首先，請大家一起來想象一個畫面。
此刻，疲憊一天的你正在回家的電梯上。從 1 層進入，並點亮了前往 5 層的按鈕，電梯開始緩緩向上爬升，到第 3 層時，電梯停了下來，走進一個金髮碧眼的女郎。
這時，幾個疑問忽然闖入你的腦海：為什麼我按了 5 層的按鍵，電梯就會開始向上爬升？為什麼外面有人按了樓層按鈕，電梯就會停止？電梯的程序是如何運作的呢？
很巧，這些小問題正好可以用編程思維來解答。
① 「當你在 1 樓，想去 5 樓」，這裡涉及了起終點和循環的概念。從起點 1 出發，終點為 5 ，循環計數從 1 到 5 ，滿足的退出循環條件，電梯停了，門也打開了。
②「當你在上升的過程中，外面有人按了按鈕」，這裡涉及了判斷語句。電梯的程序中，有一個判斷條件，一直在監聽 If (是否有人按了按鈕），當條件成立，電梯就會停止。
發現了嗎？生活中處處有編程，編程原本就是為了解決生活中的實際問題。
我們的孩子學編程，不只是單純學會代碼，掌握一項技能，或是培養一個興趣，最重要的，是掌握背後一整套高效解決問題的思維模式。
擁有這種思維模式的人，通常在生活中看起來更加“聰明”：無論是在工作還是學習中，你都會發現他頭腦清晰、反應靈敏，做事效率也非常高。
你有沒有發現，那些站在金字塔頂尖的人，通常不止在自己的領域優秀，而是“文史哲數理化”樣樣精通。這是因為他們擁有一套高效的思維模式，對知識的消化和吸收也非常快。
學編程的本質，就是為了幫助孩子們形成這樣的思維模式——「編程思維」，又叫「Computational Thinking」。
如此神奇的「編程思維」到底是什麼呢？
編程思維，是一種高效率解決問題的方式，是“理解問題——找出路徑”的高效思維過程，它由“分解—抽象—模式識別—算法”四個步驟組成。 聽起來很高大上的樣子？彆著急，讓我們一起來做一些新鮮有趣的解讀。
分解 —— 化繁為簡
分解，簡單來說，就是“把複雜的大問題，拆解成更可執行、更好理解的小步驟”，它能鍛鍊我們拆解複雜問題的能力。
生活中常常會出現一些複雜，且需要多步驟才能解決的問題。很多人在遇到此類情況時，常常感到一團亂麻，完全不知道該從何下手。這樣的人，就是缺少“分解問題，化繁為簡”的能力。
這類問題可能是一篇2萬字要求的論文，一道看上去毫無頭緒的數學題，也可能是假期出行前的一次旅行規劃。
面對複雜問題，不要害怕，首先，拆了它！
現在，你要和幾個朋友一起出國旅行，由你來負責出行前的規劃。需要做什麼？
按照時間維度來拆解這個問題。首先，我們需要選擇出行目的地，然後做旅行攻略、安排行程，接下來就可以預定機票和酒店，最後準備行李清單。
而四個大步驟又可以具體拆解為許多小步驟，詳見下圖
把一個比較大的問題多層拆解之後，看起來是不是就清晰很多了？
編程的過程，就是把複雜和龐大的問題“自上而下，逐步拆解，直至理順”。這種思維，在學習和生活叫“分解思想”，在工作中又叫“項目管理”。
做數學題也是一樣的道理。解答一道複雜的題目，通常需要把它拆解成多個大步驟，而每個大步驟，又可以繼續分解為更多的小步驟......分解思想，也是數學中最重要的思想之一。這也是學編程的孩子，數學成績也不會差的原因。
具備這種思維的人，做事情是有條不紊並且有耐心的。而分解能力好的孩子，即便面對一道有挑戰的數學題，也能列出清晰的解題步驟，清楚地知道自己每一步的進展，而不是遇到難題時腦子裡一團亂麻。
抽象 —— 聚焦關鍵
編程中最關鍵的就是“抽象思維”能力，它能鍛鍊我們聚焦重點，忽略無用信息，並抽取關鍵信息的能力。
抽象思維聽起來有點抽象？沒事，再邀請你進行一次想象。
現在，想象一個房子的形象。
在一般人的想象中，它有可能是這樣的：
天藍色的房頂，明亮的玻璃窗
一扇小小的木門朝向綠意盎然的花園
但在建築師的想象中，它可能是這樣的：
建築師想象中的房子，具體到了房子內部的具體架構和材料，每一面牆、每一扇門窗應該如何更精巧地設置。
那如果是化學家呢？他心中的房子，甚至可能是由一個個原子，按照一定的規律排列組合而成的。
在上述案例中，門和窗子的物理材料，是對原子的抽象，而整個房子，又是對門窗房頂這些具體構成房子的物體的抽象。
發現了嗎？我們的生活中處處是抽象思維。
數學中，實數運算是對現實的抽象，代數運算是對實數運算的抽象，抽象代數又是對代數的抽象。國家方針政策是對整個國家運行發展的抽象，國家級政府職能部門對方針政策進行具象，省市縣級再依序進行具象......
我們的現實，就是在這樣一步步的分層抽象中，逐步清晰起來。抽象級別越高，則越接近事物的本質，規律的適用面也越廣。
編程的世界裡，就包含“子系統、模塊、包、類、方法和語句”等不同層級的抽象，學編程能鍛鍊孩子們不斷抽象、聚焦關鍵信息的能力。
在學習中，抽象思維也非常重要，我們孩子在學校裡的學習，很多都是對抽象思維的訓練與考察。例如，學語文課文時，需要定位段落關鍵句；做英語閱讀理解時，要快速抓取關鍵信息和中心思想。抽象思維能力越高的孩子，在大量信息中聚焦關鍵信息的能力會越強，專注力也會更高，自然學習也會更輕鬆。
模式識別 —— 規律整合
模式識別，就是“如何找出相似的模式，並高效率解決細分問題”，它能極大鍛鍊我們規律整合的能力。
說到找規律，大家都不陌生。老規矩，這次來做一道題。
假如你有一副撲克牌，取出大小王並打亂順序後，一人隨機從中取出一張，如何確定取出的牌是幾？
好像有點難？沒事，讓我們先把它抽象成一個數學問題：
1 + 2 + 3 + 4 + ...... + 100 = ?
國外的一個小孩在多年前就發現規律，並巧妙地解決了這個問題——
1 + 100 = 101，2 + 99 = 101 ...... 50 + 51 = 101
從 1 加到 100 共有 50 個這樣的組合
因此 50 ✖️101 = 5050
總結規律 1+2+3+......+n =n✖️(n+1) / 2
你猜的沒錯，這個小孩就是偉大的數學家高斯，上圖就是高斯算法的思路。
回到我們的撲克牌題目，你能否識別出它其中悄悄隱藏的高斯求和模式呢？
同一大小的牌共有4張，所有牌的面值大小為（1+2+......+13）✖️4
套用高斯算法，總面值大小為[（1+13）✖️6]✖️4=364
要算缺少的撲克牌，用364減去手上牌面值的總和即可。
善於發現和總結規律的人，常常做事麻利、效率也特別高。因為他們腦子裡自備各種規律的“方法庫“，遇到相似的情況就直接調用，極大節省了時間，也不會錯漏。
在編程學習的過程中，孩子們也一直在做這樣的訓練：發現一些可以重複的單元，把它整合起來，套用進設定好的模式，再讓計算機去重複它。
規律整合能力強的孩子，也善於發現學習中的規律和方法。看到一道題，有些孩子一瞬間就想到了解題方法與思路，我們會感嘆道：“這個孩子真聰明”。事實上，是因為這個孩子具有很高的「模式識別，規律整合」的能力。
分解—— 化
算法 —— 邏輯思維
算法，就是根據之前一系列對於問題的理解，設計一步一步的解決路徑，並解決整個問題。
在具體解決問題的過程中，最關鍵的能力有兩個 —— “邏輯思維”和“調試糾錯”。
邏輯思維能力程序員圈子很流行的一個笑話。
娃媽給程序員老爸打電話：“下班順路買10個包子帶回來，如果看到賣西瓜的，就買一個。”
結果娃爸手捧一個包子進了門。娃媽怒道：“你怎麼就只買了一個包子？！”
娃爸答曰：“因為看到了賣西瓜的。”
雖然是一個黑程序猿的笑話，但也體現了很典型的編程思維。編程就是理性嚴謹地與電腦對話，因此對編程者的邏輯思維能力也有很高的要求。
邏輯思維中有個很重要的原則叫 MECE（Mutually Exclusive and Collectively Exhaustive），意思就是“相互排斥且整體完備”，也就是“不重複，不遺漏”。
右圖符合MECE原則，左圖則沒有
在編程的算法中，需要處處考慮MECE原則。解數學題時，也是同一個道理——我們要保證答案中考慮到所有的情況，而這些情況既不遺漏，也不重疊。
另外，編程算法中還會涉及到處理很多 “與”、“或”、“非”等邏輯用語。這些操作和思考，對孩子來說都是非常好的邏輯訓練。
調試糾錯能力編程的世界裡，只有對與錯，沒有模糊值。在程序運行的過程中，只要最終的結果與期望不符合，就證明算法中肯定有錯漏。
但是，程序中的bug常常不是一下就能找到的，需要我們把程序的運行順序一步步地跟走一遍，同時觀察每一步的運行結果。這就需要很多的耐心、觀察力和專注力，對孩子的抗挫能力也是一種磨練。孩子在這個過程中，也會逐漸懂得一個道理：犯錯很正常，糾正它，下次不再犯類似的錯誤就好。
這一點，也是優秀的人身上常常共通的一項品質。這些人總是在進步，因為他們懂得“回溯、調試、糾錯”，不斷進行自我優化和成長，不斷be better。
以上，就是傳說中的 4 大「編程思維」了，是不是沒有想象中的晦澀難懂呢？
蘋果創始人Steve Jobs曾說：“每個人都應該學習編程，因為它教會你如何思考。”
孩子學編程的過程，正是在不斷的思考和實操中，反覆訓練提升這 4 項重要的思維模式，建立一種真正“抗打”的認知思維和學習能力 —— 這是一種底層的思維邏輯，在任何行業都能通用，同時也是迎接人工智能時代的基本素養。
20 年前，學英語不是為了成為翻譯員；
10 年前，學習電腦不是為了成為打字員；
今天，學習編程不是為了讓孩子們都成為程序員，而是為他們打開一扇門，走進更廣闊的未來世界！
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