如何判断孩子要不要学习编程？

各位校友，各位家长，大家好，我是北京5期5班的陈寅。今天主要跟大家聊聊关于编程那点事，如何判断孩子要不要学习编程。

首先要特别感谢王婧老师，组织了这样一个平台，方便校友们交流；其次，还是要感谢王婧老师，因为在这个群里，可能我和绝大多数校友有所不同，我是新晋宝爸，宝宝是今年7月底才出生的，之前是偷偷的溜进来的。也因此，原定于7月份的分享拖到8月份，然后又从8月份拖到了9月份，给王老师增添了不少麻烦，感谢感谢。

我目前就职于一家编程教育的创业公司，主要工作包含两个方面，课程研发以及教师培训。可以说，我天天研究的就是少儿编程“教什么”和“怎么教”这两个问题。而我硕士、博士的专业，恰恰就是关于算法的底层学科--离散数学，天天研究的就是如何设计一个算法，以及如何证明它的正确性。可以说，我不仅知道一个算法如何实现，更懂得它是如何一步一步设计出来的。

也正是因为了解到编程所能承载的巨大教育价值，所以毕业后毅然投身于基础教育之中。去年，也非常有幸能够加入到教育部“中小学人工智能教育项目”中，承担部分教材的编写工作。

“少儿编程“在这两年还挺火的。不过呢，这里面也存在着不少误解。比如，有的人会说，”编程那么困难，我当年都是大学才学的，现在的学生能学会嘛”；也有的人会说，“我们家孩子以后反正又不会从事计算机互联网相关工作，学编程干啥呀”；还有一种声音很有趣，上来就说“编程好，必须得学，我听人家说这是孩子在智能时代生存的关键，得趁早”。

你看，不同的声音其实还蛮多的。呢我就先说说我的想法，完了咱们再慢慢拆解。

先说答案，我认为少儿编程教育学的到底是什么，学的是“学习如何学习”这件事，关于学习本身这件事。换句话说，如何判断孩子是否要学编程的标准就是，孩子本身是不是会“学习”？可能您听到这里，会觉得很奇怪，啥叫会不会学习？这每个孩子，每个人不都会学习吗？还真不一定，拿我自己举例，我英语成绩一直不好，在很长的一段时间里面，我就认为，想要学好英语，就是抱着红宝书开始从A到Z背单词。你看，我就是天真的认为，学习英语等同于背单词，学习英语一定要从背单词开始……这些其实都是关于英语学习本身的一些错误认识。

那在这里也稍微做一个说明，关于学习这件事确实有点大，涉及到脑科学、认知科学等等学科，况且咱们的目的也并不是说学习，还是要回到编程这个主题上来。因此，由于时间关系，我们这次只选择一个侧面去说，只选择一个基本框架去说。

这个基本框架是什么呢？
其实，就是 “系统 = 输入 + 黑盒子 + 输出” 这样一个简单的公式。
你可千万别小看这个框架，虽然描述起来很简单，但是适用性可不是一般的广。不论是机械论，还是演化论，都能用它进行描述与表达。

你比如说，遥控器，当我们按下某一按键的时候，就相当于给系统一个输入，然后这个系统经过内部复杂的，也许我们可以理解也许我们不能理解的处理过程，反馈给我们一个输出，比如执行换台、或者调解音量的操作。再比如，电梯，我们未必真的了解电梯的运行逻辑和实现原理，但是我们都知道，当按下8这个数字的时候，电梯一定会把我们送至8层。你看，这也是输入+黑盒子+输出。

再来，人类自身也是这样的一个系统，大脑就相当于系统的黑盒子，它的运行原理至今我们尚未完全了解，但是我们却总是可以根据系统的输入，比如看到的文字，听到的，感受到的，品尝到的，来做出相应的行为，也就是输出。

那这个“输入、输出”的模型，跟编程、跟学习又有什么关系呢？别着急，这就来。
我自己有一个观点，就是“学习”、“研究”、“解决问题”，这三者在相当大的程度上，其实是一回事。你看，学习，是不是明确告诉你，如果你如何如何，结果会怎样怎样，其实啊，大体上来说，就是给系统一个输入，然后告诉你系统的输出是什么，并且不断加强输入与输出之间的这种联系，不论是理论类型的知识还是实践类型的知识，都是如此。
然而，到了解决问题到了应用的时候，往往就反过来，都是先描述一个预期，相当于先确定了输出，然后问你，想要这个输出，应该给系统什么样的输入呢?

你看，是不是很像，虽然它们的过程方向并不一样。
好，到这里，我们收一下，回到今天的话题。之前说判断孩子要不要学习编程的标准，还记得吗，关于学习本身这件事，孩子是否掌握。在这个“输入、输出”的框架下，其实就可以这样翻译，1、在学习上，孩子是被动等待反馈，还是善于主动利用反馈；2、孩子是仅仅会主动利用反馈，还是能够有主观意识的制造反馈；
其实不难发现，很多孩子学习遇到阻碍，是因为他们的学习只有一种模式，在这种模式下，他们要么是“做对了”，要么是“不会做”。几乎没有中间状态。
万维钢老师在精英日课中说，成功的经验和失败的教训，都应该是你迭代所用的输入，其实说的也是这个意思，也是放在这个框架下面来理解的。

那你肯定会说，好，即便你说的都对，那你如何证明，学习编程有助于孩子掌握这些内容呢？好，我来举一个例子。如何在编程的过程中，学会通过利用反馈，甚至于主动制造反馈的方式来学习—而这些，都是通过“犯错”来完成的。

你比如说，现在有一个任务是在计算机中通过编程画出“正四边形”。
基本上，只要你能纸上画出来，你一定就能在计算机中画出来。无非就是向前移动一段距离。然后拐弯，再移动，再拐弯……对吧。这并不难描述
你看啊，中间这段程序其实就是画正方形的程序，是不是和我们刚才的描述一模一样呢？
为了方便起见，中间这段程序可以进行一个精简，把核心的部分拿出来，放到重复执行里面，设置好次数即可。右边和中间的程序效果是一模一样的，但是更加简便一些。
也许你之前并没有接触编程，但是，这种非常接近自然语言的描述方式，其实很容易理解对吧。

同样的，即便是正三角形，正六边形，按照同样的方式进行，相信也不再话下。

但是，这里面有事情。
刚才咱们说到，这部分程序本身啊，即使对于二年级的孩子来说，也是比较容易掌握的，并不困难。
但是呢，如果孩子在数学课上学过相关知识，那他很快就能把参数填对并画出图像；可如果他没有学过，或者忘了，就画不出来了。
这个情况就是前面说的，要么“做对了“，要么“不会做“，没有中间状态。
有一次我上课，有几位老师来听课，当他们看到自己的学生坐在那里不知道怎么办时，就坐不住了，对学生说，“这个刚学过的，你怎么又忘记了“
你看啊，“怎么又忘了”，似乎这个过程更像是考试，而且更像是在考察记忆力。

孩子之所以，要么明白了要么不会做，主要是因为，他们长期处于“一次就得做对”这种文化氛围中。因此，他们特别害怕犯错。
不知道你有没有这种感觉，这并不是编程课，而是通过编程的方式来考察数学课的学习内容是否掌握，或者用比较陈旧的学习方式来学习新的内容。而他们害怕犯错的心态，其实也源于之前的学习方式与评价方式。

那学过编程的孩子，当他们忘记数学课所学的内容时，他们有办法解决吗？

孩子们在开始学编程的时候，就会发现程序几乎不可能一次就写对，其实你看咱们写文章也是类似，很少有人能够一次写好一篇文章，都是先打框架，然后打草稿，最后反复修改。成为程序员大师，就是要不断培养和提高捉“虫”的能力。所谓的错误，也只是暂时和预期不符罢了；面对一个程序，我们要问的不是它对了还是错了，而是能不能修复，接下来怎么办？

不知道你有没有发现一个细节，“接下来怎么办“这个描述可不一般，它表明了一个基本事实——”有些事情，我可以不用一次就做对，我是有调整的机会“

好，接下来我们看看学过编程的孩子如何面对挑战。咱们拿一个新任务来举例说明。之前画的是正方形，接下来，咱们的任务是画一个五角星。
同样的，相信各位家长在纸上都能画出来，但是用计算机如何画呢？
还记得之前绘制正方形的描述过程吧，前进，拐弯，前进，拐弯，前进，拐弯，再前进，再拐弯。你想想看，五角星是不是也是这个模式呢？
没错，五角星也是这个路数，只不过，前进和拐弯，得重复五次，之前是四次。这是一点区别。再有就是，四边形拐弯，转的是90°，而五角星拐弯，转的是？
好，问题的关键来了，五角星这个图形，每次拐弯时旋转了多少度呢？

如果是之前靠记忆数学知识来完成编程的学生，到这里很可能就卡住了，因为这个角度小学中低龄阶段，是没有教过的。也许有的家长可能会说，画条平行线么，很容易求出来的。没错，可是假如我不知道相关知识怎么办呢？这个挑战，还能完成吗？答案是肯定的，能够完成，而且并不困难。

回到，我们之前说的，编程很多时候，并不要求我们一次就做对，关键是，不对了，接下来怎么办。用这个思路，我们可以大胆尝试啊，比如130度或者150度。

你看，当我们输入130的时候，系统反馈的结果如左图所示，当我们输入150的时候，系统反馈的结果如右图所示。到这里，孩子很容易就能够判断，它们都不是五角星，左图口没有封上，右图又过了。没错，它们都不是五角星，我们仍然接着问，那接下来怎么办？
注意哈，虽然我们仍然不知道答案，但是至少，五角星拐弯的度数，应该在130到150之间。我们缩小了它的范围。

做到这一步，答案就已经出来，就是144，对吧。
你看，这就是不再强调一次做对的力量，即便面对一个看似无法处理的对象，也能通过“试错法”解决。
如果我们仍然以输入+黑盒子+输出的视角来看，那么试错法，强调的则是对于“输出“是否能够进行评价，并进而调整下一次的输入。这个过程，我们一般称为调试，你可千万别小看它，它可是智力活动的精髓。
试错法的本质，就在于能够主动利用系统的反馈。
然而，在实际教学中，有部分孩子即便学了试错法，仍然会小心翼翼地问出这样的问题，“老师，我能不能试一下这个，老师，我能不能再试一下那个”，其实这挺让人心疼的。

试想一下，如果能把这种态度拿到更大的文化氛围里，我们对知识习得过程的认识也许就不会那么僵化，不会那么害怕犯错。

不论是人类创造出来的因果逻辑，还是不完全归纳，亦或者最近比较流行的贝叶斯统计，其实都是这样的过程。如果整个人类文明都是这样发展起来的，那为什么孩子不能享受这样的发展过程呢？

好，如果刚才是通过主动利用错误，那么主动犯错又是什么意思呢？
回到刚才画五角星的例子，有一次，在课堂上，发生了这样一件事。本来是两个学生再争论五角星的外角到底是144还是145，后来虽然他们解决了争议。可是，谁也没有料到，那个小男生，突然又举手问了这样一个问题，“老师，那145既然不是五角星的外角，那它是哪一个图形的外角呢？“

我来稍微解释这个学生的问题

你看，在刚才的过程中，三角形对应120，四边形对应90，六边形对应60，对吧。一个图形对应了一个角度，一个角度也对应了一个图形。这个学生问的就是，那现在145对应了哪一个图形呢？
实事求是的讲，我当时直接就蒙了，我自己也从来没有想过这个问题。但是，我仍然故作镇定的说到，“恩，这是一个好问题。那当我们面对一个问题不知道的时候，该怎么办呢？“令我欣慰的是，学生们几乎异口同声的说到”试一试”。没错，试一试。这一试，可了不得了，居然为孩子们推开了一扇大门。

刚才画五角星，咱们试的是不同的角度，这回啊，就得试不同的边数了。

这是边数分别为5、10、20、以及50的情况。你看，对于右下角的那张图而言，这绝对是意外的收获，因为啊，如果把这张图形设置成一个任务，你还真不知道从哪里下手分析。
就这样，孩子们再次用试错法找到了答案。
如果咱们再次以输入，黑盒子，输出这个视角来看的话，实际上就是，不断的给一个输入，然后观察系统的输出是什么，此时，计算机完全作为，为孩子好奇心提供反馈的一个工具。

到这，可并没有结束。
我们试错的方式，找到了右下角那美丽的图形，但是紧接着，问题就来了，针对右下角的程序，如果把旋转的度数改回144，还是重复执行50次，会得到什么图形？其实，还是五角星，相当于重复画了10遍。那为什么144和145只差了1度，但是结果却差这么多？哦，原来是这个误差每次都会被积累，虽然每次只差1度，但是综合下来，要差了50度，因此才会出现这个结果。
好，那如果我们让边数也每次差一点呢?和度数一样，每次都多移动一些。会发生什么呢？

上图是故意让边长犯错的情况，下图是故意让边长和角度同时犯错的情况。而下图就是著名的螺旋线，如果再加上颜色，就是彩色螺旋线了。

今天，在很多教程序的书上，都会有关于彩色螺旋线的绘制方法，比如python，右图就是它的代码程序，或者作为正式教授内容，或者作为练习题。但不论是哪一种形式，如果仍然以输入+黑盒子+输出的框架来审视，均是输入这段代码，能够得到的输出是这样的彩色螺旋线。
而，你还记得我们是如何得到彩色螺旋线的吗？经历了漫长的试错+主动犯错，带着满满的好奇心，最终得到的一个结果。
面对同样的结果，哪一个孩子更加会学习呢？

前面说过，万维钢老师曾经在精英日课中说，成功的经验和失败的教训，都应该是你迭代所用的输入；其实啊，原文还有一句话，“但是，认知到这一点，可太不容易了”。
但你看，通过编程，就连小学生也是比较容易认知到这一点，至少我的学生们都做到了。

好，时间关系，就不举更多的例子来说明了，但是基本逻辑都是通过编程学习来培养孩子，从被动等待反馈、到主动利用反馈，甚至于主动制造反馈。而这些内容，其实都是关乎如何学习这件事的。
换句话说，其实是计算机能够作为强大理念的载体，书写孩子和知识之间的新篇章。学编程的门槛很低，但是天花板可以很高。
最后还有一点时间，就简单来分享一下，为什么编程可以做到？还有没有其他的学科也能做到这些？

回到我们之前说过的关于写作的例子，其实我们都经历了先下来，再修改的过程。其实，相当于先把写作的内容呈现出来，使得初稿本身成为对象，然后我们的思维对初稿进行再加工的过程。那么，如果把写作换成思维呢？是不是意味着，需要一个思维可视化的工具呢？没错，批判性思维的核心就在于首先把完成的思考过程呈现出来，
其实，编程就是一种把思考过程可视化的方法。你看，现在孩子学的编程，并不是通过敲代码的方式进行的，而更像是拼积木，更重要的是，积木的名字会非常接近人类交流所使用的自然语言。你可千万别小看这一点变化，它也许就是编程的第二次发明。通常第一次是技术上成为可能，第二次是说能够进行大范围普及。

可能家长们又说了，思维可视化，那思维导图也能做到啊。没错，思维导图的确就是思维可视化的工具，但是它和编程相比，还缺少另外一个非常重要的东西，就是实时反馈。我们前面虽然用试错法解决了挑战，但其实是有前提的，就是每次输入的时候，系统是需要给反馈的，而这个反馈几乎是实时的。其实，刻意练习的条件之一，也是获得实时反馈。
因此，正是思维可视化+几乎实时的反馈，才使得这一切成为可能。
即便如此，也并不是说，这件事只有编程可以做到。
传统的数学，其实也帮助孩子培养这一切。但是却太过于抽象，在这个意义上说，编程其实是打破了具象思维和抽象思维之间的边界，在他们之间搭建起了一座桥。

吴军老师在全球科技史纲中，提到了科技发展的两条线索，分别是能量和信息，说科技发展的方向，其实就是用尽可能少的能量去换取尽可能多的信息；当然，信息足够多，才可能进一步减少能量的使用。
如果按照这个视角来看，其实编程，也不正是通过能量来换取信息的过程吗？也许其他学科的学习，使用的生物能，编程呢，使用的是生物能+电能。

最后，再次感谢各位校友，各位家长朋友的聆听，准备不足之处还请大家见谅。有任何问题，咱们也可以继续沟通。也再次感谢刘老师的主持，以及王婧老师的组织。谢谢大家。