我們曾花了大篇幅來介紹計算思維,基本上把計算思維是什麼介紹得比較清楚:

簡單來說,

計算思維是一種邏輯思考和批判性思考的能力,一針見血地說,計算思維就是一種高效地解決問題的思考方式。

但很多人仍然問:計算思維和計算機什麼關係?和我們的生活又有什麼關係?該怎麼培養計算思維?

實際上,計算思維與計算機並無直接關聯,甚至在古人們的智慧中,也包含著相同的思維模式。

生活處處都能學習計算思維,你不信?

如果把計算機科學的基礎概念帶入到司空見慣的問題中,就會發現生活中處處都透露著計算思維的光芒,這對於開啟孩子的視野,幫助他們掌握解決問題的方法非常有益。

以前我們在介紹的時候,常常舉廚師炒菜的例子,很多人都聽膩了。我們今天就來講點新鮮的東西吧!

如何成為學霸

學霸這個詞想必大家並不陌生,這是在學校中閃閃發光的那一群人。想要成為學霸,必然是總的考試成績要好,每個科目都要優秀才行。

假如我們考試要考語文、數學、外語三科,那我們每個科目都要努力獲得好成績才可以。

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落實到每個學科,則要按照章節、主題等維度進行分解,最終得到眾多小目標。這不僅便於我們落實具體的知識點,也方便檢測學習效果,從而及時反饋並做出調整。

每個小目標還可以繼續進行分解,比如學習語文中的古詩詞,我們可以從多個維度將其分解。

例如,首先按照內容分解成不同的部分,然後再將其分解成句子,最後將句子分解成詞語。此外,古詩詞的韻律、表達手法、音調、發音方式等都可以作為分解的依據,使我們從多角度來分析、理解。

這裡便是運用到了計算思維中的

分解問題,

把成為學霸這個大目標,一步步拆解成小目標來一一解決。

看一眼就知道如何識別

看看下面這張圖,有很多的動物。你能區別誰是食草動物,誰是食肉動物嗎?

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再看另外一張圖,你能分辨出他們的表情都代表什麼樣的心情嗎?

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這樣的辨別,即使是小朋友也能毫不費力地作出判斷。為什麼?因為我們人類很擅長對模式進行識別,這是人與生俱來的基本技能。

我們在觀察事物或現象時,常常會發現它們與其他事物或現象的不同之處,並根據特定目的把相似但又不完全相同的事物或現象進行分類,總結出特定的模式。

假如老師需要你幫忙在體育課上整理隊形,你可以根據性別,按照男左女右來進行隊形整理;你也可以根據身高,按照高矮從左到右進行整理;當然,你也可以結合兩種方式來進行整理。根據你選定的模式不同,隊形則呈現出不同的特徵。

這裡運用到了計算思維中的

模式識別

,將事物或現象的共同特點歸納在一切,概括出特徵,來進行辨別。

牛頓的啟發

相信牛頓和蘋果的傳說很多人已經快聽吐了,他將這種讓蘋果下落的“神秘力量”稱為重力。除此之外,牛頓還用石頭、棍棒、繩子等做了一些有趣實驗,提出了彈力、拉力、反作用力等概念。

牛頓觀察到表面的自然現象,並透過實驗來尋找它們的共性,抽象地描繪出了力的本質屬性。

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這就是計算思維中提到的

抽象思維

人類認識陌生事物,通常是先具象再抽象。最早接觸算數時,我們面對的都是具象化問題,比如一個蘋果加兩個蘋果共有幾個蘋果。但隨著學習深入,我們開始學習抽象的數字運算,例如1+2=3,再到後來,甚至開始用代數表示更抽象的概念,比如a+b=c。

抽象思維的具象化同樣有趣。比如2010年中國上海舉辦的世博會,提出了“城市,讓生活更美好”的抽象主題。為了將主題演繹得內涵豐富又飽含特色,設計師和工程師們建立了五個主題館——“城市與人”“城市與生命”“城市與星球”“城市與足跡”“城市與未來”。

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前三個館同處於一個運用了三角形連續架構的巨型展館中,運用實物、佈景和多媒體結合的方法,描繪上海特色建築和文化。

後兩個館則由工業遺址建築改造,體現人們對和諧城市的思考。

去圖書館怎麼找書

相信去過圖書館的人對於找書這個環節都不陌生,首先我們會在圖書館的電腦上檢視是否有我們需要的書;然後根據系統的索引記下圖書所在的分割槽和位置;接著在圖書館中規劃路線抵達目標書籍的書架;最後根據編號找到我們需要的圖書。

如果我們不按照這樣的步驟來進行,而是一進圖書館就悶著頭亂轉,那效率就會非常低,無異於大海撈針。

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這就是我們一直所說的

演算法思維。

有一點我們需要注意,演算法是完成一項任務時需要的步驟列表,其核心是要讓整個任務一氣呵成地執行下來,中間不能有任何流程不通的地方,否則執行起來就會有問題。

比如我們每天上學,一般需要經過醒來——起床——洗臉刷牙——吃早餐——穿衣服——走出家門——去上學幾個步驟。

假如流程中缺少了穿衣服這個環節,那上學的流程就走不通,因為我們是不可能穿著睡衣去上學的。

結語

計算思維本質上是一種思維模式,加之其多樣性和易於操作的特點,註定要與教育結合。

當下少兒程式設計教育在國內發展的非常迅速,如果在課堂上,老師能把計算思維融入到教學內容當中,或許就能點燃孩子們在某些事情上的主動思考和能動性。

除了本文介紹的一些案例,生活中還有很多東西甚至可以與計算機的基本概念進行結合,作為程式設計啟蒙的鋪墊。比如西西弗斯的神話故事,我們就可以將它與程式設計中迴圈的概念進行結合講解,讓孩子理解起來更為生動。

今後我們還會不斷討論有關計算思維的話題,期望能夠相互啟發,拓寬解決問題的邊界。

參考資料:

《計算思維養成指南》,李澤、陳婷婷、金喬著,中國青年出版社,2020年

關於計算思維,您有什麼樣的見解?

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