如何培養(yǎng)“編程思維”？

生活處處皆編程。這么說的原因很簡單——因為編程思維可以解決生活中的很多問題。那么，什么是編程思維呢？簡單地說就是：為了把一個問題解決得快且好，在頭腦中分解、優(yōu)化等思考的思維能力。比如，如何能隨時拍到女兒的笑臉？這個爸爸在手機背后貼了女兒喜歡的卡通圖案總忘了拿手機？把置物架和門鎖結合就可以解決問題了

以上兩個問題就用到了程序設計，他們出自一個有趣的“編程思維”科普節(jié)目，中小學生看了就能懂，今天分享給大家。

編程思維：“程序設計的思考方式”

從2020開始，日本將“編程教育”列為中小學必修課。其編程課的重點不是編寫代碼，而是培養(yǎng)孩子的“編程式思維”。為了讓大家更好地理解“編程思維”，NHK推出了名為“TEXICO”的節(jié)目，日文原名“テキシコー”，即“程序設計的思考方式”。為了用最簡單的方法教會孩子“編程思維”，節(jié)目提出了一種“不插電的編程教育”口號。通過生活中生動的程序模擬演練來傳遞一種“問題解決式”的思維方式，幫助訓練孩子“編程思維”。節(jié)目指出編程思維包含五個要素，分別是——分解，組合，概括，抽象，模擬。

分解：分解之后再思考

在遇到復雜問題時，要拆成一步一步的按順序思考；如果剛好在當中能找出一些規(guī)律，還能達到事半功倍的效果。為了說明分解的力量，節(jié)目組在片中解碼了一個魔術。先擋住魔術師的視線，然后將骰子隨意摞成一摞，放在旋轉的臺面上，魔術師每次都能很快指出露在外面的所有點數(shù)之和。看起來像魔法，但實際上是一個簡單的數(shù)學問題。魔術師把問題分解開來。首先，骰子5的背面一定是2，3的背面一定是4，1的背面一定是6，而且相對的兩個面加起來一定是數(shù)字7。摞起來之后，每個骰子漏在外面都有4個面，那么一個骰子的面數(shù)之和就是14。然后用 “14+頂面點數(shù)” 就能知道這一個骰子露在外面的點數(shù)之和。而最上面一個骰子，比其他骰子多了個頂面點數(shù)，所有骰子露在外面的點數(shù)之和是「骰子數(shù)x14+頂面點數(shù)」。這樣就難不倒魔術師了！

組合：對流程的排列組合進行思考

“編程思維”中組合能力是指：對事物進行排列組合思考，尋求出最佳組合，從而提高效率，同時提升個人解決問題的能力。一件事拆分步驟，但不一樣的排列組合對效率有很大的影響。
小兵要清理垃圾，分為三步，但這樣效率太低，思考后小兵改變了清理順序，只需要兩步就做好了。可見，效率的提高順序變換是關鍵。
我們生活中到處都有程序設計，很多問題都需要把時間進行最優(yōu)分配。
這次首領給小兵的任務是煎肉餅，但只有1個鍋，1次可以煎2個餅，煎好1面需要5分鐘。
此時店里來了3個客人，需要煎3個餅，如何最快呢做好餅呢？
小兵先煎好2個餅，用了10分鐘；再花10分鐘，煎好最后1個餅，共計20分鐘。
但客人投訴他們上菜太慢。首領很快給出了更好的方法，小兵照做后，只用15分鐘就做好了3個餅，節(jié)省了5分鐘時間。
你能猜出是怎么做到的嗎？

概括：發(fā)現(xiàn)規(guī)律

這里通過一個簡單的邏輯小魔術，訓練孩子的概括、抽象或分解等編程思維。將一張紙撕成9份，然后魔術師遞出其中1張，讓助理隨機寫一個數(shù)字，然后將其他8張也寫上數(shù)字，并且全部翻轉過去，打亂順序。這難不倒魔術師，他準確地找到了8！他是如何做到的呢？其實道理很簡單：魔術師第一次遞出來的紙，四個邊都有撕開的痕跡，而其他紙都不是這樣！很多看似復雜神奇的事物，只要仔細觀察，找到它的規(guī)律所在，就會變得非常簡單。

抽象：把重要的東西抽出來考慮

會跳舞的小人，其實這個小人的背后，也隱藏著編程思維！看起來很復雜的腳步運動，其實也是有規(guī)律的：桌底下面有兩個移動的三角形，正是它們在指揮小人跳舞，而且是三只腳保持同步運動。再把這個運動軌跡進行一點抽象，就能發(fā)現(xiàn)原來這是幾何形狀里兩個三角形的6個頂點。最后鏡頭翻轉到桌面之下，章魚移動真的是靠兩塊磁鐵三角板來操縱，不禁讓人恍然大悟！

這正體現(xiàn)了程序思維中的“分解”和“抽象”——將復雜動作分解后，去除干擾信息，把腳上的磁鐵抽象出來，就找出真相了。

模擬：在腦海中過一遍流程

這是一個電車、軌道和卡尺的組合。如果開動電車，走到卡尺處，電車會受阻，車輪與軌道之間的摩擦力會推動軌道向后移動。那么，如果把軌道換成圓形，并在軌道旁邊固定上一個三角形的立體積木，再次開動列車，會出現(xiàn)什么樣的情況呢？展示完發(fā)生變化的道具后，引導孩子在腦海中模擬該裝置的運行軌跡。最后再揭曉答案會是怎樣的結果呢？

電車撞上卡尺——軌道與三角運動起來——三角打開大門——電車運動再撞上卡尺——軌道與三角運動起來——三角打開大門......一個簡易的“永動機”出現(xiàn)了！在完成編程以及科學研究時，經(jīng)常會用到“做出假設，進行模擬”，這個過程讓我們更容易找到癥結所在。以上可見，編程思維其實就是由抽象思維、分解思維、歸納思維、算法思維、評估思維，這5個思維能力組成的。

我們說，每個孩子都應該懂點編程，其實是指具有廣義上的編程思維——思考模式、解決問題的方法和創(chuàng)造力。經(jīng)歷過這樣思維訓練的孩子，思路更加清晰，會在梳理、分解、解決問題的時候也會擁有更強的信念。它會讓孩子們學會抽絲剝繭，抓住最重要的部分，進行思考，讓生活變得高效。

思維模式是孩子人生的底層代碼，家長作為孩子人生早期的“程序員”，盡可能多地給孩子輸入“編程思維”的代碼，給孩子塑造出更加積極的成長空間。

合肥童程童美少兒編程美術學校線下地址：

合肥銀泰校區(qū)

安徽省合肥廬陽市府廣場長江中路98號銀泰中心16樓童程童美銀泰校區(qū)

合肥之心城校區(qū)

安徽省合肥蜀山科技大學長江路189號之心城環(huán)球中心B座1403-1404