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学编程现在似乎挺热门的，特别是大家最近被WWDC的最小开发者刷了屏。还记得我小时候，正是**提出“计算机要从娃娃抓起”的时候，老师说大家都应该学会计算机，否则就是新时代的文盲——说实话，这个说法现在应验了，因为不会用计算机真的没办法工作。那么不会编程会不会就是下一个新时代的文盲呢？这我不好说，我只能说编程的意义并不仅限于编程本身，而且作为一个热爱编程的，也在靠写代码混口饭吃的爸爸，我觉得让孩子学学编程挺有意思的。
我现在是一个在家带两个娃的准全职爸爸，在此之前从事软件开发、技术和管理咨询方面的工作，也翻译出版了不少计算机技术方面的书籍。我自己小时候很早就接触了编程，大概是6岁的时候，我表哥家里有一台“中华学习机”，那是一台国产的Apple II兼容计算机。当时其他一些号称“学习机”的玩意儿（比如小霸王），其实都是插红白机卡带的，就是披着计算机外壳的游戏机。中华学习机才是正经的计算机，它可以编写和运行BASIC程序，有趣的是，它的数据只能用声音信号存储在磁带上，每次保存程序就按录音机的录音键，读取程序就按录音机的播放键，那个仪式感特别神圣。
那时候我在学习机上写了很多小程序，比如跟计算机猜拳的程序、比大小的程序、算日期的程序等等。上小学之后，表哥家里有了一台486的PC机，于是可以用更强大的QBASIC编写更复杂的程序。上初中之后，自己家里也买了电脑，就开始用Visual Basic写Windows软件，还参加过NOI（国家信息学奥赛）。这些经历在我的同龄人当中都算是比较稀有的，但也正因为如此，遇到问题我也找不到什么人去请教，上高中之后忙于学业，没有能深入钻研数据结构和算法，算是个不小的遗憾吧。
关于教孩子学编程的话题，我在其他地方也做过一些分享，在这里我整理几个常见的问题，用问答的形式写一写自己的体会。
1. 编程能培养孩子的哪些能力？
编程是一件很有趣的事情，我觉得主要能培养这些能力：
1) 构思能力。编程是一种“先写剧本，后看结果”的活动，这要求孩子先在脑子里进行构思并模拟出结果，然后再实际验证结果是不是符合预期。这是一个“异步”的过程，对于这种“都得事先想好”的方式，孩子一开始是不适应的，因为这违背他们的直觉。我见过很多父母给孩子买“迷宫书”，其实走迷宫也包含这个要素，有的孩子会先在脑子里走一遍，然后一次性下笔把路线画出来，这就是一种构思和模拟能力的体现。
2) 逻辑能力。编程需要考虑到各种情况，根据不同的情况作出不同的选择（分支），而且各个分支之间不能重复，也要避免遗漏某一种可能性造成程序的异常行为。在逻辑思维中有个词叫做MECE（Mutually Exclusive and Collectively Exhaustive），意思就是“相互排斥且整体完备”，也就是“不重复，不遗漏”。这是逻辑思维中的一个重要原则。举个例子，交通信号灯有红、黄、绿三种状态，如果你在写程序的时候只考虑了红灯和绿灯的情况，没考虑黄灯的情况，那就不“完备”了。此外，条件还会涉及到“与”、“或”、“非”等逻辑操作，比如说，“当信号灯为红色或黄色时”和“当信号灯不是绿色时”这两个描述应该是等价的，这对于孩子来说都是非常好的逻辑训练。
3) 模式识别能力。在编程中我们经常需要发现一些“可以重复”的单元，然后让计算机去重复它。举个简单的例子，计算(1+5)×4相当于(1+5)+(1+5)+(1+5)+(1+5)，其中每一个(1+5)就是一个可重复的单元，或者说是一种模式（pattern）。在解决实际问题时，模式并不都是显而易见的，有些模式是隐藏的，或者需要一定的变换才能出现的，这些都考验孩子观察力和识别力。
4) 分解问题的能力。一些复杂的问题都可以分解中等的问题，中等的问题还可以进一步分解成小问题。在解决复杂问题时，问题的分解是非常重要的，编程中我们也经常需要使用这样的方法。举个例子，比如要造一辆汽车，我们先要把汽车分解成很多小的部件，比如发动机、变速器等，这些部件还可以继续分解成更小的部件，我们需要先造好每一个小部件，再把他们组合起来变成一辆汽车。
5) 调试除错能力。任何工作都无法一蹴而就，是人总会犯错误，程序运行起来发现不对有问题，这时需要孩子能够找到出错的地方在哪里，并且将它改正。这里面包含的能力很多，比如抗挫折力、观察力、专注力等等。
总之，通过学习编程所培养的能力并不只是适用于编程，而是可以在很多方面派上用场。
2. 几岁可以开始学编程？每个年龄段都学些什么？有什么推荐的App和书？
按照我的经历，是6岁开始接触编程的，但现在我们有各种可视化的编程环境，还有各种编程游戏App、桌游和玩具，所以还可以往低龄推移。我家哥哥是4岁开始接触简单的编程游戏的，接受度非常好（当然，他的抽象思维能力是比较超前），4岁应该是一个可选的起点，再小的话思维能力还达不到，揠苗助长也没意思。另外还是那句老话：兴趣第一。如果孩子没兴趣，跟逼他练钢琴也没什么两样。
关于不同年龄段学些什么，我只能大致给点建议：
4~6岁：玩一些编程小游戏，比如用指令控制一个角色到达终点，绕过一些障碍物，用循环来完成重复任务等等。我家哥哥玩过的不错的游戏包括：Box Island、LightBot Jr.等。
7~9岁：用一些可视化编程工具来完成一些复杂的任务，比如Scratch、AppInventor等。也可以挑战一些复杂的编程游戏，比如Cargo-Bot、Human Resource Machine等。
10岁+：学习一种真正的编程语言，比如Swift、Python等，尝试编写一些软件，初步学习算法、数据结构以及面向对象编程。也可以尝试一些硬件编程，比如用Arduino做个小机器人。
上面这个建议中，我认为对于接受度好的孩子，可视化编程的部分可以跳过去，那个不是学编程的必经阶段。或者这么说，如果你是7~9岁才开始入门的，那么用Scratch之类的东西没问题，如果你4岁已经入门了，那么不必按部就班地上Scratch，直接奔着Swift、Python这种正经编程语言去就可以了——就好像学自行车不是一定要用辅助轮一样，有些孩子不用辅助轮反而学得快。
关于书，我只看过两本，一本叫《Scratch少儿趣味编程》（这本书最近还出了2），一本叫《父与子的编程之旅：与小卡特一起学Python》，都是国外引进的书。其他的书欢迎大家推荐吧，我只能说我看得比较少。
3. 家长不会编程，怎么教孩子学？
说实话，就4岁孩子玩的那些编程游戏，再不会编程的家长，看一眼也都能玩，怎么可能智商还不如4岁的娃呢？所以就启蒙来说，我不相信哪个家长不能胜任，主要有没有兴趣和时间。当然，到了正经学编程语言、算法和数据结构这些东西的阶段，如果家长不会编程，那肯定是辅导不了了，但反过来说，到了这个阶段，孩子都可以自主学习了，也可以通过交朋友、参加兴趣班等方式来学。
4. 现在社会上出现了一些编程培训机构，要不要让孩子去上？
关于社会上的培训机构，我只能说虽然最近冒出来一些，但比起学英语学画画学乐器的少多了。乐高机器人有，教Scratch的我也听说过，最近英孚还搞了一个用Swift Playgrounds的夏令营，不过这些一般都针对比较大的孩子。关键是这些培训我都没实际考察过，也很难给出个评价。我觉得对于不具备相关知识的父母来说，还是可以让孩子通过参加这类培训来启蒙和培养兴趣的。
就我从几个业内朋友了解到的情况看，这类编程培训目前还都比较初步，主要的困难在于教师资源的缺乏。和其他一些培训不同，编程培训的教师很难“速成”出来，而本身做这方面工作的人很少会出来做教孩子编程的工作，而且这样的人也很贵。现在也有很多专业的“码农”转身出来创业做青少年编程培训，但自己上阵也只能做一些小众的培训，要想做大一样面临“老师难找”的问题。
5. 学编程是不是一定要数学好？
首先应该搞清楚的是，数学和算术是两码事，孩子对数字敏感不敏感，会不会做加减乘除，跟能不能学好编程关系不大，跟能不能学好数学关系也不大。
编程和数学确实是相辅相成的，因为编程所需要的很多能力和数学所需要的能力是相通的，比如逻辑完备性、模式识别等等；编程中的一些概念也是来自数学，比如函数；而到了学算法的时候，就会用到更多的数学思想和工具；至于最近特别火的机器学习，那更是纯数学模型。
对于这个问题，我只能说，编程和数学应该是相互促进的关系，学编程有利于更好地学数学，而学好数学当然也能够帮助你更好地学编程。
6. 学编程要花很多时间在屏幕前，担心影响视力怎么办？
这个问题很大程度上是个误会。
近视的最大影响因素在于基因，环境因素的影响相对较小。在环境因素中，目前认为相关性（并非因果性）最强的是户外活动时间，户外活动时间长有助于减少近视的发生率，这可能和阳光的刺激有关。除此之外，无论是看书的距离、姿势和时间、光线的明暗，以及电子屏幕的使用，都没有证据表明这些和近视的发生率有关，网上的很多文章其实都是吓唬人的，或者是犯了因果倒置、选择偏见（cherry picking）之类的逻辑错误。
因此，只要不是户外活动，无论是看书、玩玩具还是使用电子设备，这些都是划等号的，如果说认为看书就是比用电子设备要“不伤眼”，那只能是自欺欺人。我家不限制孩子使用电子设备的时间，基本管够，中间提醒休息，但会确保每天户外活动的时间。
7. 有哪些编程方面的比赛？
最有名的当然是国际信息学奥赛（IOI），这是仅次于国际数学奥赛的规模第二大的国际青少年学科竞赛，也是编程领域最高级别的国际比赛。在中国有相应的国家信息学奥赛（NOI），我在初中和高中的时候也参加过，成绩一般（算法没学好嘛）。这项比赛是偏重算法的，对数学的要求也比较高，但如果在NOI中拿奖，就会被很多一流大学mark。
除了编程比赛，还有很多机器人方面的比赛，不过我没太仔细了解过。我所知道的大概就是乐高赞助的国际机器人奥赛（IRO），中国应该也有相应的国内比赛。机器人比赛考察的能力更宽泛，但对算法的要求就比较低——或者说，信息学比赛更偏重Science，机器人比赛更偏重Engineering。至于大学会不会关注这类比赛，我就不清楚了。
比赛不是学习的目的，如果有能力的话去挑战一下也不错。
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发表于 2019-1-27 11:36
