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  • 少兒編程學習必須要先了解的編程思維!(二)

    大腦中的知識是建立在我們的重要體驗的基礎上的,它代表了我們對這個世界的認識的抽象模型,可以幫助我們更好的理解我們所處的世界。 學習就是抽象建模的過程(學習是探索并建立各個領域的知識模型),編程也是抽象建模的過程(編程也是找到各個領域的知識模型并将其數字化,也就是說這個模型必須能夠運行,還要被很多人使用來接受檢驗)。所以編程是在思考事物的本質。 并且上面我們通過算術模型和拼音模型大概體會到建模其實可以包含非常豐富的内容,比如如何完善我們的模型,對比較複雜的模型如何分層等等。我們将在後面的章節具體去學習這些内容。 下面我們以一個更常見的建模的例子來說明上面的道理。 大家看下面這張圖裡是什麼? 火箭模型 如果你說是火箭。這并不是個真的火箭。 那為什麼你要說這是火箭呢?是不是因為它滿足了你大腦裡的關于火箭的模型呢?比如有尖尖的頭,圓柱形的身體,和幾個作為支架的腳。這個可能是我們大腦裡裡關于火箭的模型。正是因為有這樣一個模型,我們看到這種圖片,我們可以識别出火箭。 這個例子說明,抽象建模在我們生活中是無處不在的。抽象建模就是我們俗稱的“知識”。 編程這種建模是可被驗證的,因為必須能夠執行,并且要被很多人使用。 生命中心 這裡我們引入“生命中心”的概念。簡單的講,我們能夠識别出火箭這個模型,是因為上面這個模型裡包含了幾個構成火箭模型的生命中心,比如尖頭,身體,支架。有了這幾個生命中心,我們就可以識别出火箭這個生命體。 在算術模型裡,自然數和加減乘除就是我們的生命中心。在拼音模型裡,26個字母是最基本的生命中心,在其之上的聲母韻母是更大的生命中心。 Paracraft3D動畫編程界面 “生命中心”是克裡斯多夫亞曆山大在其著作“Nature of Order”裡提出的概念。克裡斯多夫亞曆山大認為我們周遭的所有我們可以識别的東西都有生命,包含多個生命中心,其生命中心的組成結構決定了生命體的生命度。 當然克裡斯多夫亞曆山大主要是把這些概念用在建築學上。克裡斯多夫亞曆山大深刻影響了軟件業的發展,他在1960-1970年代提出模式語言,直接催生了對象化編程和設計模式的發展,包括後來的敏捷編程。 但當在一次公衆演講中被問及如何看待他自己在軟件業的巨大影響時,他卻說,軟件從業者很大程度上并沒能正确理解他所說的概念。簡單的說,他認為軟件業用他的概念确實有利于軟件人士彼此的思想的溝通,但是目前的使用僅此而已,停留在簡單的工具和方法學上,而缺少對生命本質的理解,從而無法從整體上去連接一切,在各個層面各個領域做整體系統的闡述與運用。 本書中使用的軟件編程的抽象建模的分析方法,與軟件行業使用的不少方法有類似或相通的地方,但又有不同。 我們希望通過本書的嘗試,能夠建立起軟件業需要的對克裡斯多夫亞曆山大的理論正确的理解。如克裡斯多夫亞曆山大在”Nature of Order”裡所說,傳統西方科學自笛卡爾以來,刻意追求主客體的分離,不讓主觀去影響客觀的觀察。 帕拉卡3D動畫編程 但主觀其實也是客觀的,客觀本質也是主觀的。科學的進一步發展,就是要突破這種機械的對立。這種對立在軟件業的發展中也有很多的體現,簡單的說,為什麼編程對普羅大衆來說這麼難學難懂,就是這種機械對立的一個結果。而我們在本書裡所介紹的方法,就是在生命體系的各個層次的建立上,有(創造性的)人的主動的參與,去感知在每個層面需要建立的生命中心,去構建一個富有生命的生命體。 軟件編程裡需要學習的方法,和其他各個行業,隻要是面對複雜系統的,都是一樣的。我們希望通過對“生命中心”概念的正确運用,我們能夠把軟件編程真正普及開來。 根據相似性原理,表面複雜的系統都是由最簡單的基本單元組成的。比如生物體除了病毒,都是由細胞組成的,不管他們的形态和生命特征多麼不同。再比如整個宇宙的組成其實就是一些基本粒子。 我們所看到的一切,就是來自于這些簡單的基本單元的不斷變化和組合。我們需要的是找到這些最基本的單元,以及它們是組合與變化的規律。而這些基本的單元以及其上的大的單元,就是我們要尋找的生命中心。 同樣的基于相似性原理,所有的事物都是相連的,比如知識是廣泛相連的。正是因為生命中心不停的變化組合成不同的事物,才形成了各種事物之間的相似性。 我們将在後面的章節裡讓大家逐漸掌握在抽象建模中如何一層層的識别出各層的生命中心,直至能夠轉化成指令代碼的細節。 編程的抽象模型 編程作為我們建模的數字工具,其本身又有其抽象模型。那麼編程又是怎樣的抽象模型呢? 編程是在抽象建模。大家學習編程就是學習如何去給不同的事情去抽象建模。 下面我們結合Paracraft 這個3D世界裡的編程來了解編程的抽象模型是什麼樣子的。 Paracraft3D動畫編程 首先是指令。編程就是通過一些指令去操控一些東西。在Paracraft 的世界裡,我們有指令可以讓角色移動,向前走,旋轉,說話等等。 有一類指令是跟事件相關的,用來響應外部或内部的事件,比如鍵盤被按下或者鼠标被按下等等。 在paracraft 裡有一類事件是廣播消息,發出的消息所有的角色都能接收到,需要響應該消息的角色可以去響應。 然後就是這些指令需要被一定順序執行。最簡單的就是順序執行,即從上到下一條一條指令的執行。也可以循環執行甚至永遠重複。也可以根據一定的條件選擇執行,即如果那麼語句。除了順序執行,其他都有相應的控制語句。 好,差不多這就是最簡單的編程模型了。

  • 少兒編程學習必須要先了解的編程思維!(一)

    編程與抽象建模 我們每天都在學習新的知識。知識就是我們大腦對這個世界的各種認識的抽象模型。 編程是對世界本質的思考,所以編程也可以看成是我們的大腦在抽象建模。 編程中的抽象建模是可被計算機檢驗的(因為必須能夠在計算機上運行),并且可以在全世界被成千上萬的人反複使用,所以可以說軟件編程建立的抽象模型是經過了大量的檢驗的抽象模型。 正是因為這個原因,我們可以通過學習編程去更好的認識這個世界,以及各種軟件在不斷進入更多的領域和更深的層次,改變了我們的生活。 所以首先的我們要了解抽象建模。 抽象模型:算術 大家都學過算術。算術是我們對數字的認識的一個模型。比如自然數以及加減乘除就構成一個模型。 自然數是1,2,3,4,5,6這樣的數,顧名思義,就是自然世界裡有的數。我們可以對這些數進行加減乘除運算,在我們的生活中我們經常需要對這些數字進行這些運算。 但是當你用一個較小的數減去一個較大的數,比如 2 - 6,就不夠減了。為了讓我們的算術模型更加完善,我們可以引入負數,這樣我們就有:2 - 6 = -4 負數可能就沒有自然數這麼自然了,它更像是我們頭腦裡的一個抽象概念。 當你用一個自然數除以另外一個自然數的時候,你很可能也得不到一個自然數。為了讓算術模型更完善,我們引入分數或者小數這個更加抽象的概念。 引入負數和分數以後,我們看到我們的算術模型就比較完整了。 抽象模型:拼音 漢字拼音也是一個模型。你可以用26個字母拼出所有的漢字。 不過對于拼音模型,26個字母隻是其最基本的單元,字母之上,還有更高層次的結構:聲母,韻母。另外漢語拼音還有4個音調。 知識也是抽象模型 總結一下我們上面講述的抽象模型: 知識是我們大腦裡的模型,代表了我們對這個世界的認識。這個模型是建立在我們生活中經曆過的其它重要的感官體驗基礎上的(我們稱之為重要體驗)。因此死記硬背是無法真正學會知識的,我們必須用雙眼、雙手去體驗,找到事物間的相似之處,建立起抽象模型。

  • 人工智能體驗課走進晉安第二中心小學,感受人工智能别樣風采!

    2019年8月,《福建省教育廳辦公室關于遴選推薦義務教育階段人工智能教育實驗區和試點學校的通知》中提出要組織各地開展人工智能教育試點,并取得初步成效,要加快推進人工智能知識普及教育。人工智能時代需要新的人才,而人工智能知識的學習需要“從娃娃抓起”。10月22日,人工智能體驗課走進晉安第二中心小學,給同學們帶來了一場精彩的人工智能體驗課,讓孩子們感受到科技帶來的樂趣。 “人工智能”一詞雖然不陌生,但對人工智能同學們還沒有太深入的了解。以前隻能在電影中看見的無人駕駛汽車、人工智能機器人已經開始應用到我們的日常生活中。 好學智慧的老師圖文并茂的為同學們講解了人工智能的基本原理、發展曆程和應用領域。還分析了人工智能目前所應用的場景以及能夠達到的水平。 随後,老師演示了阿爾法機器人和3D打印機的操作原理,通過編程指揮,機器人不僅可以跳舞還可以唱歌,使學生們産生了極大的興趣。大白老師通過六足機器人引導在場的學生們思考了人機協同的理念。生動的教學方式讓學生們人工智能有了初步的概念,為未來更深入的學習打下了基礎。 短短一小時的體驗公開課,讓學生們深切地感受到了科技帶來的無限魅力。通過學習人工智能項目課能夠提升學生信息素養、豐富學生學習生活、激發創新精神、培養實踐能力、培養具有國際競争力的創新人才。借鑒學習創新應用,結合數學、空間、物理、美學、科技、信息技術等綜合跨學科應用,提高思創水平,充分開發學生的智力,最終實現将創意靈感到實物具象呈現。

  • 關于機器人編程教育這些你了解嗎?

    随着教育領域與人工智能技術的結合越來越緊密,兒童掌握一定的編程知識,對于未來的學習也會有一定的積極意義。孩子為什麼要學習機器人編程? 機器人編程融入了數學、英語、科學、物理、藝術等多學科,孩子在學習的過程中提升的并不是單一的能力,而是綜合能力的全面提升。 孩子如何學習機器人課程? 機器人編程課程的目的是讓學生通過給定的零件,進行組裝,搭建,然後通過編寫程序,實現對機器人的控制。課程會涉及硬件和軟件相關知識,而更偏重于硬件知識。 以咖搭姆機器人編程課程為例,以樂高為主打課程,從設計、搭建、編程到控制,讓孩子從簡單到複雜慢慢了解機器人的制作過程,在學習綜合類學科知識的同時,鍛煉孩子們邏輯思維能力,提升孩子的思維靈敏度、肢體協調性、語言表達能力、社會交往能力、主動學習能力。 通過不同主題的課程設置,培養孩子們不同的能力,在寓教于樂的學習氛圍中,通過遊戲化的課程場景營造和交互體驗,提升孩子們的學習趣味性,用高效有趣的方式使孩子們的各種能力得到提升。 例如在齒輪轉動的主題中,幫助孩子學習生活中常見的機器的工作原理,理解皮帶傳送、傳動輪變向、連杆運動等原理,滿足孩子對機械的好奇心,培養孩子在生活中可以運用其原理一一破解;在“空中交通”的主題中,通過生活中的細微觀察,學習基礎交通規則,在由已知到未知的探索過程中,學習場景的設計搭建以及評論性的詞彙,提高其語言的表達能力、講解能力。特别是幫助孩子發揮自己的創想,靈活運用,體現出作品的獨特性。 咖搭姆擁有以上完整機器人編程課程體系的同時,還有特色開放挑戰課程、數學思維課程、科技造物課程、比賽考級等。咖搭姆業内獨家開放挑戰課程,我們積木系列的課程以樂高系列課程為主,配合來自美國、日本、以色列等國家的國寶級積木類教具,為孩子構建了從2歲到18歲豐富的課程體系。該系列課程孩子會産出至少400種作品,課程主要以學會感知生活為主,孩子透過集成性較高的積木,能夠創造出任何立體感強的作品,從而對自己接觸到的事物有細緻的觀察、深入的了解,形成豐富深刻的印象,喚起孩子對構建物體的欲望。在孩子不斷創造的過程中,其觀察力和注意力等感性經驗的積累和鍛煉都不約而同的得到了提升。

  • 瞧瞧,這樣的代碼才叫 Pythonic

    Python由于語言的簡潔性,讓我們以人類思考的方式來寫代碼,新手更容易上手,老鳥更愛不釋手。 變量交換 能用一行代碼解決的(并且不影響可讀性的),決不用三行代碼。 下面是一個非常簡單的 for 循環。 單行表達式 這并不意味着,代碼行數越少,就越 Pythonic 。 建議還是按照如下的寫法來 使用 for 循環時,如何取得對應的索引,初學者習慣使用 range + len 序列解包 字符串拼接 更推薦的做法是使用 join 函數 判斷一個變量是否為真(假),新手習慣直接使用 == 與 True、False、None 進行對比 訪問字典元素 更推薦的做法是使用get來取,如果沒有該 key 會默認返回 None(當然你也可以設置默認返回值) 下面這段代碼,會根據條件過濾過列表中的元素 除了 filter 之外,還有 map、reduce 這兩個函數也很好用 文件讀取是非常常用的操作,在使用完句柄後,是需要手動調用 close 函數來關閉句柄的 代碼續行 稍等注重代碼可讀性的人,會使用三個引号來續寫 導包的時候亦是如此 有時候出于需要,我們會使用一些特殊的魔法來使代碼适應更多的場景不确定性。 使用占位符 鍊式比較 其實還有更好的寫法 三目運算 其實是可以使用三目運算,一行搞定。

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