从小学开始学编程------从娃娃的逻辑思维抓起
原标题：马歆：编程要从娃娃抓起，逻辑思维能力贯穿一生
美国总统奥巴马发起“编程一小时”的运动，旨在让全美小学生开始学习编程。编写程序已经差不多形同日常生活技能。但是关于低龄青少年的编程教育还在探索阶段，什么时候学习，怎么学习，都没有现成答案。奥巴马就认为自己两个女儿学习得太迟，不太满意她们编程教育。中国家长越来越重视孩子的编程教育，同样面临如何教育的困惑。中国微软亚洲研究院学术合作部中国区经理马歆，对青少年的编程教育做了很多探索，她认为要教小孩，家长最好先学，同时要寓教于乐。
澎湃新闻：如何培养小朋友的逻辑思维能力？
马歆：2006年，现任微软全球资深副总裁、曾任美国卡内基梅隆大学计算机科学系副主任的周以真教授首创性地提出“计算思维”的概念，她认为“计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。”计算思维应该面向每一位学生。我现在教我的小孩子学“1、2、3”，是一个从易到难的过程。而计算机的这种逻辑思维方式到底应该在哪一个年龄段，用什么方式教给小孩子仍是一个很好的研究和探索题目。
计算思维包含了数学性思维和工程性思维，而其最重要的思维模式就是抽象话语模式，这些都需要多年的时间积累。计算机是最近在逻辑思维培养方面，大家关注的热点话题。当我们跟大学老师交流，如何做大学的计算机教育时，我们得知，他们在大学里教课会教到逻辑树等。但教授们发现反而小学生认知更快，孩子们会用各种方式理解。到了大学则会用另外一种方式理解。所以计算思维应该从小、中、大学都一直在教，并且是针对不同年龄去教学。
其实，编程需要的思维能力是把一件事情先抽象化出来，再逻辑化表达出来的能力，这是解决问题的一个纬度，也是看问题的一个视角。能找到这个问题的一个视角，再用具有这种思考问题的方式，就会找到解决问题的方法。也就可以用计算机工具来解决问题。教小孩子一些很小的计算机基础知识点，他们叫“任务分配原则”，是让小孩子设计做饭，30分钟内做好饭。但是煮粥要10分钟，炒菜要5分钟，切菜几分钟，如果这些活一个个分开做，可能会超过100分钟，这就要考虑如何排序，可以在30分钟内完成这些事，学生在日常生活，过家家就把这些问题解决了，具备了这种思维方式，小孩子下次遇到另外一个问题也会想到时间分配，或任务规划。他们的小学考试会考这种思维能力，把计算机基础的知识点映射到生活中，先抽象化，然后再逻辑化。这其实在计算机里就是时间分配的问题。在生活中，要学会掌握合理安排流程的能力，一步一步优化，学生需要这种设计和解决问题的能力，所以要在生活中刻意去训练。
澎湃新闻：什么样的教育机构提供幼儿编程训练？
马歆：在中国越来越多的老师开始关注幼儿的计算机教育，我认识一些大学老师，教计算机基础知识，他们认为，人们从小就学习语言、数学，为什么不从小就学习计算机的基础知识，这其实就是计算思维能力。他们从大学往回推，希望做一个衔接，以小学生、中学生的知识点为基础，寻求合适的方式去学习编程。就如同我们在小学学习如何认字、背诗一样，直到具备某些能力。所以微软跟大学老师一起在高中做这种试点，也向教育部领导汇报了这个想法，教育部对此很支持。
同样的，最近奥巴马投了40亿美金，要让每个美国孩子在小学具备最简单的编程能力。最后不管从事什么职业，这个思维能力是贯穿一生的。
计算机编程没有想的那么难，它还是思维能力的反映，就像写文章，有主语、谓语、宾语，只要记住标准的语言格式，把它输进去，或者调模块就能实现。现在很多程序工具做得很好，你只需要写几行代码，其他代码都自动生成，非常简单。
澎湃新闻：具体有什么样的教育方法？
澎湃新闻：具体有什么样的教育方法？
马歆：例如微软公司携手Code.org
共同发布的针对学生和教育工作者的《我的世(Minecraft)》编程教程。它是通过一种游戏的形式，在游戏世界中让学生学习基础编程知识，非常有意思。它被美国老师认为是让学生学习编程的最具创新性的方式，是很好的课件。此外，我们还与一些合作伙伴共同设计了一款可以塞进口袋的迷你计算机，叫Micro：Bit。Micro:
bit包含25个红色LED灯，可用于点亮显示信息，或用于打造游戏；其他配置还包括了2个可编程按钮、1个加速计、内建的电子罗盘、蓝牙、5个I/O扩展环用于和其他外设、传感器连接到一起。通过简单的编程，小孩子可以控制设备并开发通过编程控制硬件的乐趣。从而使小孩子觉得编程的门槛并不高，可以一边玩一边学。
我们请老师们把这个过程写成教材，老师们还自发做了一些培训，希望能够在幼儿园、小学的课程中学习到，而微软更多的是做平台技术支持。这些教材在网上都有，那个可编程的小设备非常便宜，可以自己买几个，家长先学会了，再教小朋友，很简单。微软公司一直致力于计算机科学的发展和推广，希望通过这些教程和设备向更多青少年介绍计算机科学，培养他们对计算机语言最初的兴趣。在每年公司组织的志愿者活动中，我们会主动邀请小学生、打工子弟来到微软来学习，带他们领略编程的乐趣。也许将来我们也可以去到社区做志愿者，先教家长，或者家长跟小孩一起教，这样家长就会变成老师教自己的孩子。上次微软附近几个小学大概100多个小学生来学习，我们的员工先跟家长讲完，然后教这些小孩子，我们每个员工都可以做成这样的志愿者，因为我们自己也是受益者。
澎湃新闻：编程大赛和奥数有什么区别，学习编程会具备什么能力？
马歆：即便将来不做职业程序员，但有了这个思维能力，就知道怎么把问题抽象化，再把它逻辑化表达出来，找一个工程师把自己的想法讲出来，让他帮你实现。如果没有这个思维，可能连问题都描述不清楚。在本届微软编程之美挑战赛中的编程创意比赛里，吸引了很多非计算机专业的学生来参加，但其中有些同学不能很好的描述自己的创意想法，不知道如何把问题抽象出来。后来我们一步一步引导，帮他抽象化出来，然后再逻辑化表达出来。
微软“编程之美”挑战赛，不太像传统的比赛方式。在初赛，采用微软研究院研发的Code
Hunt平台，从逆向思维的角度考察选手的编程、算法、逻辑思维能力。不要把编程想得太难，因为每个学生以后的职业发展和个人兴趣都不一样，所以我觉得通过学习简单的编程掌握计算思维能力可以帮助我们未来的学习、工作和生活。
如果未来的计算、存储都是免费的，让我们想象未来的教育可能是什么样子。前一段时间斯坦福大学公布了2025年的教学规划和教学改革，他们计划以学生能力驱动取代知识点驱动——学生能力养成需要什么，才相应地开这些课程，不是要教什么知识才开这个课程。所以十年以后学校的上课方式等各方面变化会很大。
澎湃新闻：女孩学习编程的竞争力如何？
马歆：从企业角度我们非常需要更多的女性从事软件开发和研究，从事设计体验的创新、商业模式的创新。因为男性跟女性的视角完全不一样，加入女性对产品的理解很重要，男性设计的东西女生不一定喜欢用。所以女孩子不要怕编程。会编程的女性非常珍贵，国内外企业都在加强从青少年培养女性对计算机的喜爱。分享一个真实的例子，美国一所知名的高校有段时间计算机学院女生的比例非常低，后来老师觉得一个学校不能没有女性，所以在入学考试时降低了编程考试的比重，这样有一部分女生就进来了。进来以后老师发现这些女生的编程水平的确较男生有很大的差距，他们手把手地教这些女生的编程能力与技巧，4年之后很多女生在计算机领域比男生表现的还优秀。高校老师发现吸引、鼓励和培养女性从事计算机相关工作，同样可以取得优秀的成绩、甚至可以更出色。
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中小学要添加编程课程吗？
来源：中国青年报日字号：|
　　“不能再给孩子增加负担了！不能纳入高考科目。”
　　“浙江已经是选考科目了！”
　　两种不同声音突然先后在会场响起，李文新教授不得不停顿了一下。引起争论的是她PPT上打出来的这句话——“希望把程序设计这件事情纳入到高考的可选科目”。
　　10月23日，在2015中国计算机大会(CNCC)举办期间，同时举办了中小学计算机教育论坛。在CNCC十多年的历程中，这是第一次专门讨论这个议题。背后的原因是，目前很多计算机界人士对于大中小学生的编程能力不满意。
　　李文新是北京大学信息科学技术学院主管本科教学的副院长、青少年信息学奥赛科学委员会副主席。她告诉中国青年报记者：信息技术正在深刻影响整个社会，而大多数人对于计算机的认识还停留在简单的多媒体设备或者上网游戏等方面，没有认识到计算机的真实力量。因此信息技术在青少年人群中的普及工作越来越紧迫。
　　会编程的中学生太少了
　　“北大信息学院的新生会编程的人大概是1/5，这个比例比国际上许多高校低。”李文新在主旨报告中提到，自己有一次带队在澳大利亚参加国际信息学奥赛，4个选手包揽了金牌榜的一、二、三名。可是一方面是尖子选手在国际上拿奖，一方面是广大中学生里面会编程的孩子实在是太少了，开编程课的中学也实在是太少了，“很多中学计算机的老师变成管机房、管通讯设备的老师，并没有真正地站在讲台上教学生编程。”
　　浙江大学计算机学院陈越教授是教育部计算机专业委员会委员。她从很多渠道了解到，现在企业对于计算机专业毕业的大学生不满意，她总结了几个“冏”：985高校计算机专业毕业生，一个半小时无法完成一道基础数据结构的编程题；某家大IT公司新员工培训，发现40%员工不具备基本编程能力；某公司自己组织的远程笔试，竟然发现100%的学生作弊……
　　一次，在带学生参加国际比赛后，陈越感慨：“我们的大学生在编程能力方面与俄罗斯的大学新生差距较大，这不是光学编程就赶得上的，需要思维训练、数学训练等同步赶上。”
　　世界各国在加强对中小学生的编程能力培养。
　　李文新了解到，在美国已经掀起了一股在中小学学编程的热潮，不仅是高年级的中学生，甚至在小学也开始各种可视化编程的课程。
　　英国今年进行的教育改革中规定，5～16岁儿童将开始学习编写电脑程序。英国政府将编程知识引入学校课本，并成为必修课，目的是让学生掌握必要的计算机思维和创造性。
　　早在上世纪90年代中期，以色列的教育部部长就明确表示，计算机科学应该同其他科学学科一样受到重视，在高中就开始传授。编程在以色列的高中是必修课，所有学生在进入大学或者去服兵役之前，都已经学过编程。
　　未来程序员会供不应求
　　陈越用一些数据分析了目前国内程序员的供需关系。
　　目前国内大学里面，跟计算机沾边的专业点超过了2600个，1180所高校有计算机系/学院，960个设“计算机科学与技术”专业。计算机相关专业的学生数在所有的大学专业里面是第一位的——全国有80万的在校生。
　　社会对计算机专业的毕业生需求不断上升。有相关预测，未来10年中国的IT界每年需要100万人，其中计算机类人才需求超过40万。据分析，这还是一个保守的说法。
　　2015年上半年发布的《中国程序员调查报告》中，有关于程序员年龄的统计是：程序员的主力军是20～40岁，另外还有2.57%的程序员是在10～19岁这个年龄段人群中。
　　让陈越感兴趣的还有一张关于程序员学历的统计表，小学、初中、高中学历的人占程序员的比例是43%，而在普通网民里面，这些学历人数占到78%，“从年龄和学历来看，程序员门槛不高，不是只有高精尖的人才能学。”
　　让陈越感到不安的是国内程序员水平现状：“80万计算机专业的在校生，每年有30万人毕业出来，企业需要40万，缺口有10万人，但是这30万人里面还有一大批不能用的人。所以说企业非常痛苦。90%毕业生的编程水平，离我们在各种竞赛中的拿冠军的水平相差太远。”
　　陈越支持“编程早教”：“小孩子学一点编程有好处，不是所有学编程的人都要成为程序员。”
　　最近陈越在与一位人口学教授合作，帮他们做一个人口学预测的系统，但是人口学家不清楚计算机能干什么，而有些问题通过编程能很容易实现。所以双方在合作上不断产生新需求和新问题。
　　“跟英语一样，在未来，编程成为每一个人必须有的能力，学编程不是为了将来做程序员，最重要的是通过学一个简单的编程，普通人也要知道计算机擅长干什么，不擅长干什么，所以编程将来会渗透到生活的各个方面，每一个细节。”陈越说，“不要说一纳入高考选考范围，中学老师就坐不住了，认为会给孩子们带来多么大的负担。我个人认为，这是将来我们整个国家的人面临着怎么生存的问题。”
　　对于“编程早教”的可行性问题，陈越认为培养师资需要一段时间。但她觉得，现在赶上了好时候，MOOC(大规模在线课程)就可以解决很多问题，很多中学生在上她的MOOC课程《数据结构》课，而且非常活跃。
　　让中小学生树立计算思维
　　“截至2015年，在国际信息学奥赛27届比赛中，中国信息学奥林匹克代表拿到金牌72枚、银牌23枚、铜牌12枚。俄罗斯拿到了金牌53枚、奖牌总数是96枚，美国队的金牌是42枚。这些成绩说明我们的选手在中学参加竞赛的时候，并不逊于国外的选手。”中国计算机学会青少年信息学竞赛科学委员会主席、清华大学王宏博士总结了这些年我国青少年在信息学奥赛中取得的成绩。
　　李文新对此的评价是：“整个中国编程教育‘早教’的一支主要的力量，几十年来培养了大批的计算机界的精英。”
　　确实，很多信息学奥赛选手已经成为IT界的翘楚，王宏非常了解这些学生的发展情况。
　　上海是最早实践“编程早教”的地区。从1982年开始，上海市教育局从每个区挑选8名小学生和8名中学生，对他们进行最基本的计算机培训，实验儿童对计算机教育的适应程度。
　　日，邓小平同志高瞻远瞩地提出“计算机的普及要从娃娃做起”。在一个展览会上正在做展示的小选手李劲，受到邓小平的鼓励。李劲高中一年级直升清华，用3年半时间完成清华大学电子工程系本科及硕士八年课程，23岁从美国博士毕业，之后成为微软中国研究院最年轻的研究员。
　　那么，中小学生学编程对大学会有什么影响？
　　“如果有基础的话，在后续的学习过程中会非常的有优势。”李文新老师做过统计，北京大学计算机科学技术系2011级、2012级、2013级在校的本科生中，排名前20名的学生大部分都在信息学奥赛中拿过名次。“计算机科学系2/3以上的专业课都需要编程，绝大多数同学是零基础开始的，我们希望这个过程下移。有一些学生到毕业都不喜欢这个专业，就因为中学考上来的时候并不知道这个专业是干什么的。如果在中学有一定的普及和筛选，至少可以提高大学教学资源的利用率，有能力有兴趣的学生会多一些。”
　　对于“编程早教”，李文新和老师们也做了一些研究性的工作，遴选了四门编程课的一些题目，做了2000题计划，这有点类似大学先修课程。今年10月8日这些题目已经上线。
　　除此之外，他们还做了一个实验：去年寒假开了两个班，一个班是小学一、二年级和幼儿园大班的孩子，另外一个班是从初一到高三的学生，这些孩子都是零基础。因为有老师手把手指导，有问题可以及时解决，两个短期实验班效率很高。一周学习结束之后进行考试，有些中学生的成绩甚至比大学生学一个学期的分数还高。
　　“这给了我们信心。”李文新说。
　　一些学生的体会也非常真切。
　　一位中学生反馈：“编程是设计程序用计算机来解决问题，把思考问题方式变得清晰化，处理问题的方法变得多样化。它远没有想象的那么难，但也不简单，在一遍遍解决问题的过程中，是对自己思维逻辑的一次次梳理，也是对自己心性的磨炼。”
　　另外一名高中学生写道：“学习编程的过程中，我更注重逻辑思维了，更加乐意将大事化小事分步完成，也改正了我迷迷胡胡马马虎虎的习惯。学习编程有利于逻辑思维的发展。计算机处理信息是按逻辑顺序进行的。”
　　参与这次实验的一位中学语文老师总结：“编程教学可以算是一个很好的过程意识的培养。建模意识的雏形，能够让学生尝试着去把学习的理论和实际生活搭造一座桥梁。编程教学同时还是思维全面性的锻炼。”
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CodeMonkey为什么容易让孩子接受并喜欢上编程？
CodeMonkey是一款在线编程教育课程、闯关模式的编程游戏。游戏的主角是一只猴子，它最爱的香蕉被强壮的猩猩抢走，而游戏的目标是帮助猴子夺回香蕉。这个题材和形式充满正能量，配上温馨的卡通风格的界面和自然环境的立体音效，很容易让孩子接受并喜欢上编程。
▲ CodeMonkey的故事背景
在游戏中，孩子的任务就是通过编程、发挥想象力通过一道又一道关卡，过程中还有猴博士的指导。孩子在闯关中由易到难地编程，不知不觉提升了编程能力。这和我在DataCamp上Python的体验一致。
CodeMonkey采用的编程语言是Coffee，这是Java的一种转译语言，执行效率非常高。其代码指令简洁、可读性强，非常接近自然语言，很适合作为编程教育的启蒙语言。
CodeMonkey的画面和操作都很简单。孩子只需在CodeMonkey的代码窗口里编写图形化的代码指令，点击运行后，后台自动将Coffee代码编译成Jave指令执行命令，接着孩子便在动画窗口里看到代码的运行结果。
令我惊奇的是，CodeMonkey会高亮代码窗口里每次执行的那一行代码，并且在动画窗口上有所反馈，让孩子直观地理解代码在执行过程中发生了什么。这和我用PythonTutor直观理解代码的体验一致。我觉得这是CodeMonkey区别于其他工具的最大亮点。
▲ CodeMonkey的最大亮点
目前CodeMonkey的故事模式一共有250关。涵盖机编程领域里的大部分概念和知识，包括变量、对象、函数调用、参数、循环、数组、函数定义、布尔类型、For循环、While循环等。考虑到8-16岁左右的孩子很可能没有编程基础，CodeMonkey最开始的关卡设计非常简单。
▲ CodeMonkey一共200关
比如第1关，孩子只需要修改猴子前进的步数，即「step 10」中的10，就可以让猴子吃到香蕉顺利通关。如果不知道距离是多少，CodeMonkey还提供了尺子用以测量。这样，孩子不仅学会了控制角色移动，还对距离有了初步的认识。
再比如第3关，孩子不仅需要用尺子测量猴子前进的距离，还需要控制猴子前进的方向。后续关卡中会出现多个香蕉，猴博士会指导孩子简化程序。比如，如果猴子多次走10步，孩子可以用定义变量「a=10」的方式来简化程序。再如果猴子反复执行某一套动作10次，孩子可以用循环10次来执行这套动作，而不用重复写10次代码。孩子还可以把这套动作的指令写成一个函数，只需要调用这个函数就可以做一系列复杂而有序的操作，起到&四两拨千斤&的效果。
▲ CodeMonkey第1关
▲ CodeMonkey第5关
随着孩子在通关中积累了越来越多的代码指令、编程思想，后续的关卡会教给孩子更丰富的指令，更复杂的编程思想，并对孩子的想象力提出更高的要求。如要想方设法避开障碍物、靠乌龟和鳄鱼过河、在最少步骤内吃到所有香蕉等等。
除了这些，CodeMonkey还注重培养孩子优化代码的良好习惯。每次通关后，猴博士会给孩子的代码评分。如果没有获得满分3颗星，孩子会收到猴博士给出的代码优化的提示，孩子可选择重玩，对代码进行调整。
CodeMonkey还通过不断增加新的关卡，推出在线游戏创建工具，设计更丰富的游戏形式来增加内容的丰富性和多样性，并鼓励小孩子们自己创立游戏关卡。微量的社交元素也是CodeMonkey的一大特色，孩子可在脸书上分享自己解决问题的方案，还可以创建、发起挑战，并邀请好友来完成任务。
孩子们会在CodeMonkey里收获到什么？
首先，CodeMonkey编程游戏带给孩子无尽的快乐，通关模式的设计让孩子充满成就感。这种快乐和成就感让孩子觉得编程是一件轻松愉快的事情，这是里最重要的收获。
其次，CodeMonkey还会让孩子形成编程思维，培养他们写出整洁代码的好习惯。孩子的这种思维和习惯不仅体现在编程里，还会体现在今后的人生当中。
还有，孩子还会通过CodeMonkey学到一门新语言&&Coffee。一门新的语言给孩子打开一扇门，让他们看到不同的世界。Coffee是孩子和机交流的一种语言，并且和Java有紧密联系，这对于孩子以后Java提供了缓冲。Java是一个简单但强大的语言，不仅可以用于在PhoneGap写手机应用，还可以结合Ruff开发套件开发好玩的智能硬件。——教育系统网站导航——