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编程是教育“刚需”,“与语言同等”

(2019-11-11 10:48:14)
标签:

教育

孩子

育儿

编程

少儿编程

未来世界的人将会分成两种人:一种是会编程的人,另一种是不会编程的人。

会编程的人可以创造、可以写出改变人类社会的软件;不会编程的人,如果学会使用别人写的软件,则可以充当辅助的角色,否则连忙都帮不上,只能在观众席看热闹。

在未来的舞台上,孩子能扮演什么角色,就看父母的智慧了。

编程是教育“刚需”,“与语言同等”

 

去年马云在乌镇互联网大会上所言:未来30年,机器会取代大部分器械的工作,人工智能会取代很多人的工作。

编程是教育“刚需”,“与语言同等”

 

乔布斯也曾说:我觉得每一个人都应该学习如何编程,因为编程教会你如何思考

奥巴马的两个女儿都在学编程,奥巴马还无不惋惜地说,女儿起步太晚了,编程应当与ABC字母表和颜色同时学起。对奥巴马来说,编程简直上升到了与母语同等的地位。

由上可见,那些在各行各业很有成就的名人大伽们,早就认识到了儿童编程的重要性,并且早早地为子女们安排上编程课,并把儿童编程当成子女教育中必不可少的重要一环。

实际上,你让孩子学习什么,其实就决定了你让孩子未来站在什么跑道。

那么编程与孩子的成长有什么关系呢?这个时代我的孩子为何要学习少儿编程呢?

少儿编程能给孩子带来什么呢?

先来对编程有一个正确的认知:

编程是一门面向未来人工智能时代的世界性的语言。学会编程,虽然不一定能保证孩子未来获取财富的能力远超同龄人,但他看待世界的眼光和思维逻辑,必将高出同龄人。

编程能带给孩子不一样的体验,就仿佛从房屋居住者变成房屋建造师,这种从使用到创造的奇妙变化,更能让孩子体会到编程的魅力,深刻地感受到,编程赋予自身的变化。

时至今日,学习儿童编程不再是一种附加技能,而成为了教育“刚需”。

编程是教育“刚需”,“与语言同等”

 

去年,编程就已进入了浙江省高考,今年1月16日,教育部明确表示编程成为普通高中信息技术课的必修内容;名校的自主招生中,编程类科创竞赛,成为仅次于学科比赛的重要衡量指标。

Facebook创始人扎克伯格说:“15年内,我们将像教授阅读和写作一样,同样重视教授编程……并会在那时懊悔为什么没有早点开始。”

人工智能时代,我们需要为孩子普及少儿编程知识

01

编程已纳入高考科目

在2017年《浙江省深化高校考试招生制度综合改革试点方案》,该方案中就明确规定:明确将信息技术学科(含编程)纳入高中生的必学科目。

编程是教育“刚需”,“与语言同等”

 

浙江高考模式是“语数英+三门选考”,信息技术就是其中一门,每项各占50分。同时,在北京和山东确定要把编程基础纳入信息技术课程和高考的内容体系,编程也将成为孩子们学习的一种趋势。

02

名牌大学自主招生录取率高

国际奥林匹克信息学竞赛,每年全国约有10万人参加,全国获奖者也可直接保送清华北大等名牌大学,也能获得优惠录取的机会,相对于奥数,录取率提高了2倍左右,而且可直接对口国内外的工科专业方向,同时参赛选手可以在进入大学之前已经把大学课程学习了近一大半,在当今这个时代优势非常显著。

编程是教育“刚需”,“与语言同等”

 

03

更受国外名校青睐

在留学最热的美国,许多院校已开设编程课,鼓励越来越多的学生掌握编程技能,他们非常重视留学生在这方面的技能

比如:杭州15岁高三女孩郭文景获得国际奥林匹克信息学竞赛奖项从而被哈佛录取,可见学会编程,并做出相关成就,对于留学以及未来学习、职业发展十分重要。

04

提高孩子学习成绩

根据国外权威机构研究表明:编程让孩子现在的学习成绩整体提高30%。编程可以使得孩子由游戏的使用者变成游戏的开发者,用数据理解、分析并解决问题。整个过程对孩子锻炼很多形成思考模式、做事视角,帮助极大。

编程是教育“刚需”,“与语言同等”

 

而在孩子小学阶段,课业负担不太重,思维也快,正是锻炼孩子学习编程、锻炼思维的最佳时期。

编程对其他学科提升有很大帮助,包括数学、物理、在这过程中提高了孩子的逻辑思维能力,学习能力,注意力等,这些对于构建其他学科的思维帮助特别大,提高孩子的综合学科能力。

少儿编程涉及到的基本技能非常丰富,不仅仅是编程本身。以Scratch为例,至少有如下四个方面的基本技能方向,如图:

编程是教育“刚需”,“与语言同等”

 

01

数学方面

第一个方面就是数学。少儿编程图形化编程,第一技能方向就是数学。我们前面注意到,儿童学少儿编程,首先注意的就是一个或一些角色在舞台上的行动——这其中就包括:

坐标系:舞台是一个以中心为原点的直角坐标系,x轴正方向为右,y轴正方向为上。通过(x,y)坐标点,来控制所有角色的位置。事实上,舞台上还有一个隐含的坐标系,通过方向、角度和距离,这是一个极坐标系。上下左右的位置,行动操控都是通过角色的坐标来实现的。

编程是教育“刚需”,“与语言同等”

 

数据类型:最常见的是整数和小数,即实数集(在Scratch中所有实数是一个数据类型),另外还有布尔类型(真或假)、字符串类型(一段文本)。

数据的比较:也就是数学中三种基本顺序,大于、等于和小于。

算术运算:加减乘除是四种基本运算,儿童在编程过程中,常常需要在具体的场景中来运用这四种基本运算。另外还有取模运算和四舍五入。

数学函数:在编程过程中,儿童将接触到一些基本的数学函数,包括取绝对值,三角函数,对数函数以及指数函数等。可以非常直观的通过函数图像的自动描点画图及生活应用来理解它们。

几何图形:在编程过程中,一类常见的任务就是图形绘制。这个过程中,儿童将大量接触几何图形,并从坐标系中进行图形绘制和操控。

所以这里面有着大量的数学学科内容,而且,这些内容都在具体的问题和任务场景中出现,既包括基本算术和几何图形知识,也包括函数以及坐标系等中学数学核心概念。通过它们在具体任务中的应用,儿童不仅操控了这个虚拟世界,而且会切身锻炼到、应用到数学知识和能力。

02逻辑方面

编程的基础,既有数学,也有逻辑。逻辑思维能力,是儿童发展的一个基本能力,在文理各个方向都是十分重要的基础。少儿编程,可能是第一次对儿童正式的、系统的进行逻辑方面的锻炼。

逻辑变量:起点就是逻辑变量或事件的真或假。真或假是逻辑世界的两个基本值。

比较逻辑:对于用比较判断的逻辑,是儿童有直接经验并可以学习的基本逻辑判断,大于、等于、小于三种逻辑判断。

事件逻辑:其次是事件逻辑,基于事件的判断,也是儿童比较熟悉的。少儿编程用几种基本的事件模式,来生成事件判断语句。在Scratch中都是以“触碰”为核心动作来构建的。

逻辑运算:在简单的逻辑推理中,三种基本逻辑运算是最重要的基础。即与逻辑、或逻辑和非逻辑——这三种基本逻辑在少儿编程中大量的使用到。

逻辑控制:然后就是一组逻辑控制,包括条件判断、循环控制和等待。这些既是少儿编程的基本逻辑控制语句,也是逻辑思维锻炼的一个基本工具。

所以在少儿编程中,逻辑思维的训练是一个基本训练,这也是程序设计及计算机科学方向的一个基本核心特征。儿童将在大量的问题解决和任务控制中,形成系统化的有逻辑的解决方案。突出锻炼到儿童的逻辑思维能力。这种逻辑训练的密集度,不是其它活动所能比拟的。

03

设计思维

设计思维是人们提出的对未来社会有重大意义的思维方式,它是一种面向问题解决的、创新的系统思维方法。这也是属于STEM课程方向内少儿编程的优势之一。我们的儿童将学会系统的思维方法来分析、分解问题(需求),并通过综合的资源来解决问题。

基本设计:在Scratch的编程世界中,任何一个问题需求或任务,都需要在背景、角色及行为上进行思考和分解。它们是这款编程工具提供的基本视角和思维框架。

编程是教育“刚需”,“与语言同等”

 

角色表达:在角色的行为表达过程中,基本的表达工具是外观图形的控制和声音音乐的控制(Scratch提供21种乐器的模拟)。一个角色的外在行为和表达,无非这些方面。

交互逻辑:在事件过程中,背景、角色、行为所组成的一个完整世界中,核心逻辑是通过它们交互来完成的。除了程序所控制的软件层面的交互之外,Scratch还提供丰富指令对计算机外部设备(如鼠标、键盘)以及外部的自动化控制元件的操作能力,这使得少儿编程的解决问题方式,扩展到了硬件层面,扩展到了生活中的自动控制层面。

所以,少儿编程是一个具有丰富资源和场景可能性的学科方向,以驱使儿童深入的、创新的考虑问题的解决方法,并锻炼到儿童的设计思维。随着问题的复杂度,以及儿童问题解决方案的复杂度,和方案中操控设备复杂度的提升,儿童的设计思维能力在不断提升。

04

程序设计

我们最后再谈一谈少儿编程对程序设计能力的提升——这是显而易见的,这是本门的功能。虽然我们前面说,就编程启蒙工具Scratch这一类而言,它的语言设计是简版的,但对儿童而言却是刚刚好。

编程是教育“刚需”,“与语言同等”

 

程序设计的基本方面:程序设计和计算机语言的基本方面,包括数据与变量的概念,包括语句和模块(函数),都是程序设计的基本概念。

计算机科学的方面:另外,Scratch中还有数据结构的支持,这是计算机科学的基本核心内容之一,还有对消息机制的应用,这在计算机软件系统中大量的应用着。同样的,需要使用到流程图等设计工具。

系统运行逻辑:目前我们的社会,是一个人机协作的社会。相当多的职业和职位,都需要和计算机系统打交道。理解计算机系统运行的原理,最好最深入的方式就是理解一段程序。少儿编程每个任务,都会涉及到系统启动、运行和结束的基本过程。

工程技术研发逻辑:这既属于元认知层面的训练,同时也是STEM学科方向的基本特征之一。儿童在少儿编程过程中,将学会如何分析问题(需求),学会设计、研发、测试,并在应用中体会着解决问题的快乐。深刻理解在工程意义上而言解决一个真实问题的过程。

05

编程是人工智能的基础

在未来,如果你的孩子懂编程,他就是未来世界的创造者;如果他不懂,他只是使用者。

人工智能发展越来越深入,AI将与我们日常生活的所有方面都交织在一起。编程作为人类与计算机沟通的工具,也变得越来越重要。诸多国家已经将编程作为了基础学科

编程是教育“刚需”,“与语言同等”

 

我们不希望未来所有的孩子都成为程序员,但是希望每个孩子都有改变世界的能力。

在可见的未来,“编程”将如今天的数学、英语一样,成为每个受过教育的人都必须具备的基本素质,是未来人工智能时代的基础。按照经济学理论,先进生产力必将会替代落后生产力;机器在某些方面迟早代替人力。而且现在科技是如此的发达,曾经我以为在中国无人驾驶汽车至少还要等个五年,没想到今年就已经有一小部分车上道了,而这复杂的工程背后,就是编程在支撑实现着,机器学习算法实现了这个功能。

06

编程人才短缺就业前景好

牛津大学的卡尔·弗瑞与迈克尔·奥斯本发表的未来就业报告指出:未来几年,有47%的工作有很大几率被人工智能取代。国外的未来学家凯西戴维森认为,未来将会有超过65%的小学生最终会从事尚不存在的工作

编程是教育“刚需”,“与语言同等”

 

目前计算机编程是目前增长最快的行业之一,也是薪资水平最高的职业之一。仅在美国,计算机岗位的薪水就比平均水平高75%以上。预计到2020年,此行业会新增超过10万个就业岗位,计算机编程的就业前景可见一斑。所以我们又怎么能不将编程作为一个必要的技能呢?

07

学编程就是学编程思维

学习编程最重要的是学习编程思维,编程思维教导孩子就是解决问题的能力。

不管面对多么复杂的问题都可以分解成一系列好解决的小问题,把一个个小问题单独审视思考。然后,聚焦几个重要节点,形成解决思路;最后设计步骤,执行—步—步问题解决

编程是教育“刚需”,“与语言同等”

 

谷歌公司将编程思维概括成这四大类型:分解问题,模式认知,抽象思维,算法设计。编程思维能力和解决问题的能力密切相关,从小就开始接触思维能力训练的孩子,思维谨密,语言表达丰富,创造力强,不管在学业还是职场上都比较容易取得成功。

08

孩子不再沉迷于游戏

大部分家长会认为,编程会让孩子太早的接触电脑而迷恋上电脑游戏,其实,恰恰相反,编程告诉孩子们游戏是怎么开发出来的,游戏中的各种人物、场景、属性等都将会以它们最“原始”的样子展现在孩子们眼前。孩子们的思想格局提高了,明白了程序员是怎么开发游戏的,让孩子站在一个更高的角度去看待网络游戏,避免沉迷游戏。

09

编程让孩子不断成长

孩子也在不断成长。课程学习中,好玩有趣的项目,会牢牢抓住孩子的兴趣,孩子不由自主的集中注意力。在这个过程中,可以有效的提升孩子们注意力、专注力、自信心、推理等各方面的能力,不断的去击破面临的各类问题。

在科技界中,编程一直被视为继口语及书写之后的“第三语言”。编程的趣味性会让孩子找到真正喜欢的事情,带着兴趣学习,孩子是快乐的,收获也会更大。

编程是教育“刚需”,“与语言同等”

 

编程会让孩子养成耐心、细心的习惯,并且提高专注力,一遍遍检查错误的过程最能磨炼性格。编程需要孩子亲自去发现问题、解决问题,这会让孩子更加独立,对于事物建立理性的认识和思考,并且培养起责任感。编程不会让孩子脱离人与人的交往,而是开辟了一种新的社交方式,通过编程也会为孩子收获志同道合的朋友。

10

编程将是基础能力

在未来,编程将是一个基础的能力。而编程教育是一门语言、一种思维习惯和一种表达方式的养成,最适合从小开始。

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