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Ai编程

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为什么有“编程思维”和“数学思维”的人更优秀?

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  • TA的每日心情
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    2020-3-7 12:07
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    发表于 2020-8-22 10:03:51 | 显示全部楼层 |阅读模式
    “应该让孩子们从小就学习编程,这与学习语言一样重要,它能培养孩子们的创新性新方法,学习解决问题的技能。”
    ——微软创始人比尔盖茨
    学数学到底学什么?如果只是为了刷题和考试,那就大错特错了。学习数学目的是为了让孩子掌握数学的思想方法和精神实质,并以此去解决实际问题。
    常言道:“学好数理化,走遍天下都不怕”。这句话背后的含义是:学好数理化→培养系统的解决问题的能力→容易找工作。数学强调的是逻辑思维,过程更严谨。
    而单纯地培养孩子的“数学思维”已不足以增加孩子的竞争优势了。现在国内外的精英教育强调更多的是“编程思维”。因为提前让孩子掌握“编程思维”是应对AI时代竞争的最好方法。


    就当前我们所处的大环境来说,整个社会已经进入了人工智能时代。人工智能时代是以计算机为基础的时代,它的核心是编程思维。很多人以为以后不从事编程工作就不需要学习编程了,那你就错了,编程思维是锻炼孩子的计算能力、解决问题能力、观察能力、空间想象能力、逻辑推理能力、动手操作和表达能力的关键。

    那“编程思维”到底是什么呢?
    对我们有什么帮助?往下看
    什么是编程思维?

    所谓“编程思维(computational thinking)”就是“理解问题——找出路径”的思维过程,它由四个步骤组成:
    1、分解(decomposition),把一个复杂的大问题,拆解成更可执行、更好理解的小步骤。
    2、模式识别(pattern recognition),根据经验找出相似模式,高效解决细分问题。
    举个例子:假如你需要画100只猫,你会怎么办?正确的方法是找出猫的“模式”,即猫的躯干、四肢、毛发等基本元素,再不断改变局部特征就可以了。现在流行的机器学习中普遍用到这种思维。
    3、抽象(abstraction),聚焦最重要的信息,忽视无用细节。
    简单说就是找到问题的本质,过滤掉其他无关紧要的因素。
    接着画猫的例子,我们了解了猫的特征,就可以根据这些抽象的特点,形成关于猫的整体设想,画出躯干和四肢,做出一个模型。
    4、算法(algorithms),设计一步一步的解决路径,解决整个问题。
    通过这四个步骤,一个复杂的问题先被拆解成一系列小问题→每一个小问题被单独检视、思考,寻找解决方案→聚焦几个重要节点,忽视小细节,形成解决思路→设计步骤执行→问题解决。
    所以,所谓“编程思维”并不是编写程序的技巧,而是一种高效解决任何问题的思维方式。
    编程思维的好处
    编程思维能培养孩子五个方面的能力:策划构思能力、逻辑分析能力、模式识别能力、问题分解能力、测试纠错能力。
    以写作文为例:
    想把作文写得又快又好→先解题,拆分出可能的层次内容→调用大脑存储的相关信息——例子、格言,类似的文章→列出提纲,理清思路→动笔写。
    可以这么说,无论你的目标是什么,运用“编程思维”都能让你更高效地解决问题,逐渐拉开和别人的差距,成为人生赢家。所以现在不在是只学数学的时代了,更重要的是我们要将数学能力与编程思维结合起来学习,让孩子变得更强大。
    在国家教育层面,我国教育部会在中小学阶段逐步推广编程教育。美国政府将投入40亿美元为K12阶段的学生提供完整的电脑科学教育。

    奥巴马和孩子们一起学习编程



    掌握编程思维,最直接的表现就是,大大提高解决问题的效率,能够理性分析利弊,不会被艰巨的困难吓倒,因为他们清楚:问题是可以解决的!
    正确认知编程有助于培养编程思维
    在培养编程思维方面,中外教育行业从业者和科研人员都做过无数科学研究和实证研究,他们发现一条颠簸不破的真理:“培养编程思维最有效的方法就是要对编程有正确的认知。”
    也就是说,孩子只有经过大量的阅读、练习、再到不断的深入阅读,再加上大量的练习,这样不断的实践才能让孩子更自信、大胆地进行编程实验。伴随着人工智能时代的来临,人与计算机协作的更加紧密,给机器下发指令的编程将成为每个人的必备技能与思维方式,所有人在未来的工作中虽然不一定是成为软件工程师,但都必须对编程和计算思维有认知。
    由此可见,只培养数学能力会导致孩子被未来社会给淘汰掉。所以在AI时代最正确的做法就是——学编程,准确地说是学习“编程思维”。数学好的人学编程会更加容易,因为编程所需要的很多能力和数学是相通的,比如逻辑完备性、模式识别等。
    编程思维和数学有啥关系
    编程和数学是相辅相成的一对好兄弟,你中有我,我中有你。

    1. 编程所需要的很多能力和数学是相通的。比如逻辑思维、模式识别等。再往深里说,编程的核心是算法,而算法的核心也是数学。现在的机器学习会大量的用到算法,其本质还是数学模型计算问题。
    2. 编程能够帮助孩子更好地理解数学抽象概念。对于许多中小学生来说,数学概念太抽象。孩子们可以通过编程,将抽象的数学概念转化为看得见的、会动的图像。
    例如数学中最常用的函数,书本上的概念理解起来很抽象,如果通过编程,我们就可以在计算机上展示出来。
    Sin和Cos在三角形上的运用:
    神奇的数学之心:
    3. 编程能够强化孩子的数学能力。如果孩子想用代码建造飞机,那就要用到各种各样的数学知识,并且还要调用抽象思维的能力。

    在九边形AI少儿编程中心看来,数学的学习是学生时代必不可少的事情,但如今学习编程也慢慢的变成不可忽视的事情。两者结合之下,孩子能够对数学模型有自己的深层次理解。数学思维和编程思维的一致性也让小孩儿在学习编程的时候,提升了对数学整体结构的认识,有助于个人能力提高,思考方式提升。所以青儿年接受编程教育是一件愈早愈好的事情。








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