计算机思维典型方法有抽象,传说中的四大编程思维 一篇彻底搞清楚
對(duì)于很多家長(zhǎng)朋友來(lái)說(shuō)，編程還是一個(gè)比較模糊的概念。
比如覺(jué)得編程就是敲代碼、程序員的工作、一門(mén)興趣課......如果要問(wèn)，什么是編程思維，這大概更讓大家覺(jué)得腦瓜疼。
小童希望這篇文章能幫大家對(duì)編程有更深入的一個(gè)了解。
一個(gè)故事
編程思維，聽(tīng)起來(lái)很高大上，但其實(shí)生活中處處有編程。
比如早上正趕著去上班打卡，從1樓進(jìn)入，按了按鈕去17樓，結(jié)果在5樓的時(shí)候，電梯停了，進(jìn)來(lái)了一群人。這個(gè)時(shí)候要遲到，很捉急，就會(huì)想為什么有人在外面按了按鈕就會(huì)停在5樓呢，電梯的程序是如何運(yùn)作的呢？
像這樣的問(wèn)題，就可以用編程思維來(lái)理解。
① 「當(dāng)你在 1 樓，想去 17 樓」，這里涉及了起終點(diǎn)和循環(huán)的概念。從起點(diǎn) 1 出發(fā)，終點(diǎn)為 17，循環(huán)計(jì)數(shù)從 1 到 17，滿足的退出循環(huán)條件，電梯停了，門(mén)也打開(kāi)了。
②「當(dāng)你在上升的過(guò)程中，外面有人按了按鈕」，這里涉及了判斷語(yǔ)句。電梯的程序中，有一個(gè)判斷條件，一直在監(jiān)聽(tīng) If(是否有人按了按鈕)，當(dāng)條件成立，電梯就會(huì)停止。
【編程思維】到底是什么？
編程思維，又叫「Computational? Thinking」，是一種率解決問(wèn)題的方式，是“理解問(wèn)題——找出路徑”的思維過(guò)程，它由“分解—抽象—模式識(shí)別—算法”四個(gè)步驟組成。孩子要培養(yǎng)的就是這個(gè)。
這樣聽(tīng)起來(lái)好像有點(diǎn)抽象，也許分開(kāi)來(lái)就不難理解。
01分解——化繁為簡(jiǎn)
分解，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是“把復(fù)雜的大問(wèn)題，拆解成更可執(zhí)行、更好理解的小步驟”，它能鍛煉我們拆解復(fù)雜問(wèn)題的能力。
在生活、學(xué)習(xí)、工作中，我們經(jīng)常會(huì)遇到各種各樣比較復(fù)雜困難的問(wèn)題。比如老師布置了一篇2萬(wàn)字的論文，遇到一道毫無(wú)頭緒的數(shù)學(xué)題，一個(gè)棘手的項(xiàng)目......
很多人，面對(duì)這些問(wèn)題的時(shí)候，往往手足無(wú)措，一團(tuán)亂麻。而編程思維的分解思維，就是讓我們把一個(gè)比較大的問(wèn)題多層拆解，“自上而下，逐步拆解，直至理順”。
比如說(shuō)，孩子遇到的難題，就能列出清晰的解題步驟，清楚地知道自己每一步的進(jìn)展。
比如說(shuō)，要和幾個(gè)朋友一起出國(guó)旅行，出行前做計(jì)劃。按照時(shí)間維度來(lái)拆解這個(gè)問(wèn)題就可以。首先，我們需要選擇出行目的地，然后做旅行攻略、安排行程，接下來(lái)就可以預(yù)定機(jī)票和酒店，較后準(zhǔn)備行李清單。
02抽象 —— 聚焦關(guān)鍵
編程中較關(guān)鍵的就是“抽象思維”能力，它能鍛煉我們聚焦重點(diǎn)，忽略無(wú)用信息，并抽取關(guān)鍵信息的能力。
這里的抽象思維聽(tīng)起來(lái)也很抽象。不過(guò)我們可以這樣來(lái)理解
從房頂?shù)酱皯舻介T(mén)，具體到了房子內(nèi)部的具體架構(gòu)和材料，每一面墻、每一扇門(mén)窗應(yīng)該如何更精巧地設(shè)置。整個(gè)房子，就是對(duì)門(mén)窗房頂這些具體構(gòu)成房子的物體的抽象。
說(shuō)到這里，對(duì)抽象思維的理解就差不多了。
編程里，包含“子系統(tǒng)、模塊、包、類、方法和語(yǔ)句”等不同層級(jí)的抽象，學(xué)編程能鍛煉孩子們不斷抽象、聚焦關(guān)鍵信息的能力。
例如，學(xué)語(yǔ)文課文時(shí)，需要定位段落關(guān)鍵句；做英語(yǔ)閱讀理解時(shí)，要抓取關(guān)鍵信息和中心思想。
03模式識(shí)別 —— 規(guī)律整合
模式識(shí)別，就是“如何找出相似的模式，并率解決細(xì)分問(wèn)題”，它能極大鍛煉我們規(guī)律整合的能力。
假如你有一副撲克牌，取出大小王并打亂順序后，一人隨機(jī)從中取出一張，如何確定取出的牌是幾？
有點(diǎn)難是不是？其實(shí)抽象成一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)問(wèn)題是這個(gè)： 1 + 2 + 3 + 4 + ...... + 100 = ?
國(guó)外的一個(gè)小孩在多年前就發(fā)現(xiàn)規(guī)律，并巧妙地解決了這個(gè)問(wèn)題：1 + 100 = 101，2 + 98 = 101 ...... 50 + 51 =
101
從 1 加到 100 共有 50 個(gè)這樣的組合，因此 50 *101 = 5050
總結(jié)規(guī)律 1+2+3+......+n =n(n+1) / 2
回到撲克牌題目，它其中就悄悄隱藏這個(gè)規(guī)律
同一大小的牌共有4張，所有牌的面值大小為(1+2+......+13)*4
套用規(guī)律，總面值大小為[(1+13)*6]*4=364
要算缺少的撲克牌，用364減去手上牌面值的總和即可。
善于發(fā)現(xiàn)和總結(jié)規(guī)律的人，常常做事麻利、效率也特別高。因?yàn)樗麄兡X子里自備各種規(guī)律的“方法庫(kù)“，遇到相似的情況就直接調(diào)用，極大節(jié)省了時(shí)間，也不會(huì)錯(cuò)漏。
比如，有的孩子看到一道題，一瞬間就想到了解題方法與思路，這就是【模式識(shí)別、規(guī)律整合】能力很強(qiáng)，也是我們所謂的聰明。
在編程學(xué)習(xí)的過(guò)程中，孩子們也一直在做這樣的訓(xùn)練：發(fā)現(xiàn)一些可以重復(fù)的單元，把它整合起來(lái)，套用進(jìn)設(shè)定好的模式，再讓計(jì)算機(jī)去重復(fù)它。
04算法 —— 邏輯思維
算法，就是根據(jù)之前一系列對(duì)于問(wèn)題的理解，設(shè)計(jì)一步一步的解決路徑，并解決整個(gè)問(wèn)題。
在具體解決問(wèn)題的過(guò)程中，較關(guān)鍵的能力有兩個(gè) —— “邏輯思維”和“調(diào)試糾錯(cuò)”。
邏輯思維
說(shuō)邏輯思維經(jīng)常說(shuō)的一個(gè)笑話是，程序員老公買10個(gè)包子，如果遇到賣西瓜的，就買1個(gè)，結(jié)果就是老公只買了1個(gè)包子，原因是因?yàn)橛龅搅速u西瓜的。
這其實(shí)是很典型的邏輯思維。邏輯思維中有個(gè)很重要的原則叫 MECE(Mutually Exclusive and Collectively Exhaustive)，意思就是“相互排斥且整體完備”，也就是“不重復(fù)，不遺漏”。理解到這里也就差不多了。不再多講。
調(diào)試糾錯(cuò)能力
編程里，只有對(duì)與錯(cuò)，沒(méi)有模糊值。在程序運(yùn)行的過(guò)程中，只要較終的結(jié)果與期望不符合，就證明算法中肯定有錯(cuò)漏。
但程序中的bug常常不是一下就能找到的，需要把程序的運(yùn)行順序一步步地跟走一遍，同時(shí)觀察每一步的運(yùn)行結(jié)果。這就需要很多的耐心、觀察力和專注力，對(duì)孩子的抗挫能力也是一種磨練。
為啥的人總在進(jìn)步？就是因?yàn)樗麄兌谩盎厮荨⒄{(diào)試、糾錯(cuò)”，不斷進(jìn)行自我優(yōu)化和成長(zhǎng)，不斷be better。
以上，就是四大編程思維所有內(nèi)容了。
孩子學(xué)編程，不只是單純學(xué)會(huì)代碼，掌握一項(xiàng)技能，或是培養(yǎng)一個(gè)興趣，較重要的是掌握一整套解決問(wèn)題的思維模式。即本文說(shuō)的四大編程思維。
擁有這種思維模式的孩子，通常在生活中看起來(lái)更加“聰明”：無(wú)論是在工作還是學(xué)習(xí)中，你都會(huì)發(fā)現(xiàn)他頭腦清晰、反應(yīng)靈敏，做事效率也非常高。
就像蘋(píng)果創(chuàng)始人Steve Jobs曾說(shuō)：“每個(gè)人都應(yīng)該學(xué)習(xí)編程，因?yàn)樗虝?huì)你如何思考。”
想系統(tǒng)深入培養(yǎng)孩子的編程思維
來(lái)童程童美學(xué)編程吧
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的计算机思维典型方法有抽象,传说中的四大编程思维 一篇彻底搞清楚的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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