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橙子一直和我说,现在少儿编程很火爆,她这方面也不专业,关于要怎样培养孩子的编程思维,让我榨汁机来写篇文章说说。
那我就试试看,先介绍一下个人背景:
本人理工科出身,虽然学的不是计算机专业,但是读书期间每天都在和计算机编程打交道,后来又在美国两所大学的计算机系分别做过N年博士后。工作之后,全职做商业计算机辅助设计软件,用于高效快速设计治疗癌症的蛋白质抗体,每天都在编程。
不谦虚的说,如果把我写过的程序代码用纸打印出来的话,也可以做到代码等身了(这个比著作等身容易,因为代码的空隙比较大)。
榨汁机向大家保证,会尽最大努力讲人话,不用任何专业术语。
编程是未来人类的必备技能
人类已经经历了工业革命和电气化革命,我们正处在信息革命的大潮之中。 比如百度谷歌等搜索引擎,能瞬间完成对海量数据的查询,如果要像琅琊阁那样手动查阅资料的话,即使雇佣地球上的所有人恐怕也不够用。
然而,即便我们的生活已经发生翻天覆地的变化,我们身边的东西只有很少一部分实现了信息化和智能化。所以,信息革命才刚刚开始,变革的道路还很漫长。而我们的孩子,要怎样才能适应未来那个剧烈变化的时代呢?
无论你的孩子未来是什么专业什么职业,编程能力都是他最好的竞争力。
比如,著名作家王小波写小说的时候,发现当时的汉字输入法都不好用,于是他就自己动手编了一个,因为他自己编写的输入法软件可以给拼音加四声,所以他打汉字特别快,速度几乎和盲打英文一样,对他的写作帮助非常大。
再比如榨汁机本人做的蛋白质设计软件,可以大大节省抗癌药物的开发成本,以前要投资几十亿美元花几十年时间才能开发出来的一个抗癌新药,现在用计算机几乎零成本几天时间就可以设计出一个新药(只是还要花很多时间和金钱来通过美国的药监局FDA的审查)。
所以我相信,在未来那个人人都会编程的时代,人人都可以当药神,抗癌药可以和白菜一个价。人类一切简单重复的智力活动,如会计、医生、律师等,最终都会被计算机取代。而编程能力,也就是驾驭计算机的能力,会像现在的打字一样,成为人类通往那个时代的必备技能
编程思维是什么?
说到编程,很多人会立即想到“写代码”,甚至认为编程就是“学习计算机语言”。

这是一种非常片面的想法。计算机语言只是把人话翻译成机器可以识别的语言而已,如果你只是单纯熟练掌握来计算机语言,那只相当于一个“翻译官”。
编程,是一个“司令”要做的事情——给笨笨呆呆的计算机发出命令,让计算机帮助自己达到目的。
所以说,编程,其实是一种思维方式,而这种思维就是:换位思考+套路。
换位思考:把自己换位成计算机的角度分析问题。
套路:找到一个解决问题的方案,让计算机能够成功执行。
打个比方:“给两个熊孩子分一些饼干,要公平!”这件事要怎么编程解决?
首先你得从计算机的角度来思考:计算机是不明白公平这个概念的,那么计算机会做什么?会做除法,会判断余数是不是零。
然后你就可以找套路了:
第一步:将现在饼干的总数➗2,
第二步,检查余数,如果余数是零,执行第三步,否则执行第四步
第三步:把除法结果得出的数量分给每个孩子,完。
第四步:提示妈妈吃掉一块饼干,然后执行第一步
套路形成,问题解决。
这个过程就叫做编程。
至于写代码,那只是把这几步用计算机语言翻译一下,是最后的细枝末节。

编程能力的提高是在学习编程之外
正因为编程就是“换位思考+套路”。所以,要提高编程能力,就是要提高换位思考的能力和总结套路的能力
人类要换位思考其实并不容易,是反直觉的。我们天生就是站在自己的角度想问题的,想让自己站在计算机的角度想问题,需要长期的训练。
编程首先要把计算机当成自己的学生,所以,要想提高编程能力,就要好为人师,要在生活中主动训练自己当一个好老师,站在笨学生的角度思考问题,抓住每一个机会去耐心教好每一个笨学生。
关于总结套路,也有很多机会训练,其实生活中和社会上充满了套路,只要勤于思考,训练自己总结这些套路,就算你不去编程,也会成为某个领域的很厉害的人。
比如我家橙子,就有很多套路对付熊孩子,这件事就挺厉害的。
所以,与其花时间学习编程,不如多花时间学习各个领域的知识,发现问题,解决问题,总结套路,编写程序只是水到渠成罢了
所以编程高手并不是简单的写计算机代码的高手,而是洞察问题本质的高手,解决问题的高手,总结套路的高手。职场上高收入的软件工程师们,也并不是简单的程序员(programmer)而已,他们其实是各个领域的专家。
孩子学编程一定要用编程机器人吗?
答案是,不用!编程和机器人是两码事,编程的对象是计算机,而不是机器人。编程只占机器人很小的部分
机器人编程的亮点其实是机器人,看得见摸得着,还有趣。家里有条件,可以砸钱的父母,给孩子买编程机器人了解编程,让孩子在玩玩具的同时学习一点编程思想,也是可以的,只是费钱而已。
如果家里没那么好的条件,也没关系,我们家长自己可以当孩子的机器人啊!
这比机器人有趣多了,大家都知道,小孩子最喜欢玩儿的就是“人”啊!
下面榨汁机就演示一个教孩子玩编程的亲子小游戏
道具:
  • 纸和笔,用来让孩子写程序
  • 一块毛巾,用来标记目标地点
  • 孩子来写程序,爸爸则扮演只有“向前走”和“向左转”两种功能的笨笨机器人,只会照程序行走
现在要编程序解决下面这三个问题:
你可以让孩子先试着写一个,然后由你执行,让孩子观察他写的程序有什么问题,然后进行修改。这样几轮修改过后,他写的程序就基本可以成功了。
关于第一题,我们毛头第一次写的程序是这样的:
有点涂涂改改
△我的执行结果是这样的
△毛头发现多走了一步,然后对自己的程序做了调整把最后一个箭头去掉了

然后爸爸机器人执行出了满意的结果
第二题:只会向左转的机器人,怎么能转到右边呢?
一番调整后,毛头的编程是这样的:
爸爸的执行结果是这样的:
虽然机器人绕了很多路,但是结果没毛病
第三题,
机器人怎么走过去再走回来呢?

毛头编程,已经很熟练不用涂改了
△机器人执行得也很完美
对于比较大的孩子,你还可以渗透一些编程的基本概念,让孩子用流程图来编程,加入判断语句(用菱形表示)和循环语句,这样就可以用简洁的程序来解决更复杂的问题。比如第一题,如果用判断和循环语句的话,程序应该是如下这个样子。
你还可以让你的孩子给机器人设计新的动作组合,比如用三个向左转组成一个向右转的动作,并且用向右转的剪头表示(也就是编程中函数的概念),这样可以使程序更简洁更容易被别人看懂。比如第二题,如果用判断、循环和向右转的新定义,程序应该是如下这个样子。
最后给大家出一道有实际应用的题目,如果已知迷宫肯定有一个出口,你怎么让从入口进入的机器人顺利走出迷宫?
如果你想走出这样的迷宫,有一个非常简单的套路,就是“左手扶墙法则”。从入口进入之后,只要你的左手始终和迷宫的墙壁保持接触,沿着你左侧的墙壁不断向前走,你就会最终走出迷宫。
你可以让孩子用以上所学的判断和循环语句,试着编写一个运用左手扶墙法则走出迷宫的程序。然后由你扮演想走出迷宫的机器人,亲自走一下,看看孩子写的程序成不成功。
本文只是抛砖引玉,在此基础上,你还可以根据你家里的实际情况,发明更多的玩法,比如更复杂的地图或者障碍,也可以加入更多动作,比如可以跳或者弯腰等等,给孩子出更有趣更复杂的题目。
让爸爸们当好机器人,孩子们都能够体会编程的乐趣吧!
橙子的话:
大家都知道橙子全家现在拉斯维加斯度假,说是度假,实际上和行军差不多……每天暴走导致我到了晚上9点就和娃一起晕倒,一睁眼睛就是早上8点。
然后感动的事情来了:今天早上醒来,某榨汁机说,昨天后半夜我失眠,闲着也是闲着,于是写了篇文章出来,你看能不能用?
人生有老公如此,夫复何求啊!

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说说咱家娃
作者|橙子
教育硕士,旅居北美
曾经是学理科的女文青
现在是爱码字的全职妈妈
7岁大宝毛头难养难搞
4岁二宝果果天使乖乖
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