摘要:信息技术学科的核心在于培养学生的信息素养,而培养编程思维是重要的组成部分,但对于青少年编程思维的培养,仍然存在家长重视程度不够,青少年编程教学体系不能完全符合青少年的成长发展特点等一系列问题。本文主要通过总结和阐述青少年编程思维的特点,提出实用有效的青少年编程思维培养的方法,为培养青少年的编程思维,提升整体思维能力和学习方法。
关键词:编程思维;思维能力;青少年教育
中图分类号:G4 文献标识码:A
随着人工智能时代的来临,编程思维已经在青少年的教育培养中得到广泛发展。编程思维的本质就是通过人与机器的交流,让自己的创作变得更加丰富,让自己思考和解决问题的时候更有条理。从而在解决问题的过程中,激发头脑的想象力和创造力,同时促进语言表达能力、合作交往能力、手眼协调能力、自然观察能力、空间感知能力、逻辑思维能力的综合发展。
在编程过程中,孩子们会不断遇到问题,遇到问题时他们会通过寻求方法以及外界帮助来解决问题。孩子们不仅在此过程中提高了解决问题的能力,同时对于自信心的建立也起着极大的作用。
随着编程教育的全球拓展和我国少儿编程兴趣班如雨后春笋的开办,为实现国家“2030年抢占全球人工智能全球制高点”的目标,编程作为人工智能的基础知识, “编程思维”作为编程教育的核心,已经被越来越多的人所认同。学习编程的意义不是单纯学习算法和代码,而是为了培养孩子丰富而科学的思维方式、解决问题的能力,让孩子在今后能够运用科学思维解释出现的现象和问题。那么,如何培养青少年的编程思维呢?本文主要从以下几个方面来重点阐述:
一、用图形化的编程语言提高青少年的编程兴趣。
俗话讲:兴趣是孩子的最好老师。兴趣对培养青少年编程思维的作用极其巨大。为了让冰冷的编程语言变得生动有趣和极具吸引力,最重要的一点就是把编程语言转化为带有图形化的编程语言,把原来的程序代码用可爱图案的模块化、动作化、指令化来代替,以动画游戏、情景模拟、模型构建的形式呈现在青少年面前。
近代最具有影响力的瑞士儿童心理学家让·皮亚杰,从他的认知理论中不难看出,学龄前的孩子重点在于学乐高积木搭建,促进智商发育,锻炼手部肌肉群,手脑协调一致,这一时期的孩子处于“具体运算阶段”,其思维可以映射到具体的事物上。在可视化图形编程中,通过可视化的“积木”形式,孩子更容易把具象的结果和程序所对应起来,也更有利于孩子编程思维的培养。再比如美国麻省理工学院开发的scratch图形化编程工具,不需要孩子认识英文或汉字,建立程序的过程,用到涂鸦,录音,找图片这些有趣的过程,主要的目的就是让青少年在一开始接触编程的时候,就产生浓厚的兴趣,从而激发和提高编程思维的能力,让青少年的逻辑思维力、空间思维、判断性思维、序列思维在编程思维当中得到全面提升。
二、让独立思考成为青少年编程思维的关键。
培养青少年的编程思维,重要的是让青少年学会在编程学习过程中理解独立思考的意识。任何事情都很难一次就完成得尽善尽美,程序运行起来发现有问题,这时就需要孩子去寻找出错的地方,并将它一点一点去改正。如果没有个人的独立思考,是很难实现编程逻辑的。
我们可以用一个生活中最常见的场景——做饭来举这个例子,假设今天家里要来客人,我们会在做饭之前根据客人的口味考虑到今天的菜式。然后问题来了,我们需要买哪些材料?材料要怎么处理?这些都是需要思考解决的问题。
因此,通过编程学习的过程,这种 “独立思考”的编程思维就在发现问题、解决问题中得到了展现。这需要很多的耐心、观察力和专注力,对孩子的独立思考能力也是一种磨练。当调试经验丰富之后,孩子在写程序时还会懂得给那些“有可能会出错”的地方先做个记号,方便回头来检查纠错,所以我们说独立思考是编程思维培养的关键。
卡内基梅隆大学的Jeannette Marie Wing教授曾提出“人人都需要培养编程思维”。这种编程思维培养的关键就在于独立思考的能力,在编辑一个系统程序的过程中,思考架构的方式方法,从而建立有序思维,提高抽象思维和逆向思维能力最终达到独立解决问题的能力。
三、培养编程思维重在学以致用。
编程思维对于大多数人来讲,可能是一个非常抽象的概念,感觉这种思维离自己很遥远,都是与一些计算机方面有关的人联系比较大。
但是对于我们每一个人来说,在我们的日常生活中,其实到处都蕴含着编程思维模式。小到洗衣做饭,网上购物,大到课题研究、公司决策。编程思维作为一种强有力的思维方式对于我们解决问题有着很重要的作用。凡是具有编程思维的人,他们善于将问题的解决方案表示为一个信息处理的流程,将复杂、庞大的问题分解成几个小问题分别解决的思维路径。
我们还拿做饭的场景来举例子,我们可以先将活动分解成“买菜”“备菜”“炒菜”三个任务来分别解决,而其实每一个小任务又可以进一步分解成不同的小任务来解决。层层递进下来将每一个小任务都解决好了以后,“做饭”这个问题也就可以轻松解决了。
因此生活中的任何一件小事,都可以运用“编程思维”去完成,从而学以致用,培養出高效的思考模式及视角,为以后青少年的美好未来打下坚实的基础。
青少年的编程思维培养任重而道远,不过随着国家投入的不断加大,编程教育的不断深入和国民整体素质的不断提高,编程思维对于青少年的更高质量发展起着更加重要的作用,尤其是人工智能时代的到来,编程思维是当今优秀高素质人才必备的思维能力,无论老师还是家长,都应该重视青少年编程思维能力的培养。
愿所有孩子,都从小培养出发现问题、解决问题的编程能力和独立思考的编程思维,以便将来更快适应和迎接新时代的变化和挑战。
参考文献
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