最近，看到很多針對孩子的編程課，出于好奇和為娃的未來教育做準備，買了一本書：《寫給所有人的編程思維》。

這本書的作者吉姆•克裡斯蒂安，是英國著名的科技教育專家，因為有20多年的教學經驗，所以他很擅長把複雜問題用淺顯的語言講明白。

這本書主要是寫給孩子看的，内頁有一些彩色小插圖，還有很多邏輯謎題，采用寓教于樂的方式，讓孩子能夠有興趣讀下去，而對于不了解編程和計算機的大人來說，書中的一些内容，也會帶來收獲和啟發。

編程通常被認為是程序員的專屬領域，普通人會覺得編程語言又複雜又抽象。其實，換一個角度來看，編程就和我們學習英語一樣，是一種語言，是讓計算機能夠懂得人類意圖的語言。

學習編程思維，并不是學某一種具體的計算機語言，而是這些語言背後的思維邏輯。通過了解這些，來鍛煉我們的大腦，培養創造性思維和批判思維，提高解決問題的能力。

随着人工智能的發展，我們的生活、工作都越來越依賴于各種程序、系統，未來還會出現很多的基于科技的新工作，學習編程思維，能幫助孩子建立起面對未來的能力，即使不做具體的編程工作，編程思維也能夠幫助我們在工作和生活中拆解問題，産生全新的創意。

計算機是建立在二進制基礎上的，二進制作為一種數字語言，隻用到兩個數字：0和1。這個一般人都知道，但是如何來理解二進制的原理？

我們熟知的數字體系是十進制，逢十進位，而二進制就是逢二進位， 十進制下的1、2、3、4、5、6、7、8、9，10，分别對應二進制下的數字就是：1、10、11、100、101、110、111、1000、1001、1010。

這個轉換的邏輯有點抽象，吉姆•克裡斯蒂安把這兩種不同的計數體系，通過圖像來表示，對于孩子和沒有基礎的大人來說，就特别友好。我們一起來看一下。

按照書中的這個圖，我們就知道二進制下101010，就是數字42，這個邏輯順序，是從二進制轉化成十進制，同樣的，我們反向思考一下，如果知道了十進制的數字，如何用二進制進行編碼。

通過這種雙向的思維練習，我們能更深刻的理解二進制是怎麼回事，同時也鍛煉了大腦的思維能力。

在十進制下，用兩隻手我們可以數到10，而在二進制下，隻用一隻手就可以數到31，具體如下：

規則1：把五個手指頭想象成數字：16,8,4,2,1；

規則2：手指攥緊，代表數字0；手指伸開，代表數字1。

大拇指代表數字1；食指代表數字2；中指代表數字4；無名指代表數字8；小拇指代表數字16

在理解二進制和十進制如何轉換的基礎上，我們就可以玩手指遊戲：

英文有26個字母，我們賦予每個字母一個二進制數值，并用手指表示出來。

那麼，“1000 101 1100 1100 1111 10111 1111 10010 1100 100”這組信息代表了什麼含義？

二進制1000對應十進制下的數字8，第八個英文字母是H，以此類推，101是E, 1100是L，1111是O，10111是W，10010是R，100是D。這組信息連起來就是“Hello World”。

遊戲的原則和邏輯都很簡單，但是一開始要熟練得玩起來，卻不是很容易。這是一個很好玩的遊戲，大人和孩子一起玩，能夠調動起整個大腦的功能，既能鍛煉到邏輯思維能力，又能鍛煉到視覺想象力。

編程思維，幫助解決複雜問題

工作就是解決問題的過程，生活也是。有些問題比較容易解決，有些問題比較複雜。不管是什麼樣的問題，都可以通過三步來解決：

1.弄清楚到底是什麼問題。

2.思考問題的不同解決方法。

3.驗證所考慮的不同解決方法。

書中舉了一個例子：讓機器人小智清理房間。

首先，需要給整潔的房間下個定義。床鋪好，衣服收好、物件收好。

其次，思考具體怎麼來做。

1 整理好床鋪

2 把髒衣服放進洗衣籃裡

3 把所有東西收起來，放進櫥櫃裡。

最後，驗證解決方案。這個時候發現，讓小智整理好床鋪，小智不知道如何去做。這說明這一步的指令不夠清晰、具體。我們需要思考如何使指令更容易操作，于是整理床鋪被更細化成：

1 将被子平整地鋪在床上

2 将床尾一端的毯子折起來，壓在羽絨被下面，再從床頭一端把毯子拽平

3 最後，将枕頭拿到床頭一端，放在毯子上面

這個過程不僅需要具體，而且還要注重順序性。因為“編寫程序就像按照書做菜一樣，每一步的順序都極為重要，比如，你不能先攪拌了雞蛋再将雞蛋殼敲碎吧！”

這種情況，可以借助流程圖，來将整個過程直觀地展現出來，流程圖可以用于梳理各種複雜的事情，也能用于與他人分享你的想法。

編程思維的啟發

01 調試思維

在編程的過程中，大量的時間都用在代碼調試上，因為計算機隻能執行接受的指令，指令是否正确、可行就變得很重要。

“調試就是指仔細地檢查編程構成、算法、流程圖，排除并修複緻使程序無法正常運行的問題或錯誤。”

有一種調試方法，叫“小黃鴨調試法”，原理就是，程序員向小黃鴨解釋代碼如何運行，在這個過程中，小黃鴨不用做任何反應，程序員自己就能意識到程序中的錯誤。小黃鴨在這裡代表一個編程外行，程序員解釋的過程就是反思、捋順邏輯的過程。

調試思維意味着，我們在學習新技能、解決新問題的過程中，會遇到很多的問題，會不斷犯錯，而我們需要學會接納錯誤，在試錯中學習，提高自己，就像任何一個程序的編寫，都經過無數次的調試，才達到了完美執行。

02 設定時間和框架思維

一件事情，如果沒有具體的完成時間，我們就會一直無法完成，因為追求完美是沒有盡頭的。想一次性實現很多的奇思妙想，編程任務就會一拖再拖。

因此，編程也好，其他事情也好，我們都需要設定一個明确的完成日期，然後在這個日期約束下，去尋找解決問題的框架。

先把最基本的框架搭建起來，再去追求細節的完善。完美沒有止境，而現實世界的資源總是稀缺。

03 善用約束條件

有一個過河謎題：農夫帶着一箱金子，和小妖怪、恐龍在河邊準備過河，但是船不夠大，農夫一次隻能帶一樣東西。然而，恐龍不能和小妖怪待在一起，因為恐龍會吃掉小妖怪；小妖怪不能和金子待在一起，因為小妖怪會吃金子。

如何在保證恐龍、小妖怪、金子都完好的情況下，把他們運到河對岸？

這裡的約束條件是：恐龍和小妖怪不能在一起；小妖怪和金子不能在一起；一次隻能運一樣東西。

過河謎題的關鍵，是找到約束條件之外的信息，即這個謎題沒有規定往返次數和是否可以把已經運到河對岸的東西再運回來。當你注意到了這一點，就會覺得答案很簡單：

農夫留下恐龍和金子，先将小妖怪運到河對岸；

農夫返回來，再将恐龍運到河對岸；

農夫再次返回時，将小妖怪帶回來，然後把金子運到河對岸；

最後，農夫再返回将小妖怪運過河，這樣農夫、恐龍、小妖怪和金子就都到了河對岸。

我們生活的世界，幾乎做任何事情都是有約束條件的。約束條件常常讓我們感到不自由和受限制，然而，換個角度來看，約束條件其實是在幫助我們高效的思考，把有限的資源用到一個由約束條件構建的小範圍中。

在解答過程中，我們不僅需要關注約束條件，有時候更需要考慮沒有給出的條件和信息，從這些看不到的地方尋找讓人驚喜的答案。這個過程能鍛煉到大腦的創造性思維。

《寫給所有人的編程思維》之所以講的是編程思維，而不是編程代碼，是因為吉姆•克裡斯蒂安認為，編程語言會不斷地變化，學習具體的編碼，不如去學習編程背後的思維，即在變化的世界中，尋找穩定的元素。

想了解更多編程思維方面的内容，家長和孩子可以一起讀一下《寫給所有人的編程思維》，激活一下大腦也是好的。

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