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馬歆:編程要從娃娃抓起,邏輯思維能力貫穿一生
【編者按】
美國總統(tǒng)奧巴馬發(fā)起“編程一小時”的運(yùn)動,旨在讓全美小學(xué)生開始學(xué)習(xí)編程。編寫程序已經(jīng)差不多形同日常生活技能。但是關(guān)于低齡青少年的編程教育還在探索階段,什么時候?qū)W習(xí),怎么學(xué)習(xí),都沒有現(xiàn)成答案。奧巴馬就認(rèn)為自己兩個女兒學(xué)習(xí)得太遲,不太滿意她們編程教育。中國家長越來越重視孩子的編程教育,同樣面臨如何教育的困惑。中國微軟亞洲研究院學(xué)術(shù)合作部中國區(qū)經(jīng)理馬歆,對青少年的編程教育做了很多探索,她認(rèn)為要教小孩,家長最好先學(xué),同時要寓教于樂。

澎湃新聞:如何培養(yǎng)小朋友的邏輯思維能力?
馬歆:2006年,現(xiàn)任微軟全球資深副總裁、曾任美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系副主任的周以真教授首創(chuàng)性地提出“計算思維”的概念,她認(rèn)為“計算思維是運(yùn)用計算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計以及人類行為理解等涵蓋計算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動?!庇嬎闼季S應(yīng)該面向每一位學(xué)生。我現(xiàn)在教我的小孩子學(xué)“1、2、3”,是一個從易到難的過程。而計算機(jī)的這種邏輯思維方式到底應(yīng)該在哪一個年齡段,用什么方式教給小孩子仍是一個很好的研究和探索題目。
計算思維包含了數(shù)學(xué)性思維和工程性思維,而其最重要的思維模式就是抽象話語模式,這些都需要多年的時間積累。計算機(jī)是最近在邏輯思維培養(yǎng)方面,大家關(guān)注的熱點(diǎn)話題。當(dāng)我們跟大學(xué)老師交流,如何做大學(xué)的計算機(jī)教育時,我們得知,他們在大學(xué)里教課會教到邏輯樹等。但教授們發(fā)現(xiàn)反而小學(xué)生認(rèn)知更快,孩子們會用各種方式理解。到了大學(xué)則會用另外一種方式理解。所以計算思維應(yīng)該從小、中、大學(xué)都一直在教,并且是針對不同年齡去教學(xué)。
其實,編程需要的思維能力是把一件事情先抽象化出來,再邏輯化表達(dá)出來的能力,這是解決問題的一個緯度,也是看問題的一個視角。能找到這個問題的一個視角,再用具有這種思考問題的方式,就會找到解決問題的方法。也就可以用計算機(jī)工具來解決問題。澳大利亞教小孩子一些很小的計算機(jī)基礎(chǔ)知識點(diǎn),他們叫“任務(wù)分配原則”,是讓小孩子設(shè)計做飯,30分鐘內(nèi)做好飯。但是煮粥要10分鐘,炒菜要5分鐘,切菜幾分鐘,如果這些活一個個分開做,可能會超過100分鐘,這就要考慮如何排序,可以在30分鐘內(nèi)完成這些事,學(xué)生在日常生活,過家家就把這些問題解決了,具備了這種思維方式,小孩子下次遇到另外一個問題也會想到時間分配,或任務(wù)規(guī)劃。他們的小學(xué)考試會考這種思維能力,把計算機(jī)基礎(chǔ)的知識點(diǎn)映射到生活中,先抽象化,然后再邏輯化。這其實在計算機(jī)里就是時間分配的問題。在生活中,要學(xué)會掌握合理安排流程的能力,一步一步優(yōu)化,學(xué)生需要這種設(shè)計和解決問題的能力,所以要在生活中刻意去訓(xùn)練。
澎湃新聞:什么樣的教育機(jī)構(gòu)提供幼兒編程訓(xùn)練?
馬歆:在中國越來越多的老師開始關(guān)注幼兒的計算機(jī)教育,我認(rèn)識一些大學(xué)老師,教計算機(jī)基礎(chǔ)知識,他們認(rèn)為,人們從小就學(xué)習(xí)語言、數(shù)學(xué),為什么不從小就學(xué)習(xí)計算機(jī)的基礎(chǔ)知識,這其實就是計算思維能力。他們從大學(xué)往回推,希望做一個銜接,以小學(xué)生、中學(xué)生的知識點(diǎn)為基礎(chǔ),尋求合適的方式去學(xué)習(xí)編程。就如同我們在小學(xué)學(xué)習(xí)如何認(rèn)字、背詩一樣,直到具備某些能力。所以微軟跟大學(xué)老師一起在高中做這種試點(diǎn),也向教育部領(lǐng)導(dǎo)匯報了這個想法,教育部對此很支持。
同樣的,最近奧巴馬投了40億美金,要讓每個美國孩子在小學(xué)具備最簡單的編程能力。最后不管從事什么職業(yè),這個思維能力是貫穿一生的。
計算機(jī)編程沒有想的那么難,它還是思維能力的反映,就像寫文章,有主語、謂語、賓語,只要記住標(biāo)準(zhǔn)的語言格式,把它輸進(jìn)去,或者調(diào)模塊就能實現(xiàn)。現(xiàn)在很多程序工具做得很好,你只需要寫幾行代碼,其他代碼都自動生成,非常簡單。
澎湃新聞:具體有什么樣的教育方法?
馬歆:例如微軟公司攜手Code.org 共同發(fā)布的針對學(xué)生和教育工作者的《我的世界(Minecraft)》編程教程。它是通過一種游戲的形式,在游戲世界中讓學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)編程知識,非常有意思。它被美國老師認(rèn)為是讓學(xué)生學(xué)習(xí)編程的最具創(chuàng)新性的方式,是很好的課件。此外,我們還與一些合作伙伴共同設(shè)計了一款可以塞進(jìn)口袋的迷你計算機(jī),叫Micro:Bit。Micro: bit包含25個紅色LED燈,可用于點(diǎn)亮顯示信息,或用于打造游戲;其他配置還包括了2個可編程按鈕、1個加速計、內(nèi)建的電子羅盤、藍(lán)牙、5個I/O擴(kuò)展環(huán)用于和其他外設(shè)、傳感器連接到一起。通過簡單的編程,小孩子可以控制設(shè)備并開發(fā)通過編程控制硬件的樂趣。從而使小孩子覺得編程的門檻并不高,可以一邊玩一邊學(xué)。
我們請老師們把這個過程寫成教材,老師們還自發(fā)做了一些培訓(xùn),希望能夠在幼兒園、小學(xué)的課程中學(xué)習(xí)到,而微軟更多的是做平臺技術(shù)支持。這些教材在網(wǎng)上都有,那個可編程的小設(shè)備非常便宜,可以自己買幾個,家長先學(xué)會了,再教小朋友,很簡單。微軟公司一直致力于計算機(jī)科學(xué)的發(fā)展和推廣,希望通過這些教程和設(shè)備向更多青少年介紹計算機(jī)科學(xué),培養(yǎng)他們對計算機(jī)語言最初的興趣。在每年公司組織的志愿者活動中,我們會主動邀請小學(xué)生、打工子弟來到微軟來學(xué)習(xí),帶他們領(lǐng)略編程的樂趣。也許將來我們也可以去到社區(qū)做志愿者,先教家長,或者家長跟小孩一起教,這樣家長就會變成老師教自己的孩子。上次微軟附近幾個小學(xué)大概100多個小學(xué)生來學(xué)習(xí),我們的員工先跟家長講完,然后教這些小孩子,我們每個員工都可以做成這樣的志愿者,因為我們自己也是受益者。
澎湃新聞:編程大賽和奧數(shù)有什么區(qū)別,學(xué)習(xí)編程會具備什么能力?
馬歆:即便將來不做職業(yè)程序員,但有了這個思維能力,就知道怎么把問題抽象化,再把它邏輯化表達(dá)出來,找一個工程師把自己的想法講出來,讓他幫你實現(xiàn)。如果沒有這個思維,可能連問題都描述不清楚。在本屆微軟編程之美挑戰(zhàn)賽中的編程創(chuàng)意比賽里,吸引了很多非計算機(jī)專業(yè)的學(xué)生來參加,但其中有些同學(xué)不能很好的描述自己的創(chuàng)意想法,不知道如何把問題抽象出來。后來我們一步一步引導(dǎo),幫他抽象化出來,然后再邏輯化表達(dá)出來。
微軟“編程之美”挑戰(zhàn)賽,不太像傳統(tǒng)的比賽方式。在初賽,采用微軟研究院研發(fā)的Code Hunt平臺,從逆向思維的角度考察選手的編程、算法、邏輯思維能力。不要把編程想得太難,因為每個學(xué)生以后的職業(yè)發(fā)展和個人興趣都不一樣,所以我覺得通過學(xué)習(xí)簡單的編程掌握計算思維能力可以幫助我們未來的學(xué)習(xí)、工作和生活。
如果未來的計算、存儲都是免費(fèi)的,讓我們想象未來的教育可能是什么樣子。前一段時間斯坦福大學(xué)公布了2025年的教學(xué)規(guī)劃和教學(xué)改革,他們計劃以學(xué)生能力驅(qū)動取代知識點(diǎn)驅(qū)動——學(xué)生能力養(yǎng)成需要什么,才相應(yīng)地開這些課程,不是要教什么知識才開這個課程。所以十年以后學(xué)校的上課方式等各方面變化會很大。
澎湃新聞:女孩學(xué)習(xí)編程的競爭力如何?
馬歆:從企業(yè)角度我們非常需要更多的女性從事軟件開發(fā)和研究,從事設(shè)計體驗的創(chuàng)新、商業(yè)模式的創(chuàng)新。因為男性跟女性的視角完全不一樣,加入女性對產(chǎn)品的理解很重要,男性設(shè)計的東西女生不一定喜歡用。所以女孩子不要怕編程。會編程的女性非常珍貴,國內(nèi)外企業(yè)都在加強(qiáng)從青少年培養(yǎng)女性對計算機(jī)的喜愛。分享一個真實的例子,美國一所知名的高校有段時間計算機(jī)學(xué)院女生的比例非常低,后來老師覺得一個學(xué)校不能沒有女性,所以在入學(xué)考試時降低了編程考試的比重,這樣有一部分女生就進(jìn)來了。進(jìn)來以后老師發(fā)現(xiàn)這些女生的編程水平的確較男生有很大的差距,他們手把手地教這些女生的編程能力與技巧,4年之后很多女生在計算機(jī)領(lǐng)域比男生表現(xiàn)的還優(yōu)秀。高校老師發(fā)現(xiàn)吸引、鼓勵和培養(yǎng)女性從事計算機(jī)相關(guān)工作,同樣可以取得優(yōu)秀的成績、甚至可以更出色。





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