最近有篇文章在朋友圈熱傳,主題是“Python進入山東小學教材”、“Python取代VB確定進入浙江省信息技術教材”、“Python將納入全國計算機等級考試(NCRE)體系”,隨而進入我們視野的是“Python”、“編程”等關鍵詞。
那么什么是編程呢?學習編程的目的是什么?入門到底是學Python還是學Scratch呢?
什么是編程(programming)
在計算機系統中,硬件設計制造時就用了若干指令規定了該系列計算機能夠進行的基本操作,這些指令一起構成了該系列計算機的指令系統。
編程簡單的說為了使計算機能夠理解人的意圖,人類需要將解決問題的思路、方法和手段通過計算機能夠理解的形式告訴計算機,使得計算機能夠根據人的指令一步一步去工作,完成某種特定的任務。
為什么學習編程?
計算機作為迄今為止人類發明的最偉大的工具,那么編程就是與計算機交流的途徑,學編程是為了更好的控制使用它。隨著人工智能發展,人類與機器的交流變得越來越重要,編程能力將在可以預見的未來成為人機交流基礎,因此,每個人都應該像學會寫字一樣,學會寫程序。
另外從個人成長來看,編程可以培養觀察力、想象力、創造力、邏輯思維能力以及解決問題的空間思維判斷能力等。所以學習編程并不是要大家都成為軟件工程師,而是要學習一種計算思維,這種計算思維融合了數學、邏輯、運算法則,教會你用一種新方式思考這個世界。
我們這個社會不正大談創造嗎,“創”必須在你的頭腦中有才可能在現實中“造”出來。編程完成的也正是這個過程,需要先在你大腦中進行構思并給出推斷結果,然后再實際驗證結果是不是符合預期,也就是“偉大的思想只有付諸行動才能成為壯舉”。
在邏輯思維中有種分析方法叫做MECE(Mutually Exclusive and Collectively Exhaustive),意思就是“相互*,完全窮盡”,也就是“不重復,不遺漏”,能夠借此有效把握問題的核心,并解決問題的方法。在編程過程中也正是完成這樣一種操作,需要考慮到各種情況,根據不同的情況作出不同的選擇(邏輯運算,條件判斷等等),而且各個選擇之間不僅不能重復,還要避免遺漏某一種可能性造成程序的異常行為。久而久之,習慣了這種思維之后,思考問題的邏輯會更清晰。
編程中經常用到的方式是將整體功能分解成一個個小的模塊,現實生活中在解決復雜問題時,問題的分解也是一項非常重要的能力。另外在編寫程序的過程中還需要有一個調試過程,程序運行起來發現不對有問題,這時需要快速找到出錯的地方并修正過來,這里面包含的能力很多,比如抗挫折力、觀察力、專注力等等。
鍛煉了自學能力,信息時代每一天都是瞬息萬變,如果學習方式單一沒有較強的自學能力是無法應對的,學習編程的過程也正是鍛煉自學能力的過程。
綜述有千百個學習的理由讓你去學習編程,根本的原因還是學習編程讓你成為一個思考者,而不是一個純粹的被執行者。
學什么?多大學?
目前入選各類中小學教材的有下面幾種:
Logo語言、VB、Scratch、Python,隨著時代的發展,LOGO語言和VB慢慢淡出,并不是說VB有多落后,作為微軟的核心語言直到現在還有很多人去用還是有道理的。如今有各種可視化的編程環境,反而感覺Python真的不適合孩子去學習。
如果孩子感興趣,多大年齡開始都有可能,市面上有各種編程游戲、套件,灌輸的也是這樣一種理念,對于不同年齡段學些什么,可以根據孩子的發育、認知特點去選擇。
比如低齡兒童可以玩一些編程小游戲,類似盒子島、電燈機器人、我的世界、機器烏龜這一類,大約3歲的孩子就能掌握其基本的游戲規則,培養編程中的模塊化思維、順序執行等基本概念了。
入學后低年級可以接觸Scratch、App Inventor、Cargo-Bot等,用一些可視化編程工具來完成一些復雜的任務。尤其前兩種不僅僅可以挑戰一些復雜的編程游戲還可以完成對硬件的控制。
App Inventor,拋棄復雜的程式代碼而使用積木式的堆疊法來開發Android程式,除此之外它也正式支持樂高NXT機器人,對于Android初學者或是機器人開發者來說是一大福音。
Scratch是由麻省理工學院(MIT)面向兒童青少年設計開發的具有強大功能的編程工具,Scratch軟件的優勢是易學且功能強大,有助于孩子們充分發揮自己的想象力,而在動手創作過程中,他們的學習積極性、想象力和創造力會得到極大的鍛煉,用它可以很容易地創造交互式故事情節、動畫、游戲,在Scratch課堂上,孩子們不僅僅會學會如何編寫程序,還會學習到Science(科學),Technology(技術),Engineering(工程),Arts(藝術),Maths(數學)等多個領域的知識。這語言也逐漸被納入教材或校本教材,當然也是某些創新實驗室建設的一些必備內容。
興趣培養起來后嘗試學習一種真正的編程語言,比如Python、Swift等,嘗試編寫一些軟件,初步學習算法、數據結構以及面向對象編程,也可以嘗試一些硬件編程,比如Arduino。Python的設計哲學是“優雅”、“明確”、“簡單”,也許正是這樣一種特點才成為熱點。
反思
正如坐在同一個教室里學習的學生,智商不一樣、努力的程度不一樣,最終走向社會也會有不同的職責類似,也不是全世界的每一個孩子都需要知道如何用Python、用C++,學習它不過是為某些人打開一扇門而已。
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