小学编程学习可以培养孩子的计算思维吗?
前段时间,我帮学校的学生做问卷调查,里面有一个问题:什么是生活中对你来说必不可少的物品?,我填的是“手机”。学生说,经统计有95%的人都填的手机。学生说了一句,真想不出来,10年前没微信,没美团,没滴滴,没京东,没摩拜……我们是怎么长大的呢?
他的一番话才让我惊觉,这10年,我们的生活方式发生了天翻地覆的变化。现在,只用拿着手机就可以走遍中国,吃穿不愁了。甚至,自动驾驶出现了,不需要司机啦;无人超市开业了,没有收银员了;餐厅里开始出现机器人送餐员,服务员下岗了……仅仅10年啊,10年前的我想到今天的生活,会不会感觉像进了科幻片一样?
细想一下,这些年,移动互联网、大数据、人工智能……它们就这样渗透进我们的生活,改变着每个人参与这个世界的方式。
这是过去的十年。未来的十年,中国科技将是什么模样?中国科学技术发展战略研究院开展“第五次国家技术预测”,历时三年,终于绘制出未来科技发展的可能图景:
——信息传输速度将接近光速,信息传输方式将在当前有线、无线传输的基础上,人们有望借助道路上的灯光上网;
——新一代网络技术正在加速形成,人们在飞机、汽车间应用互联网的技术已经成熟;
——机器人无所不在,它将变得和今天的英特网一样普遍,广泛应用于制造、服务、医疗、国防等行业;
——人类许多重大疾病得到控制,人均寿命会进一步延长;
……
世界变得这么快,机器人都来抢人类的饭碗了。
曾经以为诗歌和艺术是机器人不可攻克的领域。但是,机器人不仅作出了现代诗,还作出了押韵的古体诗“月明清影里,露冷绿樽前。赖有佳人意,依然似故年。”甚至,机器人也会画画了:
面对越来越强大的AI,孩子们将来的终极竞争力,会在那些充满“不确定”,不能被程式化和被预测的地方,在如此的创造性工作中,知识不重要,思维很重要,也是AI无法作为主角的区域。
思维清晰的人,会在生活和工作中分析问题、制定决策时更严谨、更有条理。著名的计算机科学家、图灵奖得主艾兹格·迪杰斯特拉说:“我们所使用的工具影响着我们的思维方式和思维习惯,从而也将深刻地影响着我们的思维能力。”
面对这样的发展趋势,我在思考,要怎样教育孩子,才能让他将来拥有更多选择的自由,而无须担心被无处不在的AI所取代?就目前的年龄来说,首先,我希望他做事有条理,能合理的规划自己的时间——这个能力能帮助他在课业逐渐繁重的时候还能游刃有余。这就需要培养他的逻辑思维能力。其次,我希望他善于总结和反思——这个能力保证他遇事不怕犯错,因为这个能力就像大海里的灯塔,带领他不断靠近正确的方向。
当我正在摸索如何将它们作为一种综合能力来培养的时候,我遇到了“计算思维”。计算思维与数学思维不同,它是一种解决问题的方式,这种思维将问题分解,并且利用所掌握的计算知识找出解决问题的办法。主要利用启发式推理来寻求解答,就是在不确定情况下的规划、学习和调度。它能教会我们计算机是如何思考的,从而能使我们学习和计算机沟通,让它帮我们去高效地处理很多生活中觉得困难麻烦的事。
现在,全球各国都很注重孩子们计算思维的培养。2012年,英国开始向所有学生介绍计算机科学(CS)课程。新加坡作为“智能国家”,把计算思维定为“国家能力”。从芬兰到韩国,从澳大利亚、新西兰到中国,各个国家正在将计算思维作为新的CS课程的一部分,或者纳入现有科目。2016年,美国前总统奥巴马呼吁所有K-12学生,学习“计算机科学”时发展计算思维。今年1月,教育部颁发的《新课标》指出:信息技术将从兴趣课程变为必修课程,并大幅度提升了学生在编程、计算思维、算法方面的思维要求。国内现在各中小学如火如荼开展的STEM教育、创客教育,其本质就是在培养创新思维和计算思维。
我在多年的编程教学过程中,体验到具有计算思维的孩子在时间利用、项目规划、进程统筹等需要逻辑能力的方面具有先天的优势。他们在进入自主学习时期,能更好地分配时间应对繁复的学业,能利用计划来规划自己的假期,有步骤地,按自己的节奏去触摸自己的梦想。我相信当孩子越来越多尝试到以自己的节奏来应对这个世界,这个世界会为他的频率让出一条道。