如何培養(yǎng)“編程思維”？

生活處處皆編程。這么說的原因很簡單——因?yàn)榫幊趟季S可以解決生活中的很多問題。那么，什么是編程思維呢？簡單地說就是：為了把一個(gè)問題解決得快且好，在頭腦中分解、優(yōu)化等思考的思維能力。比如，如何能隨時(shí)拍到女兒的笑臉？這個(gè)爸爸在手機(jī)背后貼了女兒喜歡的卡通圖案總忘了拿手機(jī)？把置物架和門鎖結(jié)合就可以解決問題了

以上兩個(gè)問題就用到了程序設(shè)計(jì)，他們出自一個(gè)有趣的“編程思維”科普節(jié)目，中小學(xué)生看了就能懂，今天分享給大家。

編程思維：“程序設(shè)計(jì)的思考方式”

從2020開始，日本將“編程教育”列為中小學(xué)必修課。其編程課的重點(diǎn)不是編寫代碼，而是培養(yǎng)孩子的“編程式思維”。為了讓大家更好地理解“編程思維”，NHK推出了名為“TEXICO”的節(jié)目，日文原名“テキシコー”，即“程序設(shè)計(jì)的思考方式”。為了用最簡單的方法教會(huì)孩子“編程思維”，節(jié)目提出了一種“不插電的編程教育”口號(hào)。通過生活中生動(dòng)的程序模擬演練來傳遞一種“問題解決式”的思維方式，幫助訓(xùn)練孩子“編程思維”。節(jié)目指出編程思維包含五個(gè)要素，分別是——分解，組合，概括，抽象，模擬。

分解：分解之后再思考

在遇到復(fù)雜問題時(shí)，要拆成一步一步的按順序思考；如果剛好在當(dāng)中能找出一些規(guī)律，還能達(dá)到事半功倍的效果。為了說明分解的力量，節(jié)目組在片中解碼了一個(gè)魔術(shù)。先擋住魔術(shù)師的視線，然后將骰子隨意摞成一摞，放在旋轉(zhuǎn)的臺(tái)面上，魔術(shù)師每次都能很快指出露在外面的所有點(diǎn)數(shù)之和?？雌饋硐衲Хǎ珜?shí)際上是一個(gè)簡單的數(shù)學(xué)問題。魔術(shù)師把問題分解開來。首先，骰子5的背面一定是2，3的背面一定是4，1的背面一定是6，而且相對的兩個(gè)面加起來一定是數(shù)字7。摞起來之后，每個(gè)骰子漏在外面都有4個(gè)面，那么一個(gè)骰子的面數(shù)之和就是14。然后用 “14+頂面點(diǎn)數(shù)” 就能知道這一個(gè)骰子露在外面的點(diǎn)數(shù)之和。而最上面一個(gè)骰子，比其他骰子多了個(gè)頂面點(diǎn)數(shù)，所有骰子露在外面的點(diǎn)數(shù)之和是「骰子數(shù)x14+頂面點(diǎn)數(shù)」。這樣就難不倒魔術(shù)師了！

組合：對流程的排列組合進(jìn)行思考

“編程思維”中組合能力是指：對事物進(jìn)行排列組合思考，尋求出最佳組合，從而提高效率，同時(shí)提升個(gè)人解決問題的能力。一件事拆分步驟，但不一樣的排列組合對效率有很大的影響。
小兵要清理垃圾，分為三步，但這樣效率太低，思考后小兵改變了清理順序，只需要兩步就做好了。可見，效率的提高順序變換是關(guān)鍵。
我們生活中到處都有程序設(shè)計(jì)，很多問題都需要把時(shí)間進(jìn)行最優(yōu)分配。
這次首領(lǐng)給小兵的任務(wù)是煎肉餅，但只有1個(gè)鍋，1次可以煎2個(gè)餅，煎好1面需要5分鐘。
此時(shí)店里來了3個(gè)客人，需要煎3個(gè)餅，如何最快呢做好餅?zāi)兀?br>小兵先煎好2個(gè)餅，用了10分鐘；再花10分鐘，煎好最后1個(gè)餅，共計(jì)20分鐘。
但客人投訴他們上菜太慢。首領(lǐng)很快給出了更好的方法，小兵照做后，只用15分鐘就做好了3個(gè)餅，節(jié)省了5分鐘時(shí)間。
你能猜出是怎么做到的嗎？

概括：發(fā)現(xiàn)規(guī)律

這里通過一個(gè)簡單的邏輯小魔術(shù)，訓(xùn)練孩子的概括、抽象或分解等編程思維。將一張紙撕成9份，然后魔術(shù)師遞出其中1張，讓助理隨機(jī)寫一個(gè)數(shù)字，然后將其他8張也寫上數(shù)字，并且全部翻轉(zhuǎn)過去，打亂順序。這難不倒魔術(shù)師，他準(zhǔn)確地找到了8！他是如何做到的呢？其實(shí)道理很簡單：魔術(shù)師第一次遞出來的紙，四個(gè)邊都有撕開的痕跡，而其他紙都不是這樣！很多看似復(fù)雜神奇的事物，只要仔細(xì)觀察，找到它的規(guī)律所在，就會(huì)變得非常簡單。

抽象：把重要的東西抽出來考慮

會(huì)跳舞的小人，其實(shí)這個(gè)小人的背后，也隱藏著編程思維！看起來很復(fù)雜的腳步運(yùn)動(dòng)，其實(shí)也是有規(guī)律的：桌底下面有兩個(gè)移動(dòng)的三角形，正是它們在指揮小人跳舞，而且是三只腳保持同步運(yùn)動(dòng)。再把這個(gè)運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行一點(diǎn)抽象，就能發(fā)現(xiàn)原來這是幾何形狀里兩個(gè)三角形的6個(gè)頂點(diǎn)。最后鏡頭翻轉(zhuǎn)到桌面之下，章魚移動(dòng)真的是靠兩塊磁鐵三角板來操縱，不禁讓人恍然大悟！

這正體現(xiàn)了程序思維中的“分解”和“抽象”——將復(fù)雜動(dòng)作分解后，去除干擾信息，把腳上的磁鐵抽象出來，就找出真相了。

模擬：在腦海中過一遍流程

這是一個(gè)電車、軌道和卡尺的組合。如果開動(dòng)電車，走到卡尺處，電車會(huì)受阻，車輪與軌道之間的摩擦力會(huì)推動(dòng)軌道向后移動(dòng)。那么，如果把軌道換成圓形，并在軌道旁邊固定上一個(gè)三角形的立體積木，再次開動(dòng)列車，會(huì)出現(xiàn)什么樣的情況呢？展示完發(fā)生變化的道具后，引導(dǎo)孩子在腦海中模擬該裝置的運(yùn)行軌跡。最后再揭曉答案會(huì)是怎樣的結(jié)果呢？

電車撞上卡尺——軌道與三角運(yùn)動(dòng)起來——三角打開大門——電車運(yùn)動(dòng)再撞上卡尺——軌道與三角運(yùn)動(dòng)起來——三角打開大門......一個(gè)簡易的“永動(dòng)機(jī)”出現(xiàn)了！在完成編程以及科學(xué)研究時(shí)，經(jīng)常會(huì)用到“做出假設(shè)，進(jìn)行模擬”，這個(gè)過程讓我們更容易找到癥結(jié)所在。以上可見，編程思維其實(shí)就是由抽象思維、分解思維、歸納思維、算法思維、評估思維，這5個(gè)思維能力組成的。

我們說，每個(gè)孩子都應(yīng)該懂點(diǎn)編程，其實(shí)是指具有廣義上的編程思維——思考模式、解決問題的方法和創(chuàng)造力。經(jīng)歷過這樣思維訓(xùn)練的孩子，思路更加清晰，會(huì)在梳理、分解、解決問題的時(shí)候也會(huì)擁有更強(qiáng)的信念。它會(huì)讓孩子們學(xué)會(huì)抽絲剝繭，抓住最重要的部分，進(jìn)行思考，讓生活變得高效。

思維模式是孩子人生的底層代碼，家長作為孩子人生早期的“程序員”，盡可能多地給孩子輸入“編程思維”的代碼，給孩子塑造出更加積極的成長空間。

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