很多家長在孩子上學前急于給孩子上各種幼小銜接的班,但是給孩子填充知識并不是一個非常好的方法。授人以魚不如授人以漁,喬巴比較贊成培養孩子的習慣和思考方法,這才是長久之計。
女兒幾乎是個标準的文科生的腦袋,所以喬巴一直非常看重對女兒思維能力的培養,由于我是計算機科班出身,我發現在編程中,包含了許多思維方法非常值得借鑒到其他學科或者是日常生活中,這種思維方式就是模拟計算機的思維方式,我們稱之為計算思維。
去年12月,美國白宮在STEM教育的五年戰略計劃中重點提出:使計算思維成為所有教育的必要組成部分。
計算思維越來越多地被視為一套有廣泛價值的思維技能。對我們孩子而言,會使用計算機已是基本生存技能,學習和應用計算思維變得非常必要。
計算思維:從一般到精确,再到一般
加州大學伯克利分校的Daniel Garcia老師為非計算機專業的同學設計出了一門名為《計算機的美與樂趣》的課。
在這門課上,Daniel解釋了一個非常重要的概念——抽象化。他說,“抽象化的意思就是隐藏細節”。這要求我們可以識别模式,将複雜的東西提煉,并形成精确清晰的概括。
以奶昔為例,他說:“你想做草莓奶昔,你更可能去上《烹饪的樂趣》這門課,因為它會指導你如何添加冰淇淋、牛奶和水果,而不會專門去找‘草莓奶昔’這門課。雖然一些書上會寫,草莓奶昔、樹莓奶昔和藍莓奶昔有不同的配方,但肯定有人提出“把這些不同的奶昔配方融合成一個奶昔配方”。
計算思維運用于K12教育的實踐
計算思維已然成為21世紀核心能力,所有K12學生都應該接受計算思維能力培養。
教育工作者和研究人員發現,将計算思維設計為教學課程并進行評估的可操作性更強。
這意味着能将計算思維技能進行細化分解,包括邏輯、算法、模式、抽象、綜合、評估和自動化等概念。
它還意味着将問題“分解”為子問題以便解決的方法,創建相關作品(通常通過編程)、測試調試、叠代細化。
斯坦福大學教育學院博士Shuchi Grover,提出關于計算思維運用到其他學科的建議。
她說,與任何技能一樣,計算思維最好是在上下文情景中教授和學習,嵌入到具體的課堂科目中去。例如,分析和邏輯思維可以通過謎題和單詞問題來培養。
事實上,除了數學或計算機科學之外,這種邏輯論證和邏輯思維的問題,可以作為語言藝術的一部分來對待。
編程學習是開發計算思維技能非常有趣的實用方法,但這不是唯一的方法。
以下是一些在其他學科中培養計算思維的方式:
方式
1.語言藝術
·使用邏輯以正确的順序組合一個混亂的故事
·識别句型模式和語法規則
·使用一階邏輯基于給定的事實得出結論
·構建社交網絡以分析故事
·選擇自己的冒險途徑,編寫自己的故事
2.數學
·通過程序在代數中建模函數
·寫一個關于如何進行矩陣乘法或如何求解二次方程的算法
·使用問題分解來解決單詞問題
·通過模式識别來概括總結
3.科學
·使用明确的“If-Then”邏輯進行物種分類
·建立物理現象的計算模型
·通過創建計算模型和模拟來研究現象,而不是使用預先開發的模拟軟件
4.社會科學
·研究數據并識别曆史事件的模式和趨勢
·創建這些模式和趨勢的可視化模型
·創建一個模拟模型來研究社會科學現象中的關系,如女性的教育和健康
·為社交系統、社交網絡或社交選擇創建模型
有些老師可能會發現,上述一些非編程活動是他們正在開展的!确實,許多活動都會引用到相同的思維技能,而不會被特意标記為計算思維。
我們是想更加有意識地去建立起清晰明确的計算思維能力培養,将編程工具結合到一些活動中去,利用可能的自動化和計算解決方案來解決問題。
計算思維在日常生活的應用
不止在思維,計算思維在日常生活中也有很多的實踐應用。
卡耐基梅隆大學前教授Jeannette M. Wing博士,對計算機理念的廣泛使用進行了說明。
她在一次采訪裡表示,計算思維不僅可以應用于思維,也可以提升日常生活效率并讓生活壓力變得小一點。
比如,把困難的問題解構成我們所知道的方式去解決,觀察生活中的平衡問題、流水線問題等。
舉個例子,自助餐的流水線。當我們去自助餐廳吃午餐,在第一站就看到刀叉時,我覺得很生氣,因為我們沒辦法拿着盤子的時候還要着拿刀叉。取刀叉應該放在最後一步。
Wing博士認為,這類自助餐的低效是對邏輯思維及順序的錯誤運用。
計算思維還可以輔助一個基本的任務,比如策劃一段旅行,可以分解成預定機票、預定旅館、租車這幾個步驟。
計算思維也可以用于健康管理或政策制定這類複雜的事情。隻有識别次問題、描述這些次問題與主問題之間的關系,我們才可以完成目标工作。
不管是有意識還是無意識,我們下一代可能毫不費力地吸收計算機思維技能。
明天喬巴會更具體地談談計算思維的思考方式。
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