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少儿编程教育--未来人工智能时代的“沟通”语言

来源: 作者:壹号全脑机器人 发布时间:2021-02-28

让孩子学编程不是为了培养未来的程序员而是希望通过这种学习训练掌握人工时代最重要的一种必备技能——编程思维。拥有了编程思维孩子可以更好地理解人工智能时代的运转规则更从容地应对未来的讯息万变编程的核心不是学会一堆知识而是学会一种思维。少儿编程培养的是孩子的编程思维未来少儿编程也将成为举足轻重计算机语言更是未来人工智能时代的“沟通”语言。

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“编程思维”到底是一种什么样的思维呢

编程思维是一种高效的问题解决思维方式包含“理解问题—找出路径”的思维过程由问题分解、模式识别、抽象化模式归纳、算法设计四个步骤组成。通过这四个步骤孩子学会把问题有效拆解并且可以设计出解决问题的流程将所有问题逐一解决。

 

(一)抽象化:聚焦关键

计算思维的实质是抽象和自动化,这和人脑的信息化加工模式有点像。生活中随处可见模式,发现模式的能力是可以锻炼的,最常见的方法就是找相同与找不同。在生活中,我们对一些事物的概念与印象也是在多次这样的认知中逐步形成的。抽象级别越高,越接近事物的本质,规律的适用面也就越广。

 

(二)分解问题:化繁为简

解决问题有两种常见策略:算法和启发法。所谓算法策略,就是在问题空间里中随机搜索所有可能的方法,逐一尝试,直到获取一种有效的方法解决问题。而启发法策略,就是人类根据生活经验,在问题空间内进行较少的搜索,就能快速问题解决的策略,它是一种凭借直觉经验与知识积累、省时省力、走捷径的方法。

机器擅长算法,而人类常用启发法,所以有时候人类会遇到一些问题完全束手无策,尤其当这个问题的界定不够清晰,不清楚问题的起始状态是什么,要到达什么目标状态,以及用什么手段和遵循哪些步骤到达想要的目标状态,即使拥有强大的算法也不能解决。所以,面临复杂棘手的问题,如果我们善于运用手段-目标分析(means-to-end)将问题界定清楚、化繁为简,就好办得多。简单来说,就是将问题按照一定目的,进行清晰界定和目标拆解,转化为一个个我们熟悉的简单问题或一个个更好执行、更好理解的小步骤,再逐个击破。这种思维,我们称为“分解思想”,它是编程和数学里重要的思想之一。

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(三)算法设计:最优解与次优解

解决任何问题,都需要制订具体的执行计划。在给定有限的资源情况下,我们可能会设想多种可能性、规划多条解决路径与流程步骤,帮助我们更好地应对突发状况,增加目标实现的概率,甚至找到最经济最高效的最优解或次优解。对于计算机而言,这个过程,就相当于在执行指令之前设定好算法的过程。所以,这里所说的算法设计,主要是指根据前面几个步骤对问题的分析与理解,设计每一个关键步骤的多条路径与方法,最后一步步尝试最终解决整个问题的过程。当我们找到最优算法和最优解,甚至提前备好次优算法与次优解,在执行之时就可以风雨无阻、如有神助。

 

(四)模式识别:规律整合

人在观察事物/现象的时候,常常要寻找它与其他事物/现象的不同之处,并根据一定的目的,把各个相似但又不完全相同的事物或现象组成一类。这种共同的特征与规律,我们称为模式。顺序模式是按顺序排列所有项目(物品);分组模式是将相似项目(物品)分成一个组。人脑通过扩充模式库,对关键性特征快速匹配并触发认知判断,可以大大简化我们对世界的认识,把复杂的世界简化,从而高效处理信息。编程中的模式识别,就是找出不同问题中的模式和趋势(共同点)的过程,能够极大锻炼规律整合的能力,让我们能快速从以往的经验中,得到规律并举一反三以快速高效解决细分问题。

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