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最近几年儿童编程是越来越火,一是国家的大力扶持,鼓励各省市地方积极开展少儿编程课程,二是,得益于国外知名科技公司开发的多种软件和平台,让孩子们学习编程更加容易。
很多麻麻在了解到这一新型教育时,都充满了疑惑和犹豫,纠结到底娃要不要学编程,它到底能给孩子带来什么?培养了孩子什么能力?编程思维究竟是一种什么思维?是提高数学、培养逻辑?还是别管了,先学一个再说,总归是没错的?
1. 孩子学编程前,首先一定要明白一点,学编程不等于一定要当码农。编程中积累的经验和能力,让孩子在其他行业也游走得很好。因为它不光是一项技能,更是培养一种思维,一种思考问题的角度。
打个比方,小时候学画画时老师跟我说,学了画画之后你看待世界的视角和之前是不一样的。后来发现还真是,学画画的人往往会更注意一个东西的细节、质感,喜欢变换看事物的角度,试图去寻找它“透视”在不同平面上的样子。
每一个新领域都能给我们带来新的知识,装载着这些新知识的我们自然也会获得新的思维,新的能力,新的看待世界的角度。学编程也如此。
2. 编程的本质是什么?用一句话来解释,编程就是和电脑对话,用电脑听得懂的语言,告诉它我想让它做的事。
这跟和人说话有什么不同呢?比方说我想喝水,可以跟孩子说“来,帮妈妈倒杯水!”同样的一句话如果要让电脑明白该怎么讲?我得先告诉它什么是“杯子”、什么是“水”、什么是“倒”,然后再告诉它怎么去倒,比如先左转75度,往前走两米,左臂下放50度…
感觉很刻板很麻烦很不舒服对不对?是的,咱们人类的天性里充满了感性、随意、散漫、爱听故事。但电脑不是,作为新时代的高科技产品,它理性、严谨、不讲故事讲数据,它要么是听不懂我们的指令,一旦听懂了就会执行,而且每次都会执行。可不像我们人一样,明明听懂了,但帮不帮我倒水主要看心情。
所以,要跟电脑沟通对话,我们也必须让自己变得理性、严谨起来,从电脑的角度去思考问题,这就是所谓的编程思维。
3. 这种思维能带给孩子什么好处?下面以一个爸爸妈妈应该都玩过的游戏来说明,这个游戏就是“贪吃蛇”(我以前就很喜欢玩),用它来把编程思维所培养的能力逐个掰扯掰扯。
贪吃蛇游戏规则很简单:用上下左右键控制蛇的方向,寻找吃的东西,每吃一口就能得到一定的积分,而且蛇的身子会越吃越长,身子越长玩的难度就越大,不能碰墙,不能碰到自己的身体,等到了一定的分数,就能过关,挑战难度更高的关卡。
拆
分析问题的能力
Ability to analyze probllems
要做一个“贪吃蛇”游戏,嗯~~这听起来不是一个小问题,该怎么入手?如刚才所讲,得想办法让电脑把这件事情搞明白,有哪些步骤,每一步该干什么,哪步在先哪步在后…所以我们首先得把这个大问题给拆了。
拆解
在这个程序里,电脑主要处理两件大事:
1. 处理输入 – 收集用户操作信息
2. 输出响应 – 根据不同的输入,做出不同的响应
再拆解
1. 输入 - 用户的操作可以有按上、下、左、右键四种
2. 输出 - 相应地,贪吃蛇也要做往上、下、左、右走的动作
我们把第2点再拆解
贪吃蛇每走一步,可能有这几种情况:
① 吃到苹果
② 撞到墙
③ 撞到自己
④ 什么都没发生
我们把第①点“吃到苹果”抽出来,再再拆解
在这步里,电脑可能要这些事情:
a. 蛇张开嘴巴
b. 苹果被咬掉
c. 播发吃苹果的声音
d. 蛇闭上嘴巴
e. 身体长长一截
看起来很简单的程序,拆解后步骤可真多呀,而且这还只是其中的一条分支。孩子学习编程的过程,就是不断地训练他把复杂、庞大的问题拆解、理顺的过程。
这种思维在学习、工作、生活中处处都用得着。在解决复杂问题时,问题的分解必不可少,因为只有分解成每一个可以操作、可处理的小问题时,才算是把“大问题”落了地,一个一个小问题搞定了,大问题也就解决了。
具备这种能力的人做事情是耐心的、有条不紊的。比如同样面对一道有挑战的数学题,分解能力好的孩子会列出清晰的解题步骤,搞定一步是一步,即使最后不一定能完全解答出来,也能清清楚楚地知道自己的进展;而有些孩子则不是,没有分解的耐心和能力,遇到难题时脑子一团乱麻。
整
发现并整合“重复规律”的能力
Discovering and integrating the ability to repeat rules
“整”说白了,就是我们在教孩子数学时常说的“找规律”,观察并找到那些重复发生的规律。比如“贪吃蛇吃苹果”所发生的一系列动作,是程序中多次会发生的,无论苹果在左上方还是右上方,无论蛇是从上面吃还是从下面吃,都是同样的一组动作,那么我们就可以把这组动作打包,给它取一个名字叫“吃苹果”。每次蛇遇到苹果时,就可以直接把“吃苹果”拿出来用,而不用重新把它所包含的一系列动作再想一遍,搞不好的话还会有错漏。
在编程的过程中,孩子得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,让计算机去重复它。
这种能力可以大大提高我们做事的效率。举个数学上最简单的例子,比如计算32×(37+4)+47×(37+4)+21×(37+4),它就相当于(32+47+21)×(37+4),其中的(37+4)就是一个重复的单元,可以整合。
观察那些做事麻利,效率特别高的人,就是具备了这个能力。很多孩子解题快,就是他善于发现和总结“重复规律”,脑袋里自备了一个装有很多类似于“吃苹果”那样的方法库,遇到时直接调用,不用再从头到尾想一遍,也不会错漏。
“规律”的运用让我想起来,以前大学上卖场管理时,老师讲解了一个非常经典的案例,就是尿不湿+啤酒的销售案例。沃尔玛超市发现尿不湿和啤酒这两样商品经常会被一起销售,背后的原因是妈妈得在家里照看孩子,买尿不湿的通常是下班后的爸爸,这时爸爸很喜欢顺便再买几瓶啤酒犒劳自己。发现这个规律后沃尔玛就把这两样东西放在一起,结果不仅提高了尿不湿和啤酒的销量,还大大提高了整个超市的客流量,因为爸爸们发现逛沃尔玛比其他超市更方便。
这个“规律”的运用,说明了创新不一定指做出个前所未有的新产品,对现有的运行方式进行优化改进,就是一种创新。而发现并整合“重复规律”的能力让我们更容易找到创新的机会。
析
逻辑思维能力
Ability of logical thingking
先看个笑话,
娃妈给程序员娃爸打电话:“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。”
类似这种“黑” 程序员的段子有很多。不过我得再悄悄告诉你一个秘密,这些段子的创造者不是别人,正是程序员圈子本身,嘿嘿,他们只是换着法子来得瑟自己的思维有多么严谨。
前面说到,编程就是和理性严谨的电脑对话,所以编程者也必须较真起来。
逻辑思维中有个非常重要的原则叫做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”。比如下面右图是遵循了MECE原则的,左图就没有。
在编程过程中,处处要考虑和遵循MECE原则。比如在贪吃蛇的程序里,蛇每往前走一步,可能会出现4种情况,
a. 吃到了苹果
b. 撞到墙
c. 撞到自己
d. 什么都没发生
这4种情况是互斥的,比方说吃到苹果的时候就不可能撞到墙,那么程序中就不能让苹果出现在墙上;而且,这4种情况覆盖了所有可能性,在写程序时如果只考虑了其中的2种或3种,就不“完备”了。
此外,编程过程中还会涉及很多“与”、“或”、“非”等逻辑操作。比方说“蛇没有吃到苹果”与“蛇没有撞到墙”,就等价于,“蛇撞到自己”或“什么都没发生”这些思考对孩子的来说都是非常好的逻辑训练。
改
调试纠错的能力
Ability to debug erro correction
当把编程能带给孩子几项能力一一列出来的时候,我发现这点是最重要,也是孩子最需要的。
任何事情都很难一次就完成得尽善尽美,程序运行起来发现不对有问题,这时就需要孩子去寻找出错的地方,并将它一点一点去改正。
程序的世界很单纯,只有0和1,对和错,没有模糊值。这跟写文章、画画什么的不一样,当读者、观众感觉一般时,可能是见仁见智,并不一定证明你的作品不好或者哪里有错,你也根本不知道该怎么改进。
但程序不一样,只要运行结果和期望不符合,就证明中间肯定有哪儿出错了,不过同时也意味着只要足够努力,就肯定能把这个错揪出来。就像你告诉一只猫,小黑屋里肯定有老鼠,它负责把老鼠抓出来,比它不知道小黑屋里究竟有没老鼠听起来要容易和有信心得多。
然而,实际上程序中很多bug都不是一下就能找到的,常常需要从头到尾把程序的运行顺序一步一步地跟走一遍,观察每一步的运行结果(专业术语叫“单步调试”)。这需要很多的耐心、观察力和专注力,对孩子的抗挫折能力也是一种磨练。
当调试经验丰富之后,孩子在写程序时还会懂得给那些“有可能会出错”的地方先做个记号,方便回头来检查纠错。他更关注于提高自己纠错的技能,而不是害怕、回避或者掩盖错误。孩子会越来越懂得,有错很正常,只要能把它揪出来,改正就好。
有些人总是在进步,因为他随时懂得回溯、调试、纠错,进而提升自己。
未来
孩子不仅要与同龄人竞争
更要跟24小时不睡觉的机器抢饭碗
刘强东就曾表示:未来十年内,京东员工将从现在的16万减少到8万,将全面实现「无人公司」,用AI技术颠覆传统管理与服务方式。就在今年6月,他们的无人配送机和配送站就已研发成功,从入库、包装,到分拣、装车,全程100%由机器人操作,最后再由配送机器人完成配送。
去年,天猫双十一,有4亿张的海报都是一秒靠智能AI做出来的,并且可以实现一秒做8000张海报,效果还很不错。今年,不知道它又会利用新科技给我们带来什么意外的惊喜。
国内的智能发展迅速,国外的速度更是有过之无不及。原先,摩根大通的律师和贷款人员每年要花费360000小时去审阅合同,但现在,德勤最新开发的财物机器人,一个机器人可以顶替15个财务的工作,而且可以每周24小时*7日的工作。36万小时的人力工作,财务机器人只需几秒就能完成,更是1分钟可以完成人工15分钟的工作!
荷兰ING银行宣布了一个可以让他们在未来省下近9亿欧元的“数码转换”计划。而计划的内容就是:先砍掉5800名员工,占员工总数13%;未来再视情况让另外1200名员工转职或是裁掉。
(8年前和现在的瑞银集团的交易大厅对比)
未来已来!太多现实中的例子告诉我们现在必须要重视孩子的编程教育。也许他们未来不会有太大的生存压力,但我并不希望,孩子长大之后,跟不上他们那个时代的变化。而我更希望,孩子可以与时代同步,从容生活乃至引领时代。做一个科技的创造引领者,而不是简单的使用或者淘汰者。
所以,如果你还在由于应该给孩子学一点什么?最好是孩子未来必须的一些基础技能,我会郑重地说:编程。
速云少儿编程致力于 4 - 18 岁,山东少儿无人机编程教育机构,速云网络研发软件工程师授课少儿编程,教给孩子们不光要学习编程,还要结合编程知识给我们无人机写程序,实现我们无人机的自动启飞、人脸识别、智能跟随,包括更加高级的编程玩法,就是无人机编舞。可能家长想了!四岁孩子能学习无人机编程吗?那我们看个四岁的小同学吧,你自己看看能不能学习吧!
我们来看一看四岁小朋友的学习视频吧!
家长担心孩子们真的能听懂课程吗?在每节课即将结束的时候我们都会进行课程汇报展示,来看一下小童鞋的汇报成果吧!
这个时候家长可能说了,我们四岁的孩子,年龄辣么小,又不认字,那该如何学习呢?
其实四岁、五岁的孩子不认字怎么学习?只要孩子识别颜色就可以学习。通过颜色识别具体编程积木,比如:蓝色是运动、紫色是外观、黄色是事件等等,通过颜色识别文字,根据颜色先实现出程序做出卡通的效果,以激发孩子兴趣,使孩子产生兴趣后开始具体学习每个积木的作用,再学习积木上面的文字。如下图:
这个时候你还认为编程难吗?其实针对4岁起,就已经可以学习编程了。通过搭积木的方式让孩子学习编程。
当然,比如我们下面的无人机编程视频吧!
无人机能六架一起起飞?没错!那他又和数学有什么关系呢?
小云说啦!这是根据我们数学中的坐标轴的 x轴 y轴 初始化无人机位置,无人机与无人机之间的距离、架数的多少,全部需要通过精密的计算,否则无法编排出理想的造型。
现在作为家长的你!还在纠结无人机编程是否对孩子有帮助吗?
无人机编程能做什么?人脸识别?智能跟随?自动飞行?还有吗?
答案:有!那就是"无人机编舞"!不知道无人机如何编舞?快看下面我们速云小童鞋的无人机编舞吧!!
无人机编程都学习哪些内容呢?
让无人机与编程结合?
没错!就是要让孩子“动手”+“编程”实现无人机起飞。
重点培养孩子逻辑思维能力与动手操作能力,让孩子在编写无人机程序的时,无形的锻炼孩子的逻辑思维能力和前沿科技的运用能力,在飞行学习中,孩子们需了解飞机的机械结构,练习手眼协同能力,甚至自己组装飞行器;在编程中,无人机可以在三维空间中,用摄像头完成巡线、人脸识别等人工智能任务。
例如:人脸识别,智能跟随,红外线定稿,光流定位、无人机编舞等。
看我们小童鞋们上课视频吧
坦克编程都学习哪些内容呢?
动手组装”+“编写程序”
通过编程将抽象理论与实践操作合二为一,让孩子重新理解知识,体验人工智能,培养独立思考的习惯和动手解决问题的能力。
课程涉及机器人拼装、力学等数理知识,运用六类人工智能模块,编写专属的自动驾驶算法程序,让孩子更加深入理解人工智能技术。
例如:人脸识别、智能跟随等前沿技术。