文話童心隆重推出系列講座——
“高校專業(yè)大揭秘”
隔行如隔山。某個(gè)專業(yè)未來的方向到底是做什么?孩子長(zhǎng)大以后可能從事什么方面的研究?如果不是業(yè)內(nèi)人士的話,很難了解。事實(shí)上,這樣的困惑不只是在小娃的家長(zhǎng)身上有,很多家庭到高中生高考報(bào)考志愿的時(shí)候都有這個(gè)問題。這些專業(yè)是做什么的?孩子能從小進(jìn)行哪些鋪墊?家長(zhǎng)要想心里有數(shù),就來聽聽專業(yè)人士怎么說吧~
COMP UTER
高校專業(yè)大揭秘——計(jì)算機(jī)專業(yè)
第一期,我們很榮幸地請(qǐng)到清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系張敏副教授來講講現(xiàn)在大熱并且會(huì)輻射未來很多年的計(jì)算機(jī)和人工智能方向。小朋友們也可以一起來了解一下哦~
主講人:張敏
清華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系副教授
智能技術(shù)與系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(人智所)副主任
清華大學(xué)教育部-微軟網(wǎng)絡(luò)與媒體技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任
ACM Transaction on Information Systems (TOIS) 主編
主要研究領(lǐng)域:信息檢索,個(gè)性化推薦,用戶行為分析,機(jī)器學(xué)習(xí)
計(jì)算機(jī)專業(yè)是干什么的?
關(guān)于計(jì)算機(jī)專業(yè)的特色
我們的孩子應(yīng)該從小需要具備什么樣的素質(zhì)
簡(jiǎn)單的聊一聊,學(xué)計(jì)算機(jī)專業(yè)可能會(huì)讓你獲得什么?
如何避坑
計(jì)算機(jī)專業(yè)是干什么的?
有幾個(gè)很有趣的段子:我們當(dāng)年讀書的時(shí)候,有人聽說我們正在讀計(jì)算機(jī)系,就會(huì)問我說,我想買臺(tái)電腦,請(qǐng)你告訴我哪個(gè)牌子的電腦比較好?還會(huì)有朋友們來問我們,能不能幫忙攢一臺(tái)機(jī)器?(所謂攢機(jī)就是自己去買個(gè)顯示器,買CPU,買硬盤,買內(nèi)存,然后把它們拼到一起。)或者我電腦壞了,請(qǐng)問怎么修?這是大家眼中對(duì)學(xué)計(jì)算機(jī)的人的第一個(gè)誤解。就好像問一個(gè)建筑設(shè)計(jì)師“你說我應(yīng)該買哪個(gè)房子,是學(xué)區(qū)房還是郊外的別墅”“我家房子漏雨了/下水道堵了/門鎖打不開了,請(qǐng)問怎么修”一樣。
大家的第二大經(jīng)典誤解就是:學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī),畢業(yè)以后出來就做碼農(nóng),永遠(yuǎn)都是工作時(shí)間996、一天到晚穿著花格襯衫牛仔褲、永遠(yuǎn)不修邊幅的樣子。這些真的不是計(jì)算機(jī)研究以及計(jì)算機(jī)行業(yè)的全部。
那么,計(jì)算機(jī)專業(yè)到底在研究什么呢?大方面來說分成兩個(gè)部分:第一是研究計(jì)算機(jī)本身,第二是研究計(jì)算機(jī)相關(guān)的應(yīng)用,以計(jì)算機(jī)為載體的應(yīng)用。
計(jì)算機(jī)本身,從硬件上來說就是造計(jì)算機(jī),也包括超級(jí)計(jì)算機(jī)等,以及對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),我們現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)IPv4、IPv6,大家聽說過的4G、5G等等,是我們的無線通訊網(wǎng)絡(luò),它們都在高速發(fā)展中。
大家看到的這兩張圖片是世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)。這是1946年2月14號(hào)在美國賓夕法尼亞大學(xué)研制出來的。事實(shí)上計(jì)算機(jī)就是用于計(jì)算的機(jī)器。這臺(tái)電子計(jì)算機(jī)長(zhǎng)15米多,寬9.14米,占地139.36平方米,需要一個(gè)很大的地方。它重達(dá)30噸,耗電150千瓦。有一個(gè)形象的描述,當(dāng)時(shí)人們說每當(dāng)這臺(tái)計(jì)算機(jī)啟動(dòng)的時(shí)候,整個(gè)費(fèi)城的燈都會(huì)變暗。但當(dāng)時(shí)的計(jì)算速度一秒只能做5000次加法運(yùn)算,而現(xiàn)在我們家用的普通筆記本計(jì)算機(jī)大概每秒能計(jì)算50億次加法運(yùn)算,所以你看,計(jì)算機(jī)的發(fā)展變化是非??斓?。
這是神威太湖之光,是清華在無錫運(yùn)行的。它曾經(jīng)是世界上運(yùn)算速度最快的超級(jí)計(jì)算機(jī),這兩年剛剛被超越。它的運(yùn)算速度是多少呢?每秒12.5億億次加法運(yùn)算,這里的億億就是兩個(gè)億,是非常非??斓摹?/p>
計(jì)算機(jī)專業(yè)要研究的計(jì)算機(jī)本身的內(nèi)容,不只是硬件,還有相應(yīng)的如何讓計(jì)算機(jī)運(yùn)行起來,也就是我們?nèi)绾稳ピO(shè)計(jì)相應(yīng)的操作系統(tǒng)、相應(yīng)的編譯器等,能夠讓計(jì)算機(jī)順利地跑起來運(yùn),而不僅僅是一個(gè)死的設(shè)備。
所以總結(jié)一下,計(jì)算機(jī)專業(yè)在研究計(jì)算機(jī)本身時(shí),會(huì)包括計(jì)算機(jī)的硬件、高性能的計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu);以及讓計(jì)算機(jī)運(yùn)行起來的操作系統(tǒng)和編譯器等。例如在清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系的五個(gè)研究所中,它們就分別屬于高性能計(jì)算、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)兩個(gè)所。
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那么,計(jì)算機(jī)專業(yè)只研究這些嗎?遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止。除了上述的對(duì)計(jì)算機(jī)本身的研究以外,基于計(jì)算機(jī)的各種應(yīng)用和服務(wù)也都是計(jì)算機(jī)專業(yè)研究的重點(diǎn)內(nèi)容,例如清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系設(shè)立的五個(gè)研究所中的另外三個(gè)方向:人工智能、計(jì)算機(jī)軟件、人機(jī)交互與媒體集成等。
我們生活中各種互聯(lián)網(wǎng)服務(wù),也都是計(jì)算機(jī)應(yīng)用。例如你用手機(jī)支付去買一個(gè)東西,掃描二維碼進(jìn)入一個(gè)網(wǎng)頁,或者在路邊拍的一朵花兒,想知道它的名字,于是用APP搜索一下就知道答案……這些其實(shí)都是有相關(guān)計(jì)算機(jī)應(yīng)用的研究在背后支持的。
人工智能,現(xiàn)在大家聽說的非常多了,對(duì)小朋友們來說其實(shí)也不陌生。例如家里如果有一些自動(dòng)交互的小機(jī)器人,甭管是“小x小x,今天是什么天氣?”還是對(duì)著手機(jī)說:“請(qǐng)你告訴我最近的地方哪里可以買棒棒糖啊?”或者爸爸媽媽開車時(shí)對(duì)著手機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)說“請(qǐng)導(dǎo)航到xxxx”…… 這都是和人工智能相關(guān)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用。
這張圖片是在1997年5月11日,IBM的計(jì)算機(jī)深藍(lán)戰(zhàn)勝了當(dāng)時(shí)的國際象棋世界冠軍卡斯帕羅夫,也是第一次計(jì)算機(jī)戰(zhàn)勝了人類,而且是在國際象棋這樣益智類的、以人類智慧引以為榮的領(lǐng)域。后來,又有我們知道的AlphaGo完勝人類的圍棋冠軍。這個(gè)時(shí)候人們就會(huì)覺得“計(jì)算機(jī)太牛了”!它背后運(yùn)行的其實(shí)就是計(jì)算機(jī)的程序,是我們所說的人工智能應(yīng)用的一部分。
詩的文學(xué)創(chuàng)作,這種我們覺得人類最了不起的語言文化結(jié)晶,目前也有人工智能相關(guān)研究正在進(jìn)行著探索。
上面這個(gè)圖片是我們清華計(jì)算機(jī)系自然語言處理組的一個(gè)“九歌”系統(tǒng),它是一個(gè)自動(dòng)作詩系統(tǒng),曾經(jīng)參加過“機(jī)智過人”電視節(jié)目,和幾個(gè)非常有才華、國文素養(yǎng)非常高的大哥哥大姐姐們一起來比賽。在現(xiàn)場(chǎng)所做的幾首詩里,觀眾和專家們完全猜不出哪一首是“九歌”系統(tǒng)所做的。當(dāng)時(shí)專家也評(píng)論說,古詩寫得有模有樣,從押韻和意境上勝出了大多數(shù)人類選手。
現(xiàn)在清華計(jì)算機(jī)系人工智能所,也有老師帶著學(xué)生做計(jì)算機(jī)自動(dòng)作曲研究。給大家聽?zhēng)讉€(gè)做出來的樂曲的片段,分別是民族風(fēng)和搖滾風(fēng),你看同一個(gè)計(jì)算機(jī)程序,可以做出不同風(fēng)格的作品來。
當(dāng)前人工智能發(fā)展得已經(jīng)非常繁榮,進(jìn)入了一個(gè)高潮期,似乎所有人都在談?wù)撊斯ぶ悄?,它似乎已?jīng)無所不在了。但其實(shí)在我們從事人工智能研究的人們眼中,人工智能研究的發(fā)展盡管取得了很大進(jìn)步,但是還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到頂峰,在很多方面,仍然算是剛剛起步,還有太多的問題沒有解決,智能化的程度離人們的期望還差得很遠(yuǎn)。
總結(jié)一下,在計(jì)算機(jī)應(yīng)用方面,遠(yuǎn)到航空航天器上的軟件,近到我們手機(jī)上每天都會(huì)用到的掃一掃健康寶,掃一下支付碼等,從文本、圖形、圖像、語音、視頻等的處理,到智能機(jī)器人(包括人形或非人形的機(jī)器人),這些全都是計(jì)算機(jī)專業(yè)在研究的內(nèi)容。
計(jì)算機(jī)本身和計(jì)算機(jī)應(yīng)用,其實(shí)還應(yīng)該再加上計(jì)算機(jī)理論——這個(gè)我們今天因?yàn)闀r(shí)間關(guān)系就不多介紹了,它們構(gòu)成了計(jì)算機(jī)專業(yè)研究的內(nèi)容。
計(jì)算機(jī)專業(yè)的特色
計(jì)算機(jī)專業(yè)跟別的專業(yè)相比,主要的特點(diǎn)是什么?從我個(gè)人的體會(huì)來講,一共有四個(gè)特別明顯的特色。
第一個(gè)就是創(chuàng)新性。這是一個(gè)高度變化和發(fā)展的領(lǐng)域,從我前面給大家看的圖片例子里面就能看到,從最早的計(jì)算機(jī)需要140平米的房間才放得下,一直到現(xiàn)在我們的pad一個(gè)手掌就可以拿得住,而運(yùn)算速度是以前的上億倍,無論是硬件還是軟件技術(shù),都是在高速發(fā)展變化的。
編程語言也會(huì)有很大的變化,很有趣。我最早在初中時(shí)學(xué)的編程語言叫作VB(VisualBasic)。VB這個(gè)語言現(xiàn)在應(yīng)該已經(jīng)沒人用了。后來等到我上大學(xué)一年級(jí)的時(shí)候,學(xué)的語言是Pascal和DelphI,現(xiàn)在大多數(shù)人都沒有聽說過了—— 我還曾經(jīng)用它編過一個(gè)圖書銷售記錄程序,給家里的一個(gè)書店實(shí)際使用。當(dāng)時(shí)也學(xué)了C語言,到現(xiàn)在人們還在用,后面還發(fā)展出了C++、C#。還有我們大學(xué)里面還學(xué)過Java,這個(gè)語言現(xiàn)在也還在使用。當(dāng)前人們也大量使用python來編程等等。
不知道你有沒有被這一連串的名字繞暈。你會(huì)發(fā)現(xiàn)二十年時(shí)間里,生成計(jì)算機(jī)程序所使用的編程語言本身都發(fā)生了巨大的變化,寫程序時(shí)你寫的東西都完全不一樣了,每換一種語言,就需要重新學(xué)習(xí)一次。我們所處理的任務(wù)也在快速變化著。因此如果選擇了計(jì)算機(jī)專業(yè),就意味著可能直到你退休或轉(zhuǎn)行之前,都永遠(yuǎn)是在學(xué)習(xí)新東西的狀態(tài)中。這其實(shí)是特別有趣和特別能讓人感到興奮的一個(gè)點(diǎn)。學(xué)習(xí)和工作中有趣的全新的事情在促使著你不斷發(fā)展,而且你會(huì)看到這些東西在越來越完善、越來越好用,路上的風(fēng)景越走越漂亮,然后你會(huì)有一種感覺:就在我自己的手中,在我的努力之下,讓這個(gè)世界變得越來越好一點(diǎn)。
第二點(diǎn)是它的開放性。計(jì)算機(jī)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展總是走在社會(huì)的最前面、在技術(shù)的最前沿、也在我們生活應(yīng)用的最前端,而且它們是在動(dòng)態(tài)變化的。這也就意味著,對(duì)一個(gè)問題我們往往有不止一個(gè)答案。它不是像數(shù)學(xué)一樣一加一就是等于二,我們?cè)谕粋€(gè)基礎(chǔ)上解決同一個(gè)問題,可以有很多種不一樣的思路,都能取得很不錯(cuò)的效果。
這樣的開放性也是這個(gè)領(lǐng)域非常獨(dú)有的特色。當(dāng)我們?cè)谟?jì)算機(jī)研究中走得越來越深的時(shí)候,就越來越不會(huì)說那些絕對(duì)的話:這就是對(duì)的,那就是錯(cuò)的;或者只能走這條路,我們沒有別的選項(xiàng)…… 我們永遠(yuǎn)會(huì)告訴自己可能還有別的選擇,甚至自己寫出來一個(gè)算法的時(shí)候,還會(huì)在想還有沒有更好的方法 —— 一般來說一定有,于是我們就有了下一步前進(jìn)的方向:我們還可以怎么做?這種開放性也是計(jì)算機(jī)專業(yè)非常寶貴的特色。
第三個(gè)特色就是確定性和不確定性的融合。確定性是指,有一些東西在計(jì)算上面非常精確。現(xiàn)在有很多的精密計(jì)算都是交給計(jì)算機(jī)來做的,因?yàn)槿艘呀?jīng)算不過來了,例如在我們航空航天領(lǐng)域的精密控制,比如調(diào)整飛行角度 —— 小朋友們要知道,飛行角度的調(diào)整,一定不是航天員坐在飛行器里用手來操作的 —— 不是因?yàn)樗麄兲珣校怯捎谌斯げ僮鞯木冗_(dá)不到要求,這樣的精度必須要由計(jì)算機(jī)來控制。這是非常重要的、確定性的精準(zhǔn)。但同時(shí)另外一方面,我們還需要去解決那些模糊的、不確定的東西。我們?cè)诤芏嗖煌膱?chǎng)景下經(jīng)常用的算法,輸出的結(jié)果其實(shí)是一個(gè)概率。比如說我們?cè)谳o助醫(yī)生診斷的時(shí)候會(huì)說,這是疾病A的概率可能是98.5%,或61.3%等等。
說起這個(gè),我給大家看兩張圖片:
上面這張圖片是很著名的笑話,大家看上面這個(gè)字寫的是什么呢?有很多人說“杜甫能動(dòng)”,特別好玩兒,但其實(shí)應(yīng)該從右向左念,是“勤能補(bǔ)拙”。但這個(gè)如果給計(jì)算機(jī)去識(shí)別,很有可能也是識(shí)別不對(duì)的(當(dāng)然也說不定是OK的,我自己其實(shí)沒有試過)。下面這張圖是一個(gè)實(shí)際的例子,就是讓計(jì)算機(jī)去自動(dòng)識(shí)別一段話。你單獨(dú)看每個(gè)字,計(jì)算機(jī)都會(huì)根據(jù)可能性的高低給出前十選答案,你看,其實(shí)前十選里面有三個(gè)都是不對(duì)的,這就是我們所說的模糊的意思,就是不確定性。就是我們往往能夠猜測(cè)出一些答案來,但是這個(gè)猜測(cè)不一定是對(duì)的。不過有趣的是,經(jīng)過后處理程序的自動(dòng)糾錯(cuò)過程,就能識(shí)別出來正確的那句話,就是“我們要振奮精神”。
第四個(gè)特點(diǎn)是學(xué)科交叉性與可擴(kuò)展性。計(jì)算機(jī)專業(yè)越來越發(fā)展,與其他不同的專業(yè)結(jié)合得也越來越多,形成了很多交叉學(xué)科。比如在我自己的研究中,就有不少借鑒心理學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)的內(nèi)容。它們這些學(xué)科有很多著名的說法和原理,例如沉默的大多數(shù)、邊際效應(yīng)遞減等等,都被我們用起來,作為我們建立計(jì)算模型的一部分。我也和水利系有合作,水利系的老師說想要做精準(zhǔn)的水流量控制,比如說上游的閘門要開多高,下游的水量能夠剛好可以用來灌溉農(nóng)田又不浪費(fèi)?這其實(shí)是一個(gè)挺復(fù)雜的任務(wù)。以往他們就是靠人去控制閘門的高度,誤差一般在零點(diǎn)幾米,而我們希望把這個(gè)誤差控制在幾厘米甚至幾毫米。在這個(gè)過程中,我也學(xué)習(xí)了很多水利方面的知識(shí),例如穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)流量等等。
我們的孩子應(yīng)該從小具備什么樣的素質(zhì)?
這也是家長(zhǎng)們最關(guān)心的,就是如果我們的孩子未來有可能會(huì)選擇計(jì)算機(jī)專業(yè)的話,應(yīng)該從小需要具備什么樣的素質(zhì),才能讓他以后的選擇比較順利?所以接下來,我們就要說說學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)專業(yè)需要什么素養(yǎng),對(duì)孩子們的培養(yǎng)應(yīng)該從哪些角度來入手。
第一個(gè),數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。如果你想要學(xué)好計(jì)算機(jī),一定要數(shù)學(xué)很好。計(jì)算機(jī)專業(yè)和數(shù)學(xué)是密不可分的,如果沒有很好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),在后面研究的過程中就很難建立足夠好的數(shù)學(xué)模型。沒有這些數(shù)學(xué)模型,就很難把它轉(zhuǎn)化成合理的計(jì)算機(jī)模型,得到有用的應(yīng)用結(jié)果。事實(shí)上在清華的計(jì)算機(jī)系,我們上的數(shù)學(xué)課是A類的最高難度的,跟清華所有的理工科專業(yè)比起來,計(jì)算機(jī)系的數(shù)學(xué)都是最難的之一。
所以孩子們?nèi)绻磥硐胍?jì)算機(jī)專業(yè)發(fā)展,你的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)一定很重要。我們需要非常扎實(shí)的基礎(chǔ)和解決問題的能力,就是給你一個(gè)問題,你自己去想出相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型和解決思路的能力,而不是應(yīng)試的你只要記住這個(gè)規(guī)律、背了這個(gè)公式,然后就算出來 —— 這反而是計(jì)算機(jī)專業(yè)不那么需要的,因?yàn)閷?duì)于計(jì)算機(jī)來說,很多公式是可以查得出來的現(xiàn)成的。所以你光是會(huì)背公式不行,你要能推導(dǎo)出公式,能知道這個(gè)公式是怎么來的,你才有可能很好地應(yīng)用它,并且改進(jìn)它。
第二個(gè)能力,理解能力。在計(jì)算機(jī)的研究里面有非常多的東西,涉及到的是對(duì)前人已有的算法的改進(jìn)和改善。在計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)習(xí),你要讀非常多的東西,讀歷史資料——就是讀經(jīng)典的算法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等等,這些都還不夠;除此以外,你還要經(jīng)常讀最新的論文。這些最新的論文有國外的、國內(nèi)的,有英文的也有中文的,所以英語能力也要非常強(qiáng)。
理解能力還包括什么呢?還包括你讀別人的程序和代碼要能讀得懂,你得知道他的這個(gè)程序是怎么寫的,他這一段代碼是用來做什么樣的事情的。在一些非常規(guī)范的計(jì)算機(jī)行業(yè)的公司里,寫代碼的工程師們的日常工作之一是code review,就是代碼審查。張三寫的代碼,李四要去讀一下,然后李四在讀張三的代碼的過程中會(huì)發(fā)現(xiàn)其中的問題,例如邏輯是否通順,是否處理了所有情況等等。只有經(jīng)過李四的審核覺得可以了,代碼才可以上線運(yùn)行。下一次李四的程序要上線之前,可能換做張三來做檢查。這種交叉的code review是很常用且很必要的。
剛才我們說的這種理解能力是寫程序方面的,此外還包括大家在工作中對(duì)要解決的問題的理解能力。就是當(dāng)一個(gè)人告訴你說“我想干這么一件事兒”,你聽到對(duì)方的這個(gè)需求時(shí),怎樣理解它背后到底是想要做什么?這個(gè)能夠理解得足夠清晰了,才有可能真正想到辦法解決它。這是一個(gè)特別特別關(guān)鍵的環(huán)節(jié),也是我們?cè)诟献鞣接懻擁?xiàng)目時(shí)首先要解決的環(huán)節(jié)。
比如對(duì)方說:我想讓更多的人買我的東西。那么你就需要理解“更多的人買我的東西”背后代表的需求是什么呢?他是想增加賣出去的商品數(shù)?還是想增加來買東西的人的數(shù)量?還是想提升他的營業(yè)額,即一共賣出去多少錢?是想留住老客戶,曾經(jīng)在這兒買過的人,我希望你還能繼續(xù)在這兒買;還是說我想要吸引新的客戶來買東西?你看就是這么一句話,事實(shí)上背后蘊(yùn)含著的可能是五種或六種不一樣的需求,每一種需求背后都需要不一樣的方法來解決。
理解能力非常非常重要,它其實(shí)也隱含著對(duì)溝通能力的要求。有個(gè)實(shí)際的體驗(yàn),我早期跟心理系的老師一起討論,大家很開心地聊了20多分鐘之后,突然發(fā)現(xiàn)我們倆說的根本就不是一回事兒。我們用的詞是一樣的,但是我們說的話背后的含義是完全不同的,因?yàn)橛械脑~在他們領(lǐng)域和在我們領(lǐng)域是不一樣的,頗有點(diǎn)雞同鴨講的意思。
第三個(gè)能力就是抽象能力。還是剛才的例子,對(duì)于 “我想讓更多的人到我這里來買東西”的自然語言表達(dá),你怎么把它抽象成一個(gè)數(shù)學(xué)問題,然后再把它抽象成計(jì)算機(jī)語言中的問題?這其實(shí)是一步又一步的抽象能力的發(fā)展。我特別喜歡現(xiàn)在這幾年小學(xué)數(shù)學(xué)的考試題目,和往年比有很大變化 —— 很多人說,如果小學(xué)語文不好,那數(shù)學(xué)肯定考不好,因?yàn)楝F(xiàn)在的數(shù)學(xué)考試題,都變成了一段話描述的應(yīng)用題。其實(shí)我覺得這是真正在考察一個(gè)孩子的能力,也是計(jì)算機(jī)專業(yè)特別需要的基本素質(zhì)。因?yàn)槟闶紫刃枰堰@個(gè)題讀懂,理解這種復(fù)雜的應(yīng)用題在考什么樣的數(shù)學(xué)問題,是在考加法還是減法,還是乘法。當(dāng)你抽象出這個(gè)問題之后,后面的問題才能迎刃而解。所以大家一定不要忽略孩子們對(duì)這部分能力的培養(yǎng)。
第四點(diǎn)是邏輯思維能力。在計(jì)算機(jī)專業(yè)中邏輯思維是特別重要的,因?yàn)樗某绦虼a的寫作就是在考察邏輯。我想起來一個(gè)例子,是在我女兒雙雙還在上幼兒園小班的時(shí)候,她玩兒滑梯,爬到上面時(shí)我順口叮囑了一句:“雙雙你要先看下面有沒有人啊.”結(jié)果雙雙就坐在滑梯的上面問我:“媽媽,下面如果有人是不是就不能滑?”我說對(duì)。她又問:“那如果我滑到一半兒的時(shí)候,下面來了人怎么辦?”我想這很有意思,這是一種例外情況呀(就是計(jì)算機(jī)程序中要處理的特殊情況)。我說:“那你就要大聲喊,說'小心請(qǐng)讓開'!”然后雙雙又繼續(xù)問:“那如果我滑到一半兒的時(shí)候,上面來了人,我怎么辦呢?”我就想,哈哈,這又是另一種例外情況啊。我回答“那你滑下來就趕緊跑。”當(dāng)這三種情況都想完了,小姑娘心滿意足地滑下來。我當(dāng)時(shí)就對(duì)雙雙說:“雙雙你不錯(cuò)呀,你其實(shí)已經(jīng)是寫了一個(gè)小的計(jì)算機(jī)程序了—— 就是滑滑梯的程序,關(guān)于'有沒有人’這件事情的處理,你已經(jīng)考慮了各種情況,真不簡(jiǎn)單!”其實(shí)這就是一種邏輯思維的能力。大家從這個(gè)例子里面應(yīng)該就能夠體會(huì)到,并不是只有編程時(shí)才能得到學(xué)習(xí)和鍛煉的,在日常生活里完全可以培養(yǎng)孩子這樣的能力。
再舉個(gè)例子,在孩子四五歲時(shí)我們還做過進(jìn)電梯的安全教育游戲。我們跟孩子討論,你不要自己?jiǎn)为?dú)進(jìn)電梯,否則會(huì)怎么樣?如果不小心自己進(jìn)去了,爸爸媽媽沒進(jìn)去,你要怎么樣?如果爸爸媽媽進(jìn)去了,你沒來得及進(jìn)去,你要怎么樣?這也是一種計(jì)算機(jī)會(huì)用到的邏輯思維能力。如果我們平常多和孩子做一些這樣的討論,他的邏輯思維能力就會(huì)逐漸構(gòu)建起來,對(duì)他未來學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)有特別大的幫助。
最后一個(gè)是分析能力。分析能力是什么呢?就是你看到了一個(gè)結(jié)果之后,你覺得它可能代表著什么?這件事情挺重要的,在計(jì)算機(jī)專業(yè)上面特別常用。例如當(dāng)你的程序跑出來一個(gè)結(jié)果之后,你一看我的這個(gè)精度只有70%,還有30%是做錯(cuò)了的。這個(gè)時(shí)候你就不能到此為止,而需要修改完善自己的算法,要想怎么樣把剩下的那30%也做好,分析所有出錯(cuò)的可能的原因,進(jìn)行歸類總結(jié),逐一想到解決的方案,然后才能做出相應(yīng)的修改,這個(gè)依靠的就是分析能力。
這種能力其實(shí)在我們的日常生活中也特別重要,也是在生活里就能培養(yǎng)的。比如你跟孩子一起出門玩兒,走在路上本來挺高興的,孩子手里拿著的一個(gè)雪糕突然啪一聲掉到地上了,這是特別郁悶的事兒。在響應(yīng)了孩子的郁悶情緒,不難過之后,你會(huì)不會(huì)對(duì)孩子分析一下說這件事兒是怎么發(fā)生的?是手沒拿穩(wěn)嗎?還是天氣太熱,雪糕化了支撐不住了?甚至也許還是因?yàn)檫@個(gè)雪糕的設(shè)計(jì)不合理,你不好拿?等等。這樣的過程,在計(jì)算機(jī)專業(yè)中叫做debug。bug是程序里的錯(cuò)誤,小蟲子;debug就是“抓蟲子”,是找出來錯(cuò)誤出在哪兒了,要把它改過來,下一次程序才能正確運(yùn)行。這個(gè)能力是計(jì)算機(jī)專業(yè)特別需要的。事實(shí)上,它也是在各個(gè)領(lǐng)域——不僅僅是計(jì)算機(jī)方向——都特別需要的能力,也是我們生活中所需要的。所以建議大家平時(shí)在跟孩子聊天的時(shí)候能多做一些這樣的分析,多“抓抓蟲子”。
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