人工智能时代编程思维的重要性

来源:用户上传      作者:

　　我们已经进入到人工智能+的时代，如：图像识别、指纹识别、机器人技术等，而所有的这一切都离不开编程。在众多发达国家，编程教育早就开始进入校园了。2017年，国务院印发《新一代人工智能发展规划》，将少儿编程教育提升为国家战略。让孩子学习编程，是对孩子未来的一个布局。规划明确提出：“在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育。”那么，程序设计究竟能为孩子的思维能力发展带来什么样的影响？笔者通过自己近年来的编程学习经历来谈谈个人体会。
　　一、 培养学习积极性和创造性
　　我们平时的教学中，往往注重理论教学，会使学生觉得概念抽象，又没有规律可循，影响学习的兴趣。而编程的过程是一个实践的过程，只有亲自动手编写代码、调试、运行，才能真正掌握和理解所学的知识，很容易激发学生学习的好奇心。如在讲解条件分支语句时，通过警察断案的例子：四个嫌犯分别的供词“a说不是我，b说是c，c说是d，d说c在胡说”已知有三个人说了真话，一个人说了假话。根据这些信息来判断谁是凶手？同学们热情很高，纷纷举手回答，老师让同学们用python语言中的条件语句来实现。有的用了if的嵌套，有的用了多个if语句来实现。事实上只需要用一个条件语句就可以表达出谁是凶手：if（thisman！='a'）+（thisman==‘d'）+（thisman！=‘c'）+（thisman==‘c'）==1：  print（thisman，"是凶手！"）这样就可以把复杂的问题，简单的解决了，即培养了学生学习的兴趣，又拓宽学生的见识面，让学生固化的思维得以解放和活跃，对培养创新性思维十分有益。  
　　二、提升学生解决问题的能力
　　应试教育下，学习知识容易囫囵吞枣，不去思考，缺乏深入理解，但是，通过编程解决问题，恰好弥补了这样一个缺陷。编程的实质，是一个“提出问题――分析问题――设计方案（编写程序、调试程序）――解决问题”的过程，他们需要将这个问题还原在生活中，通过思考建模，并在电脑上进行测试实现。例如：新世纪五一优惠大酬宾活动，对于会员顾客，消费满1500元的，可以享受6折优惠，消费满1000元的，享受8折优惠，未满1000元的，享受9折优惠，不是会员的不打折，针对不同的消费，收银员如何快算出每人的消费额呢？ 做为一道数学题，同学们也许很容易的就能写出答案。而作为让计算机去解决的问题，则是将问题还原到生活中，去思考如何设计出一个程序，让这个程序能帮助收银员在输入金额时就自动判断顾客是否为会员，符合什么样的折扣，从而更快更好的解决问题，让收银员即便在面对巨大的顾客流时，也可以有条不紊的工作。
　　因此，每一次的编程，都是一次放手让学生自主解决问题的历练，不断地让学生思考和分析问题，制定适合的解决方案，在这种反复训练下，学生的问题解决能力会得到显著提升。   三、锻炼思维缜密性，勇于探究的精神，我们考虑问题的方式往往较为简单，在遇到一些相对复杂的问题时，第一想法往往是选择放弃，不愿多做尝试。即便有少数人尝试去解决，也常常难以考虑周全。编程学习能有效改善学生的这种状态。如在讲循环语句时，让学生设计一个求全班同学总分的程序，有的同学因为没设置改变步长的条件，结果程序进入死循环。有的同学求一个同学时正确，再求后面同学时错误，经过多次尝试后发现是因为求和变量在进入下一循环时没有初始化。这样一次次的训练，培養了学生的耐心和勇于尝试探究的精神。此外，学生在编程过程中，往往难以一次性就解决完整的问题，可能第一次编写代码实现了百分之三十的功能，那么学生就需要对当下解决方案进行“查缺补漏”，思考究竟是哪个循环里遗漏了什么或是哪个地方没有考虑到，及时补充完善，第二次可能就能实现百分之七十的功能，而后继续思考，继续完善，在一次次的尝试中寻找最合适的最优解。
　　学生若经常以这样的方式进行思考，经过一定量的刻意练习，就会形成周全考虑问题的思维习惯，同时，在面对实际问题时，也更愿意从各个角度进行探索和动手尝试。  
　　四、培养学生的抽象思维的能力
　　初中（约13-14岁）是中学阶段抽象思维的质变关键期，成熟前的思维可塑性大[1]。因此在初中阶段设置合适的课程大力发展学生的抽象思维至关重要，无疑，编程是十分适合的一门课程。 通过编程训练（需要后续数据结构、算法的学习），学生学会化抽象为具体。从抽象到具体的这样一个转变，潜移默化地培养了学生的抽象思维。
　　如著名的汉诺塔问题：汉诺塔（又称河内塔）问题是源于印度一个古老传说的益智玩具。大梵天创造世界的时候做了三根金刚石柱子，在一根柱子上从下往上按照大小顺序摞着64片黄金圆盘。大梵天命令婆罗门把圆盘从下面开始按大小顺序重新摆放在另一根柱子上。并且规定，在小圆盘上不能放大圆盘，在三根柱子之间一次只能移动一个圆盘。貌似不可能实现的问题，如果学了数据结构中的递归思想，就能很容易用抽象思维去理解。
　　编程对学生的思维发展和能力提升具备深远的意义，我注重在教学过程中对学生思维能力和动手能力的训练，思维能力的培养和提升不是一朝一夕所能实现的，如果能从编程训练入手，无疑对提高学生的创新思维大有裨益。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14878558.htm