儿童编程启蒙的正确打开方式
娅薇.汇教育学院根据时代的科技发展趋势,近期推出了《从大数据到人工智能》的前沿科技入门课,现已完成首期课程开班。该班学生年龄跨度为8至11岁,该课程包含Excel数据分析和Python初级编程,总体教学结果达到预期目标,孩子们能够理解相关科技概念和完成实操练习,并在课堂中能够将一些小说和影视中的科幻角色与现实科技概念进行联系和比较,更好地促进了孩子们自身对大数据与人工智能概念的理解和热情,这一点是超出预期的。我也在自我学习和教课的过程中,慢慢地梳理了一些大家共同关注的内容,以供大家参考。
1. 什么是编程?
2. 儿童为什么要学习编程?
3. 儿童如何学习编程?
什么是编程
我跟孩子们是这样解释,三句话:
1. 编程就是编写程序;
2. 为什么要编写程序?因为程序对计算机来说就是人发出指令让计算机去干活;
3. 干什么样的活?干一些人做起来很吃力很困难的活,比如:从1加到300 ,从1万个名单中找出某个人的电话号码,对应不同的工资金额和相应税率计算10万个人的工资税额。这些工作用计算机来做就是一秒钟的事情,但是人来做可能需要几天才能完成。
现场我们就用Python自定义了一个函数,编写了6行代码,孩子可以输入任何一个整数,计算机就立即输出从1到该数据的求和。这就是编程的过程和程序的力量,孩子们立即兴趣盎然,感受到了计算机的强大,更感受到了自己的力量。
实践出真知!通过实际操作让孩子们理解了什么是编程,知道了如何运行程序,知道了如何让计算机为自己干活。虽然他们只是8至11岁的孩子,用自己幼嫩的小指头一个一个字母敲出了科技的力量,更明白了人可以驾驭科技来增强自己的力量。这是不是孩子玩乐的一小步,思维认识的一大步呢?
儿童为什么要学习编程?
在说儿童为什么要学习编程之前我时常想为什么要让孩子学习这个更底层的问题?不然上面的答案就是空中楼阁,为求职生存而学习?为爹妈的命令而学习?为兴趣爱好而学习?……,不然孩子问我时我无从回答,尽管我有时也告诉孩子“弟子不必不如师,师不必贤于弟子”,但这不能是推托回答孩子问题的借口,这个问题最终会落到人的生存和生命的终极哲学问题。
这里我推荐龙应台写给儿子安德烈的一段话:“孩子,我要求你读书用功,不是因为我要你跟别人比成绩,而是因为,我希望你将来会拥有选择的权利,选择有意义、有时间的工作,而不是被迫谋生。当你的工作在你心中有意义,你就有成就感。当你的工作给你时间,不剥夺你的生活,你就有尊严。成就感和尊严,给你快乐。”
这段话深刻推理出了学习的意义、生命的意义和价值。这也是我给孩子们的一个观念:“学习可以去成就生命价值,在唯一的时间做唯一的选择,唯一的行动造就唯一的未来,因此选择当下就是选择未来。如果说历史是未来史,那么当下更是未来史。”这段理论之后我给沉迷玩游戏的孩子来了一个假设:如果现在选择玩游戏,10年后可能你的同学在哈佛创造世界的未来,你却在村头网吧吃着泡面打着游戏。20年后你的同学找到了生命的价值和幸福,你却还在村头网吧吃着泡面打着游戏。该如何选择你们自己决定?孩子们当即给了我很积极正能量的答案。我深感欣慰!嘿嘿……
回到儿童为什么要学习编程这个问题,解决了底层的问题,上面的问题就一蹴而就了。三点:
1. 数据与人工智能,至少是未来十年的主流科技,算法和编程是其主要实现方法。无视它的存在已不可能,那就让我们来了解它、学习它并驾驭它;
2. 广泛的兴趣爱好是健全人格的基础。学习编程知识只是给孩子在科技变革时代开启一扇未来之门,培养对当前前沿科技的兴趣和爱好;
3. 让孩子学习从具体形象思维过渡到抽象逻辑思维。类似人类的语言沟通行为,编程就是人与计算机沟通的过程,用严谨逻辑、清晰表达和抽象思维来与计算机对话。
可能上面三点有点高大上,那么咱们来点低矮俗接地气的理由,又三点:
1. 从应试教育来说:浙江2018年高考,语数外三科必考,另外3门选考将采取“7选3”模式,从思想政治、历史、地理、物理、化学、生物、信息技术(含编程)7门学科中根据自己的特长选考3门。想报考信息、电子、计算机、自动化等热门技术类专业,全部要求信息技术科目的成绩。浙江省的这一举措仅仅是个开始,我相信今后越来越多的省份,将会把信息技术纳入高考科目;
2. 从素质教育来说:信息技术学科的实践性非常强,对思维能力和动手能力要求较高,知识结构跨度也很大:包括英语、数学、电子、逻辑和数理统计等,非常考验学生的综合能力。这些学科的学习不可能完全依靠学校,培养学生的自主学习能力和自我规划能力也成为必然。
3. 从孩子未来就业和相关产业规模来说:2017年中国国务院发布《新一代人工智能发展规划》,人工智能上升为国家发展战略。规划明确提出:在2030年,人工智能理论、技术与应用总体达到世界领先水平,成为世界主要人工智能创新中心。届时全球人工智能核心市场将突破1万亿,相关产业规模超过10万亿。未来20年,孩子最大的机会在哪里?你知道的。
儿童如何学习编程?
前面回答了儿童为什么要学习编程问题,是确定了方向。儿童如何学习编程?则属于路线问题,是朝既定的方向该怎么走的问题?
如果行动方向和努力过程都对了,结果一定不会差太远,最后就是看能走多远、产生多少价值和成就的事儿了。
儿童该如何学习编程?这个问题将在如下三个方面回答:
1. 家长对孩子学习编程予以合适的期望和鼓励
父母是孩子的第一任老师,孩子教育在小学阶段家庭占比50%、学校占比40%、社会占比10%,可以说小学生开启世界的大门是由家长和老师共同打开的。孩子任何兴趣爱好的培养,必须家长有意识进行引导和影响,孩子才有注意力和兴趣点参与到后续由专业老师带领的学习环境中来。结论是:儿童学习编程,父母先行。
如果有家长说小孩学编程有什么用?编的程序和游戏又不可以卖钱?对此,我只问一句:一个刚出生的婴儿有什么用呢?我很喜欢一句鸡汤文:“当下的眼光和格局决定未来的人生走向。”共勉之。
2. 教学中对儿童编程选择合适的内容和素材
夫子倡导因材施教。根据孩子不同年龄段或相应思维能力来选择不同阶段的编程工具。通常而言我们选择的编程工具是:9岁之前选择Scratch图形编程工具,9岁之后开始使用Excel工具来进行数据处理,或者选用Python语言通过编程来绘制图形和制作简单的游戏。
课程中练习的数据和案例都会考虑到孩子的相关性,让孩子感觉到学习的内容可以立即应用在自己的学习和生活中。如制定日程时间安排、统计考试成绩、制作价格分析模型和通过编程来控制图形的绘制。
分别说明一下我们选择的编程工具:
Scratch图形编程工具:由麻省理工学院(MIT)设计开发的少儿编程工具。其特点是使用者可以不认识英文单词,也可以不会使用键盘。构成程序的命令和参数通过积木形状的模块来实现。用鼠标拖动模块到程序编辑栏就可以了。可以创作故事、动画和游戏等;
Excel:微软开发的Office组件,数据分析利器,非常普遍的办公室通用软件;
Python:简单易学,对于小孩子来说简单易上手的特点非常重要。同时该编程工具功能强大,理论上几乎可以做所有层面的开发。微软和谷歌做人工智能开发的首选编程工具。
3. 教学中对儿童编程采用合适的教学方法来引导编程是一门科学技术,就得用科学、逻辑和严谨的思维方式来引导孩子参与科学学习。学习的内容可以由浅入深,但科学的思想和精神不能含糊不清、甚至似是而非。老师作为孩子学习的教授者和引导者,其科学观、方法论和科学态度对于孩子而言就是启蒙思想,好的影响和教导则是一生受益,反之则是深坑或者噩梦。幸福都是相似的,不幸却是各不相同,如果引导偏差,可能孩子会畏惧学习新知识、对学习厌烦和恐惧,负面情绪找不到方向和出口,人生进入弯路和深坑。
虽然对于不同年龄的孩子采用不同的编程工具来学习,但如Python这类面向对象的编程理论他们学习还是有难度,而且孩子的学习定力不足,过于枯燥的编程语言他们难以独立看懂。此时,合适的教学内容和教学引导就起到了关键作用。
我们的做法是:从选择合适内容(难度恰当+有趣好玩)开始,高处着眼与低处着手结合(先完善树干整体框架的理解再到逐步丰富枝叶的知识点,具体做法是:一开始就直接上精选的程序代码进行讲解,再逢山过山逢水过水涉及具体知识点),鼓励提问探索加积极肯定,让孩子学得明白且觉得好玩,逐步产生成就感和兴趣。同时引导孩子对编程学习有不畏前沿科技的态度,直至外延到对人生有积极向上的精神。这就是我们教导孩子学习编程的方法论。
回想自己,二十年前大学期间的好多专业课程的知识点要么陈旧无用,要么都遗忘干净了,落到最后不都是一种思想和精神吗?现在引导孩子学习的任何科技知识,二十年后还指望他们还能派得上用场吗?能用上的只能是一种交汇融合的产物:外化为未来发展趋势和科技走向,内化为哲学思想和人文精神。这不是所有学科的本质和终极吗?
未来已来!曾经科幻的机器人、无人驾驶、无人商店和阿尔法狗都成真的了!
也不管我们喜不喜欢、高不高兴?人工智能正以无法阻挡之势席卷而来。专家预测未来十年人工智能将在越来越多的领域超越并取代人类!面对科幻成为现实的浪潮,我们准备好了吗?
如果想明白了,那就赶紧的,还磨蹭什么呢?
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