如何通过少儿编程教育培养孩子的四大科学思维?

发布日期:2021-01-20   发布者:bellai   浏览量:143

1972年图灵奖获得主艾兹格·迪杰斯特拉曾经说过:“我们所使用的工具影响着我们的思维方式和思维习惯,也深刻影响着我们的思维能力。”

4次工业革命的核心工具,先后塑造了4种强大的新思维。

第一次和第二次工业革命迎来了“大机器时代”,人们开始重视“工程思维”,并进一步衍生了设计思维;第三次工业革命计算机程序深刻改变了世界的面貌,塑造了“计算思维”;现在我们正处于第四次工业革命之中,“相关思维”和人工智能技术则能帮助我们在大数据时代更加清晰地认知世界。

贝尔科教集团创始人王作冰在全新著作《培养未来创造家》一书中说到,少儿编程教育可助力孩子工程思维、设计思维、计算思维、相关思维四大科学思维的养成。

那么孩子们在学习编程的过程中,如何才能高效获取上述四种科学思维呢?今天小贝老师就带大家一起来揭晓这个答案。

 

一、工程思维

很多家长在孩子幼儿阶段就开始尝试培养孩子的工程思维,这是因为孩子一旦具备工程思维,他们做任何事情将不再满足于简单完成的标准,而是会开动脑筋、尽全力把事情做好,细致而全面地思考、处理问题。

编程教育就是一种典型的训练工程思维的方式。

举个简单的例子,在贝尔机器人编程中心《巡线小车》课程中,孩子们会用颜色传感器测试反射光的强度,学习切换嵌套知识,最终通过编写程序让小车实现巡线功能。

但是在实际操作中,孩子会遇到诸多小问题。例如有些小朋友的小车在巡线过程中颜色传感器检测不灵敏,偶尔会出现失控的状况;同样是跑一圈,有的小车20秒就可以快速跑完,而有些小车却需要35秒,速度差距也会让孩子们一起去思考如何提升小车的巡线效率。

在工程实践过程中,孩子们通过体验、想象、反思、训练等一系列活动持续提出优化方案,并且更加关注编程功能实现的行动逻辑,进而不断改进流程、调整程序的合理性。

 

二、设计思维

编程过程不仅需要数学思维,设计思维同样必不可少,因为我们构建的是能够与现实世界互动的系统。就像人们评价一个程序是否好用,不会只关注准确性和效率这种可量化的数据指标,美学、人性化设计等因素同样也在考量范畴。

小贝老师经常会被孩子们的编程作品深深打动,因为在能力之外,孩子们更向我们展示了创意构思、同理心与爱。

在不久前举行的第四届全国中小学生创·造大赛中,祝乙可和刘珈汐两位贝尔学员设计的《蒙古象棋》作品令人印象深刻。为了最大程度提升用户体验,两位小选手特别制作了软件版说明程序。

 说明程序页面展示

点击棋盘,各种兵种介绍和对战规则一目了然,利用编程知识进行个性化程序设计,孩子们不仅将蒙古象棋的趣味玩法传递给了更多人,还在科普的过程中促进了中国传统文化的保护和传承。

不得不说,编程教育是提升孩子设计思维的天然介质。

 

三、计算思维

一直以来不少家长都对计算思维存在认知偏差,认为计算思维只有在孩子进行数学计算或者编写计算机程序的时候才能派上用场。事实上,计算思维是一种通用技能,更是孩子们认知与思考未来世界的常态思维方式。

在培养孩子计算思维方面,贝尔机器人编程中心主张用可视化的编程语言Scratch代替以复杂代码为载体的程序结构,让孩子们通过可视化的创意表达,不断提升计算思维。

学习Scratch图形化编程语言的过程中,孩子们可通过应用流程图、梳理代码逻辑等,快速编写互动故事、小游戏、电子贺卡、动画剧集等程序作品。

在进行多元化编程创作的过程中,孩子们可以循序渐进地掌握条件、循环、事件等核心编程概念,并且深入体会编程在解决复杂问题中发挥的关键作用,养成使用计算思维解决实际问题的习惯,最终完成对复杂任务进行多层次分解、模式识别、抽象化和完成初步的算法设计。

 

四、相关思维

伴随着互联网的不断扩张,万物互联的世界已初步形成,我们今天生活的世界不仅相互联结,更相互依存、相互融合。

相关思维和人工智能技术能通过大数据发现更多人、事、物之间的联系,帮助我们更加清晰地认知世界。

对孩子们来说,新手友好型编程语言Python是他们实现算法非常有效的编程语言选择。国家在中小学阶段大力普及Python编程,并将Python编程纳入应试教育体系恰巧印证了学习Python00后、10后未来一代的重要性。

通过学习Python,孩子们能够在真实复杂的场景中,抽象出核心问题,并进行解构建模,灵活运用Python工具体验和观察未来前沿技术的应用,为AI时代学习和生活打好基础,从而促进相关思维的养成。

充满未知与无限可能的未来总是留给有准备的人,培养四大科学思维则是孩子们向未来出发迈出的第一步。