如何让孩子提高计算能力(什么是计算思维)
如何让孩子提高计算能力(什么是计算思维)计算思维是一种使用工具高效解决问题的思路方法,它不是知识和工具本身。可能听起来很高深晦涩,但其实我们在工作学习生活上处处都在用到它。所以,我们强调去用一种高效的思维方式去解决问题。计算思维就是这样一种高效的思维方式,并且孩童时代是培养这种思维的最好时期。
有些孩子在学校的时候名列前茅,考试出色,是别人眼中的学霸,但是毕业之后进入社会却反而没有在学校优秀,这是为什么呢?
学校内外其实有很大的差异,学校里我们有老师引导,统一问题,只有一种答案。但是出了学校,每个人、每个问题都是不一样的,可能大多数的情况是一个问题有多种的解决办法,这就要求我们寻求更高效更先进的方法。
所以,我们强调去用一种高效的思维方式去解决问题。计算思维就是这样一种高效的思维方式,并且孩童时代是培养这种思维的最好时期。
计算思维是一种使用工具高效解决问题的思路方法,它不是知识和工具本身。可能听起来很高深晦涩,但其实我们在工作学习生活上处处都在用到它。
举个简单例子:比如今天有客人要来家里吃饭,你要做哪些准备?
首先我们要思考今天要做什么菜、什么饭、煮什么汤,确定好之后我们就要确定采购的原料,采购完之后,就要分配原料,每一种菜大概都有一种模式,炒菜就是和原料一起炒,很快就能完成,而炖菜则需要一定的水,花费一定的时间去做。想好之后就要考虑做菜具体步骤:大概要怎么做,口味是什么样的,需要用到多少量的调料.......最后这些都会落实在我们用的材料、工具等等。
这其实就是一个完整的利用计算思维思考问题的一种案例。我们其实每天都在用它来解决我们生活上遇到的问题。
计算思维一般分为四个步骤:分解、模式识别、抽象化和算法。上述所说的例子其实就基本用到了这四个步骤。
但在这之前,我们要先经历的一个过程:认清问题。
在孩子学习过程中,我们会遇到这样的问题:孩子做了很长时间的题,一直做不出来,最后发现是看错了题,或者漏掉了题中的条件、自己创造出一些条件......这就是没有认清问题的结果。如果一开始不认清问题,那么问题很难被解决掉,还做了一些无用功。
在这里我们举一个现实的例子:飞机的发明。从人类有思考会观察开始,人类一直都梦想着飞上天。而有2000多年的时间里,人类一直是探索人类像鸟一样飞的方式,但这其实是一种歧途,人和鸟的生理构造不一样,我们不可能会像鸟一样飞起来。但飞行的本质就是能够上天、能够前进、可以控制,只要满足这三个条件就可以,而像鸟一样飞并不是我们的必要条件。
分解
在认清问题之后,就要把问题分解。分解就是把大问题拆解成小问题,把复杂问题拆解成简单问题,把新问题拆分成若干老问题。目的就是为了我们在解决问题的时候更容易去处理。
比如还是上边飞机发明的例子,对于飞机的发明的问题主要可以分解成3个:
1. 飞机可以在空中持续停留。对此研究出空气动力学、流体力学等理论,对飞行器所需要的升力有很大的影响。
2. 在空中可以前进。尼古拉斯·奥托发明的内燃机使得飞机有了持续的动力。
3. 控制飞机飞行。莱特兄弟在前有的基础上,发明了控制杆控制飞机的飞行,之后做了大量的风洞试验,最后发明了飞机。
模式识别
模式识别简单来说就是找到事物规律然后不断复制重复执行。例如我们都知道英语当中,动词的进行时态是在单词后加ing就可以,有一些特殊的单词,是去e加ing,或者ie变y加ing,这就是英语单词一个时态的规律。这其实就是一个模式识别的过程。
如果我们能够掌握这种规律,那我们学习英语的过程中就会轻松很多,效率也会提高很多。
抽象化
在这里我先把这两个放在一起讲。抽象化:抓住主要的、本质的东西、忽略其他的,去繁求简。如何抽象,忽略哪些信息,保留哪些信息这些是根据问题决定的。例如运动物体中相遇问题和火车过桥问题就是两种抽象化的方式。
相遇问题一般把运动的物体或者人都抽象化成一个点,点在线上移动,然后再去解决问题。但对于火车过桥问题,就要考虑火车的长度,就不能抽象为一个点,而是抽象成一条线。
算法
任何解决问题的步骤计划都可以称之为算法。它极大地决定这解决问题的效率。比如折纸飞机的步骤也是一个算法,上学过程中的路线也是一个算法。
评价算法的纬度有很多,比如有时间、金钱、人力。在解决一个问题的时候,如果我们能够学会优化算法,那我们解决问题的效率就会高很多。
计算思维不是一门学科,而是一种解决问题的方法,这种思维是将问题分解,并且利用所掌握的计算知识找出解决问题的办法。无论你进行科学探索,还是从事文学艺术创作,计算思维都能助你一臂之力。
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