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兒童編程,是情懷還是真有必要?全面解惑看這裡

萌爸曾經從事過十多年的編程。編程作為一種新的知識學習,對小朋友的成長有什麼作用?我把自己的思考分享出來,希望對各位爸媽有所幫助。

「從小就編程」有可能不只是名人傳記里才能看到的故事,現在我們打開手機應用商店,能發現不少兒童編程APP,教育機構也開始推出少兒編程課程。兒童編程的概念一下子就火了起來。

在大洋彼岸的美國,總統奧巴馬連續兩年親自為編程宣傳活動「編程一小時」站台,憑一行「moveForward(100)」成為了全球首個寫過代碼的總統。

一起為「編程一小時站台」的豪華陣容還包括比爾蓋茨、扎克伯格、維密超模Karlie Kloss、NBA球星波什、格萊美獎得主Will.I.AM(黑眼豆豆)等。白富美Karlie Kloss自己還開設了資助女孩子學編程的Kode with Karlie基金會。

美國張羅的熱鬧,英國則悶頭往前搶。2013年,首相卡梅倫宣布對英國中小學教學大綱進行全面改革,並要求全國在2014年開始使用新大綱教學。教學大綱的修訂就包括將「計算科學(Computing)」列為基礎必修課程

在新的英國國家教學大綱里,5-7歲的學生需要通過計算機課程掌握:

  • 理解什麼是演算法,以及演算法如何以程序的形式在電子設備上運行

  • 創建和調試(debug)簡單程序

  • 用邏輯推理預測簡單程序的執行結果

發達國家對推廣編程教育的觀點是:編程技能已不僅是信息產業對人才的需求,而將是所有產業的需求。產業需要的也不僅是軟體專業人才,而是掌握編程技能的產業專業人才。

但是等等,作為一個養娃的父母,這些潮流趨勢啊太遙遠,而且我又不一定讓孩子未來當程序員。為了自家孩子,咱能不能說點實惠的?

從教育角度看,兒童編程的核心的理念是把計算機編程看作與閱讀、表達、數學等一樣的,小朋友成長所需的基礎技能來培養

未來的生活中,人們使用數字化設備和軟體來處理工作的需要會越來越大。這些變化就需要人們對計算機邏輯有更深的理解,要具備與計算機相近的「計算思維」(Computational Thinking),並具備與之關聯的能力。

「計算思維」具體反映的是什麼呢,萌爸用簡單的方式說明一下。

一、理解計算機原理和程序機制

一天晚上我開車前打開手機導航,導航APP先說了一句提示語:「夜間行車請打開車燈。」坐在後邊的兒子大叫起來:「它怎麼知道現在是晚上!」 這個問題看似簡單,但完整回答要包括程序邏輯、數據計算、網路通信、地理定位等一系列知識。了解計算機和智能設備的運行原理和程序機制是深入使用,乃至創造計算機設備和軟體的基礎。00後的孩子伴著數字設備和計算機長大,天生就熟悉一些應用機制,但還需對應用背後的計算邏輯有更深的認識。

二、數據化思考

計算機有強大的數據處理能力,藉助計算機我們得以通過數據來理解、分析和解決問題。這種不同於原本的經驗型的思考方式,就是數據化思考。兒子一年級學拼音,我會告訴他,分數(正確率)還不能徹底反映出學習的效果。我們還要考慮每次標拼音的用時長短。下圖是兒子自己出題,自己用手機計時的小練習。

在全都標對的情況下,用時的縮短也體現出了能力增長。如果有用時超過平均時長的題,就要重點練習。通過對答題時長的監測,也會發現如書寫習慣等方面的小問題。這就是數據化思考的一個小小例子。

三、邏輯思維

很多學習都能鍛煉邏輯思維,編程的獨特性在於,程序本身就是邏輯演繹的抽象體現,是更純粹的邏輯訓練過程。萌爸用一個冷笑話來舉例說明。

老婆給程序員老公打電話:「下班買一斤包子回來,如果看到賣西瓜的,買一個。」 晚上,程序員老公捧著一個包子回了家。

這個冷笑話的梗是程序邏輯的牛角尖,程序員的邏輯是:

老婆定義 購買包子數量 = 一斤;

如果(路上看見賣西瓜的) 購買包子數量 = 一個;

老公 買包子(包子數量);

笑話雖冷,道理說清楚了。買包子在程序里就可以抽象為定義包子數量和買包子兩個行為。這樣「腦筋急轉彎」式的邏輯,這就是計算機再平常不過的思考方式之一。

四、系統工程思維

這是解決複雜問題,並且找到最優方案的思維能力。能做成一件事的方法有好多種,如何選出最合適的,就需要系統的思考和判斷。舉小小例子,小朋友搭樂高時要不要先分類擺放零件?能不能不按說明書順序搭建?如果有搭錯的地方能否在不全拆回去也修好?這些問題沒有絕對唯一的答案,而選擇在於你的全局思考。

多人協作時,好的系統工程思維也能提升協作效果。我和兒子玩過好幾次,把家裡所有樂高積木全用上搭一個超級高樓。開始是兩個人隨便抓一個零件,一點一點往上壘。後來我們就定好樓的長寬分頭搭建各自的樓層(定義介面,模塊化分工),然後再組裝到一起。這樣做不光是提升了速度,還解決了穩固性(不同長短積木的咬合),美觀性(顏色的搭配),合理性(給門窗、屋檐等特殊零件提前規劃好位置)。

以上簡要介紹了一些編程涉及的能力。編程學習還涉及演算法、自動化、設計模式、數據結構、框架與引擎設計,數據存儲等更多知識。同時,編程的過程都是面向問題、解決問題的過程,也能鍛煉面向問題的定義問題、分析問題、解決問題的思維能力(Problem Solving)。

對編程學習有興趣的爸媽們,有一些現成的APP和玩具能夠讓你們快速的上手嘗鮮。目前有一些成熟的兒童編程軟體,以圖形化的界面來操作,小朋友容易上手,趣味性也不錯。

先舉個小例子,樂高有一個簡單的在線編程小遊戲《Move Bit by bit》。每個場景的任務是通過對前進、左轉、右轉三個指令的順序執行,讓小機器人走到指定位置。這就是一個最簡單的指令式編程遊戲。

麻省理工推出的Scratch是最早,目前也是最學習資源最豐富的圖形化兒童編程工具之一。Scratch有豐富的指令和邏輯組件,能夠做出有一定複雜度的小遊戲,也能夠實現物理實驗的模擬。

Scratch有在線版和桌面版,有中文界面,線上有中文討論區。但其絕大部分課程都是英文版。嘗新的爸媽可以下載一個他們的入門級iPad APP《Scratch Jr》。

另外一個不錯的APP叫Tynker,操作界面與Scratch很相似。Tynker的界面和元素非常精美,更遊戲化,趣味性很足。

除了五個主題的任務外,Tynker還可以編程遙控Parrot無人機和雙輪車,跟電子玩具的結合又能帶出很多新穎的玩法。

還必須要提的是樂高。樂高的MindStorm機器人系列是可編程電子玩具的行業標杆,許多高校甚至企業使用樂高機器人來搭建設計原型。

Mindstorm也有圖形化編程界面。樂高機器人的上手門檻較高,適合10歲以上的孩子。並且其價格也不低。如果只是為了解編程,還是上面免費的Scratch和Tynker更划算。

如果孩子對編程有更深的興趣,爸媽們想給孩子找培訓課程來學習,萌爸建議要按兩個原則來選擇。

  1. 是有完善的課程體系,能夠讓孩子持續的系統化學習。市場上有一些機構「拼湊」出的課程,實際上只是讓孩子反覆做小練習而已。性價比不高。

  2. 是編程課程能否與其它學科關聯,與學校的學科教育相呼應,提升單位時間的學習價值。小朋友們上學後的課外時間本來就不多,在編程學習中融入數學、邏輯、幾何、物理等其它知識,能大大提升學習的性價比。

Scratch是應用最廣泛的兒童編程工具,它的網站上已經積累了用戶貢獻的上百門課程,按適用年齡和關聯學科分類,具備了較為系統化的課程體系。英、美、日本等開展編程學習的國家有不少的學校都以Scratch為基礎開展自己的課程。英文能力好的家長可以嘗試用Scratch自己帶孩子學習。

兒童編程剛剛興起,學習資料、學習方法、師資都是在建立和摸索的階段,國內還不具備一個成熟的學習環境。爸媽們可以根據自己的情況帶孩子做適當的嘗試。如果希望孩子能更多更深的學習,在目前的社會條件下,還得靠爸媽們自己多用心,為孩子創造好的學習機會。

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