| huozm32831 |
2021-02-28 19:45 |
让孩子学编程，不是为了培养未来的程序员，而是希望通过这种学习训练，掌握人工时代最重要的一种必备技能——编程思维。拥有了编程思维，孩子可以更好地理解人工智能时代的运转规则，更从容地应对未来的讯息万变，编程的核心不是学会一堆知识，而是学会一种思维。少儿编程培养的是孩子的编程思维，未来，少儿编程也将成为举足轻重计算机语言，更是未来人工智能时代的“沟通”语言。
“编程思维”到底是一种什么样的思维呢？
编程思维是一种高效的问题解决思维方式，包含“理解问题—找出路径”的思维过程，由问题分解、模式识别、抽象、化模式归纳、算法设计四个步骤组成。通过这四个步骤，孩子学会把问题有效拆解，并且可以设计出解决问题的流程，将所有问题逐一解决。
（一）抽象化：聚焦关键
计算思维的实质是抽象和自动化，这和人脑的信息化加工模式有点像。生活中随处可见模式，发现模式的能力是可以锻炼的，最常见的方法就是找相同与找不同。在生活中，我们对一些事物的概念与印象也是在多次这样的认知中逐步形成的。抽象级别越高，越接近事物的本质，规律的适用面也就越广。
（二）分解问题：化繁为简
解决问题有两种常见策略:算法和启发法。所谓算法策略，就是在问题空间里中随机搜索所有可能的方法，逐一尝试，直到获取一种有效的方法解决问题。而启发法策略，就是人类根据生活经验，在问题空间内进行较少的搜索，就能快速问题解决的策略，它是一种凭借直觉经验与知识积累、省时省力、走捷径的方法。
机器擅长算法，而人类常用启发法，所以有时候人类会遇到一些问题完全束手无策，尤其当这个问题的界定不够清晰，不清楚问题的起始状态是什么，要到达什么目标状态，以及用什么手段和遵循哪些步骤到达想要的目标状态，即使拥有强大的算法也不能解决。所以，面临复杂棘手的问题，如果我们善于运用手段-目标分析(means-to-end)将问题界定清楚、化繁为简，就好办得多。简单来说，就是将问题按照一定目的，进行清晰界定和目标拆解，转化为一个个我们熟悉的简单问题或一个个更好执行、更好理解的小步骤，再逐个击破。这种思维，我们称为“分解思想”，它是编程和数学里重要的思想之一。
（三）算法设计：最优解与次优解
解决任何问题，都需要制订具体的执行计划。在给定有限的资源情况下，我们可能会设想多种可能性、规划多条解决路径与流程步骤，帮助我们更好地应对突发状况，增加目标实现的概率，甚至找到最经济最高效的最优解或次优解。对于计算机而言，这个过程，就相当于在执行指令之前设定好算法的过程。所以，这里所说的算法设计，主要是指根据前面几个步骤对问题的分析与理解，设计每一个关键步骤的多条路径与方法，最后一步步尝试最终解决整个问题的过程。当我们找到最优算法和最优解，甚至提前备好次优算法与次优解，在执行之时就可以风雨无阻、如有神助。
（四）模式识别：规律整合
人在观察事物/现象的时候，常常要寻找它与其他事物/现象的不同之处，并根据一定的目的，把各个相似但又不完全相同的事物或现象组成一类。这种共同的特征与规律，我们称为模式。顺序模式是按顺序排列所有项目(物品);分组模式是将相似项目(物品)分成一个组。人脑通过扩充模式库，对关键性特征快速匹配并触发认知判断，可以大大简化我们对世界的认识，把复杂的世界简化，从而高效处理信息。编程中的模式识别，就是找出不同问题中的模式和趋势(共同点)的过程，能够极大锻炼规律整合的能力，让我们能快速从以往的经验中，得到规律并举一反三以快速高效解决细分问题。
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