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计算机程序设计以动态数据处理形式反映客观世界数量变化及运动过程。变动性、发散性、时序性和创造性是计算机程序设计中动态思维的重要特点。
计算机程序设计可以有效地对学生进行动态思维训练。动态思维方法是分析问题、解决问题——特别是循时序不断变化的问题——的重要方法。
动态思维训练是与传统数学、物理等学科运用公理系统进行的演绎思维训练相平行的另外一种重要的思维训练。同时,计算机程序设计是培养学生创造力的一个极好手段。
——摘自郭善渡先生谈程序设计教学(刊载于《中国信息技术教育》2007年第6期,P18)。
● 反思
我在讲学中常以A=A n说明“计算机程序设计以动态数据处理形式反映客观世界数量变化及运动过程”,以及引入变量和变量名概念对提高学生逻辑思维能力的重大意义。
A=A n是计算机程序中常用到的赋值语句,其中的A是变量(n是常量也可以是变量)。这是计算机程序设计教学的重点,也是精髓所在,具有重大的教育价值。但是,一些教师并未给予足够的重视,甚至将“变量”等同于代数中的“未知数”。
生活中最常见和常用的逻辑主要是形式逻辑和辩证逻辑。形式逻辑是静态逻辑,传统数学、物理等学科培养的逻辑思维能力主要是这种“静态逻辑”的思维能力。A=A是形式逻辑中的同一律。A=A n违背了同一律,为形式逻辑所不容。这里的关键是,程序设计中的A=A n引入了时间维度,A是变量,“=”右边的A是“老A”,“=”左边的A是“新A”。
古希腊哲学家赫拉克利特说“人不能两次踏进同一条河流”,此说被认为开辩证思维之先河。他形象地表达了关于变的思想:“一切皆流,无物常驻。”他的学生克拉底鲁进一步发展了他的变的哲学。老师说,人不能两次踏进同一条河流;学生进一步说,连一次也不能。这就完全否定了相对静止,陷入诡辩论,乃至有“A既是A,又不是A”,直接与形式逻辑的同一律相对立。
我提出,引入变量和变量名的观念,用于同一律,可以使形式逻辑与辩证逻辑这一矛盾迎刃而解。形式逻辑与辩证逻辑的同一律可统一表示为:A=A n。当n=0(相对静止,或可忽略变化)时,A=A,即形式逻辑之同一律乃是统一形式之特例;当n≠0(运动,或不可忽略变化)时,A=A n,可视为辩证逻辑之同一律。辩证逻辑引入了时间维度,不是从静态上,而是从运动、变化、发展的实际过程去研究概念和推理。如果无视时间维度,不考虑相对稳定在认识和把握客观事物上的重要意义,只是一味“辩证”地批判形式逻辑,将不可避免地跌入诡辩论的泥坑。
由于有了变量名(目前好像只有计算机程序中用到)的观念,赫拉克利特“人不能两次踏进同一条河流”之说,将不再令人纠结。我们可以过N遍黄河,虽然黄河的水、河里的泥沙、河岸的土石不断在变,甚至过河的人也在变,但“黄河”(变量名)千古不变。
其实,人们通常使用的“同一律”正是A=A n。也就是说,A可以不断地变,但只要不超过“质的规定(未产生质变)”,则A还是A(变量名不变)。否则,你将不你,我将不我,世界上不会有确定性质的事物了,整个世界混沌一团,我们不能指称事物,更谈不上认识和分析事物了。
可见,仅变量和变量名的概念就具有这么重大的教育价值,其他蕴含在计算机编程中的教育价值不胜枚举。(参见拙著《计算机与创造教育》,发表于《课程·教材·教法》1999年第5期,P46)。遗憾的是,因为某些人提出了“基础教育不需要培养程序员”的看法,教材中砍掉了计算机编程内容。
2006年3月,周以真教授提出了计算思维(Computational Thinking)的概念。周教授认为,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。
受其影响,国内一些学者呼吁将计算机编程重新引入我国的基础教育信息技术课程(或技术实践课程)。
在研读了周教授的《计算思维》(《中国计算机学会通讯》,2007年第11期,翻译:徐韵文,王飞跃)一文后,我认为,周教授提出“计算思维”以强调计算机学科的重要性,其主观愿望可以理解,也产生了积极的影响。
但是,人类对思维的认识还很肤浅,所以,很难对思维进行科学严谨的分类。以下一些分类,目前看来有其合理性,对于研究思维心理的不同方面也可能是必要的。例如,按思维的抽象性可划分为具象思维(形象思维)和抽象思维(逻辑思维);按思维内容可划分为再现性思维与创造性思维;按思维的目标指向可划分为发散思维(或求异思维)和聚合思维(或求同思維);等等。若试图按工具、学科或应用领域对思维进行分类则是不严谨的——这种分类避免不了交叉与混乱,如“计算思维”与“数学思维”“算法思维”“计算机思维”“互联网思维”“云思维”“大数据思维”是什么关系?
20世纪80年代,北京市少年宫和一些小学开设了围棋课程(课外活动)。人们发现,围棋对开发儿童智力有明显和独特的作用。一位教师(计算机教师也是围棋教练)写了一篇名为《在中小学开展围棋活动的教育意义》的文章,请我审阅。文中提到“围棋思维”,被我删掉了。围棋博大精深,在开发和培养青少年智力上的确有独到之处,且围棋也的确具有独到的“算法”,但我们只需深入挖掘其内涵的教育因素即可,完全没必要“攒”个新词忽悠家长和学生。
计算机程序设计以动态数据处理形式反映客观世界数量变化及运动过程。变动性、发散性、时序性和创造性是计算机程序设计中动态思维的重要特点。
计算机程序设计可以有效地对学生进行动态思维训练。动态思维方法是分析问题、解决问题——特别是循时序不断变化的问题——的重要方法。
动态思维训练是与传统数学、物理等学科运用公理系统进行的演绎思维训练相平行的另外一种重要的思维训练。同时,计算机程序设计是培养学生创造力的一个极好手段。
——摘自郭善渡先生谈程序设计教学(刊载于《中国信息技术教育》2007年第6期,P18)。
● 反思
我在讲学中常以A=A n说明“计算机程序设计以动态数据处理形式反映客观世界数量变化及运动过程”,以及引入变量和变量名概念对提高学生逻辑思维能力的重大意义。
A=A n是计算机程序中常用到的赋值语句,其中的A是变量(n是常量也可以是变量)。这是计算机程序设计教学的重点,也是精髓所在,具有重大的教育价值。但是,一些教师并未给予足够的重视,甚至将“变量”等同于代数中的“未知数”。
生活中最常见和常用的逻辑主要是形式逻辑和辩证逻辑。形式逻辑是静态逻辑,传统数学、物理等学科培养的逻辑思维能力主要是这种“静态逻辑”的思维能力。A=A是形式逻辑中的同一律。A=A n违背了同一律,为形式逻辑所不容。这里的关键是,程序设计中的A=A n引入了时间维度,A是变量,“=”右边的A是“老A”,“=”左边的A是“新A”。
古希腊哲学家赫拉克利特说“人不能两次踏进同一条河流”,此说被认为开辩证思维之先河。他形象地表达了关于变的思想:“一切皆流,无物常驻。”他的学生克拉底鲁进一步发展了他的变的哲学。老师说,人不能两次踏进同一条河流;学生进一步说,连一次也不能。这就完全否定了相对静止,陷入诡辩论,乃至有“A既是A,又不是A”,直接与形式逻辑的同一律相对立。
我提出,引入变量和变量名的观念,用于同一律,可以使形式逻辑与辩证逻辑这一矛盾迎刃而解。形式逻辑与辩证逻辑的同一律可统一表示为:A=A n。当n=0(相对静止,或可忽略变化)时,A=A,即形式逻辑之同一律乃是统一形式之特例;当n≠0(运动,或不可忽略变化)时,A=A n,可视为辩证逻辑之同一律。辩证逻辑引入了时间维度,不是从静态上,而是从运动、变化、发展的实际过程去研究概念和推理。如果无视时间维度,不考虑相对稳定在认识和把握客观事物上的重要意义,只是一味“辩证”地批判形式逻辑,将不可避免地跌入诡辩论的泥坑。
由于有了变量名(目前好像只有计算机程序中用到)的观念,赫拉克利特“人不能两次踏进同一条河流”之说,将不再令人纠结。我们可以过N遍黄河,虽然黄河的水、河里的泥沙、河岸的土石不断在变,甚至过河的人也在变,但“黄河”(变量名)千古不变。
其实,人们通常使用的“同一律”正是A=A n。也就是说,A可以不断地变,但只要不超过“质的规定(未产生质变)”,则A还是A(变量名不变)。否则,你将不你,我将不我,世界上不会有确定性质的事物了,整个世界混沌一团,我们不能指称事物,更谈不上认识和分析事物了。
可见,仅变量和变量名的概念就具有这么重大的教育价值,其他蕴含在计算机编程中的教育价值不胜枚举。(参见拙著《计算机与创造教育》,发表于《课程·教材·教法》1999年第5期,P46)。遗憾的是,因为某些人提出了“基础教育不需要培养程序员”的看法,教材中砍掉了计算机编程内容。
2006年3月,周以真教授提出了计算思维(Computational Thinking)的概念。周教授认为,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。
受其影响,国内一些学者呼吁将计算机编程重新引入我国的基础教育信息技术课程(或技术实践课程)。
在研读了周教授的《计算思维》(《中国计算机学会通讯》,2007年第11期,翻译:徐韵文,王飞跃)一文后,我认为,周教授提出“计算思维”以强调计算机学科的重要性,其主观愿望可以理解,也产生了积极的影响。
但是,人类对思维的认识还很肤浅,所以,很难对思维进行科学严谨的分类。以下一些分类,目前看来有其合理性,对于研究思维心理的不同方面也可能是必要的。例如,按思维的抽象性可划分为具象思维(形象思维)和抽象思维(逻辑思维);按思维内容可划分为再现性思维与创造性思维;按思维的目标指向可划分为发散思维(或求异思维)和聚合思维(或求同思維);等等。若试图按工具、学科或应用领域对思维进行分类则是不严谨的——这种分类避免不了交叉与混乱,如“计算思维”与“数学思维”“算法思维”“计算机思维”“互联网思维”“云思维”“大数据思维”是什么关系?
20世纪80年代,北京市少年宫和一些小学开设了围棋课程(课外活动)。人们发现,围棋对开发儿童智力有明显和独特的作用。一位教师(计算机教师也是围棋教练)写了一篇名为《在中小学开展围棋活动的教育意义》的文章,请我审阅。文中提到“围棋思维”,被我删掉了。围棋博大精深,在开发和培养青少年智力上的确有独到之处,且围棋也的确具有独到的“算法”,但我们只需深入挖掘其内涵的教育因素即可,完全没必要“攒”个新词忽悠家长和学生。