「计算思维」第五话 | 为什么 Wolfram 语言是“计算思维”的入门首选?

温故知新直升机 

第一话:得“计算思维”者得天下

第二话:当孩子在敲代的时候,他在想什么?

第三话:你需要知道的关于 Wolfram 语言 的一切

第四话:“计算思维”如何与现行教育接轨?

你已急不可耐地想拥抱“计算思维”,抢占未来先机,好好地大干一场!

转念间却“拔剑四顾心茫然”,不知该从何入手,从哪起步?

当然是从 Wolfram 语言开始啊!为什么?下面我们就来严肃认真地探讨一下:

 

为什么 Wolfram 语言

是学习“计算思维”的入门首选?

感谢阿曹、菜根谭、顾天予和翼年的倾情翻译

怎样传授“计算思维”?

第五话

 为什么 Wolfram 语言是“计算思维”的入门首选?

1. 因为这是世界顶尖科学家们的同款工具

每天都有大量顶尖科学家和工程师用 Wolfram 语言做各种复杂的事。不过,我想强调的重点的是,如今的 Wolfram 语言已经方便到能让孩子们也快速上手了。我不是说 Wolfram 语言推出了少儿版,而是 小孩也可以轻松使用世界顶尖科学家们用的同款 Wolfram 语言。(当然,就像在英语里孩子们通常不会去用某些生僻词汇,他们一般也不会用到 Wolfram 语言里面的某些函数。)

这是怎么做到的呢?这要归功于过去 30 年里,我们在 Wolfram 语言自动化上不懈的努力。现在, 无论是谁用 Wolfram 语言,不管他是专业人士还是学生,只要他能提供概念和计算思维,Wolfram 语言就会自动完成各项任务。

过去大家都喜欢推出普通版和专业版,供不同人使用。但多亏自动化,他们已经合二为一。这并不是史无前例,在其他领域早已有之,比方说,视频剪辑——在过去,业余爱好者用简单的软件,专业人士用复杂的软件,但现在,从孩子到顶级电影公司,大家都在用同一个软件。

或许,这在计算思维和编程领域更难实现,但经过三十年的努力,我认为 Wolfram 语言已经做到了。

在许多课程中,学生因工具的限制,只能做些最简单初级的事,能实现的远不能与专业人士相提并论。 但当有了计算思维和相同的工具,从理论上说,孩子们也可以做到同样高水准的事。

2. 因为它能解决现实问题

从某种意义上说,孩子们在学校所能做的大部分事情都不能给现实带来直接的改变。他们花很多时间去解数学或化学题,试图得到一个标准答案。对于写作文,他们则要把每个字都拼写正确。然而对于计算思维与 Wolfram 语言,情况就完全不同。

一旦孩子知道如何把现实问题构建成一个计算机能够处理的问题,并知道怎样用 Wolfram 语言,那么 Wolfram 语言就能对你的问题着手解答,答案也许计算量大得惊人且非常复杂。

例如,如果一个学生对于帝国兴衰感兴趣,他或许想知道在从不同时期,帝国疆域大小是如何变化的。当他把这个想法输入到 Wolfram 语言中,计算机就会开始搜索答案,很快,他就能得到各种精良的信息图表,由此他能得出各种各样的结论。

3. 因为它与多学科融汇贯通

孩子在写 Wolfram 语言的过程中到底能学到什么呢?

首先,他们能学到计算思维。计算思维的确是一种全新的思维方式。但它与孩子熟悉的其他事情也有共通之处。比如, 它与数学一样要求精确、清晰的思维;它也和作文一样,极富创造性。 好的代码在 Wolfram 语言中就像好的文章,清晰而优雅,一看就能懂。但不同于一般的写作,你的读者并不只是人,还有机器,机器读了之后就应该清晰地知道你需要它做什么。

4. 因为它能给你实时反馈

当学生在数学、化学或其他学科中碰到问题,通常只能问老师,或查看习题册最后的参考答案来答疑解惑。但 Wolfram 语言就完全不同,因为孩子可以立马知道反馈,如果你写的代码应该提供一个形似蜂窝的数组,那么你马上能看到结果!

写代码和孩子习以为常的事情的不同之处在于:你打好代码之后还需要调试代码。 调试代码是一个很好玩的智力游戏,Wolfram 语言让它变得从未如此简单,因为 Wolfram 语言是符号化的,任一部分都可以自主运行,单独研究。

所谓调试有两部分组成,一是测试代码,得出些结果,二是检查这个结果是否是我们想要的。比如,你所得出的莎士比亚剧本里面的社交网络是否真的是准确的?为何很多角色和其他角色没有任何联系?

然而,调试的最终目的是理解和解决问题,就像你在生活中可能碰到的许许多多的问题一样。但 Wolfram 语言的优势在于,你可以获得及时反馈。比如,你做了一些修改,立刻能查看结果的变化。

这就是计算思维。计算思维并不仅仅是编程,而是明白为“什么”而编程:如何把整个问题构建到一个计算机可以解决的框架中去。Wolfram 语言是一个很好的平台,它能接纳那些由“计算思维”构筑好了的问题,然后告诉你实实在在的答案。

— 未完待续 —

 ▍下期预告  ▍
如何引导孩子用 Wolfram 语言对感兴趣的事情进行探索?
如何对孩子的学习过程进行评估?

 

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