维方式。

编程思维的好处

编程思维能培养五个方面的能力:策划构思能力、逻辑分析能力、模式识别能力、问题分解能力、测试纠错能力。

以写作文为例:

想把作文写得又快又好→先解题,拆分出可能的层次内容→调用大脑存储的相关信息——例子、格言,类似的文章→列出提纲,理清思路→动笔写。

可以这么说,无论你的目标是什么,编程思维都能让你更迅速、更容易成为人生赢家。

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