這是一個人人都在學習程式設計的時代:Code.org請了比爾·蓋茨,馬克·紮克伯格和克裡斯·波什等這些名人,來告訴你,每個人都可以程式設計;CoderDojo’s在各個國家悄然興起;在英國,程式設計已經是各個年級學生的正式課程。
我認為這裡有個誤區。别誤會我——如果每個人都會一些程式設計知識,這個世界當然會變得更好——但是學會寫代碼不應該是我們的目标。計算機和程式隻是一個工具,是一種達到某種目的的方法。
真正的目标應該是學會思考的方式。換句話說,我們應該嘗試教授計算機科學,而不是教着寫代碼。在本文中,我将介紹兩者的不同,以及為什麼後者是當下學程式設計浪潮成功的關鍵。
如果你喜歡視訊的解釋,我強烈推薦Simon Peyton Jones的TED,Teaching Creative Computer Science。這和本文的觀點不謀而合。
看完之後,依然想看文字的版本麼?好的。讓我們先從一個關鍵的問題開始吧:為什麼你要學習程式設計或計算機科學呢?
回答這個問題之前,我們先賣個關子。
歡迎來到真實的世界
現在,你可能正在用Chrome或者Firefox浏覽器在看這篇文章,運作在Windows或者OS X作業系統上,用的一台筆記本或者桌上型電腦。我猜你今天還花了一些時間檢視電子郵件,刷Facebook,或者在Youtube上看視訊了。如今,人們的生活越來越依賴于計算機:醫療記錄存放在了資料庫中;履歷放在LinkedIn上;使用Google或者Facebook來推銷你的産品;用Amazon來買東西;在網上報稅;線上管理你銀行的賬戶;甚至還涉足了比特币。
小編是一個有着5年工作經驗的java程式員,對于java,自己有做資料的整合,一個完整學習java的路線,學習資料和工具,相信這裡有很多學習java的小夥伴,我創立了一個2000人學習扣群,479121291。無論是初級還是進階的小夥伴小編我都歡迎!
現在,從螢幕上移開你的眼睛:在你的口袋,包包,或者旁邊的桌子上,可能就有一部智能手機。它裝有GPS,攝像頭,觸摸屏,還有成千上萬的應用。如果你現在在客廳,你可能還有一台聯網的LCD電視,一台DVR,DVD播放器,蘋果TV,XBox,或者PlayStation。你每天看的電影,聽的音樂,玩的遊戲,就封裝在這些裝置顯示卡和聲霸卡中。
軟體正在占領這個世界,但這還隻是個開始。不知不覺中,你就穿着各種可穿戴裝置,用計算機來鎖門,用機器人來運貨,打掃房間。擁有你自己的電子技術,經營自己的生産廠,生活在虛拟的世界中,乘自動駕駛的汽車去旅行,甚至飛向太空。
代碼無處不在
毫無疑問,以上我所描述的技術的源動力是軟體。你生活的每一個方面,都被代碼所包圍。大量的代碼會讓未來變得美好。
但是,僅僅是一項技術非常普遍不能成為你在學校學習它的理由。就像我們乘坐飛機,但是考飛機駕照并不在從幼稚園到12年級的課程中。
然而,飛行的原理卻是課程的一部分:
實體學和數學讓你明白重力、彈性元件、壓力、速度、摩擦和攀升等方面的知識。
生物學讓你明白人體在高海拔、低氧、極端寒冷等情況下的反應。
曆史解釋了飛機的發明,進化,以及其在旅行、商業和戰争中扮演的角色。
從中學畢業的時候,你就已經知道了飛機是什麼,它是如何工作的,如何安全乘坐飛機。通識類課程,像實體學,數學,曆史,教會你如何思考各種各樣的問題,包括飛機;與之形成對比的是教會你是用工具的課程,像教你如何駕駛一種特定類型的飛機。
什麼是計算機科學?
計算機科學是一門研究計算的學科:就是說,如何表述和處理資訊。以下是一些你會學到的概念:
解決問題:你将會學習算法——就是通用的一些方法,像是分治算法、遞歸、遺傳算法、貪心算法——幫助你模組化,分解,解決各種各樣的問題。
邏輯:你将開始使用精密又正式的方法思考問題,像是抽象,邏輯代數,數論和集合論,來用嚴密的邏輯解決問題。
資料:你将會接觸到資訊論,并開始思考什麼是資訊?如何表述?如何對真實的世界模組化?
系統:如何設計與建構複雜的系統,來實作一系列的需求?系統工程是一個幾乎在各個領域都涉及到的重要的主題。
思考:了解人類大腦最好的方式,是試着去複制它。像人工智能、機器學習、計算機視覺、自然語言處理這些話題,不僅僅在計算機科學領域,同時在數學,生物,實體,哲學等方面都是最前沿的科學。
注意,上面的清單中并沒有提到代碼或者程式設計,因為它們隻是實作計算的工具:它們本身并不是計算機科學。
計算機科學并不是關于計算機的科學,就像天文學不是關于望遠鏡的科學,生物學不是關于顯微鏡的,化學不是關于燒杯和試管。科學并不是研究工具的。——Michael Fellows和Parberry
什麼是程式設計?
程式設計,或寫代碼,就是訓示計算機來執行哪一些指令。如果你從未寫過代碼,也可能通過操作應用程式來和計算機互動。其實在内部,這個應用程式也是通過代碼來告訴計算機顯示什麼,在哪裡檢索資料,以及對于你的點選操作做出什麼回應。
所有的程式設計都是建立在我們上面讨論的計算機科學的原理上的。值得注意的是,同一組概念——邏輯、算法、資料、系統工程——可以用來建構任何軟體,小到你現在閱讀這篇文章用的這個浏覽器,大到飛機上的自動駕駛軟體。盡管會涉及到一些數學和架構的知識,但這卻是極富創造性的活動:你将想法變成現實,一次一行代碼。
将程式設計作為學習計算機科學的一部分有以下的好處:
DIY:如果你會程式設計了,你就可以制作一些東西。可以從最簡單的開始:做一個能給旅遊照片批量重命名的腳本,或者寫一個Excel公式幫自己計算稅務;然後,開始發燒級别的:給你自己的檔案系統寫一個浏覽器;給你們公司做一個app;或者寫一個能夠和朋友一起玩的遊戲。
解決問題:一旦你親手做了幾個app,弄清楚其他的就簡單多了。一旦你不再害怕計算機——未知的領域——你就會成為技術達人。随着技術已經關系到我們生活的每個部分,掌握它們就會變得和學會閱讀一樣重要。
事業:我們學習計算機科學的目标不是成為職業的程式員。我們都學了數學,實體,化學,但是我們并沒有都成為這方面的專家。然而,如果你對這方面有激情的話,軟體工程師也是一份評價高,薪資高,進步快的職業。
綜合考慮
簡要重述:
計算機科學是一種新的思考方式。在這個技術時代,其中的概念對每一個人都很有幫助。
程式設計是學習計算機科學重要的一部分,以實作這些新的思考方式。然而,程式設計本身并不是目标。
混淆這兩個觀點,就導緻了現在學習程式設計熱潮的圈子的一些問題。Slate 釋出了一篇文章,《也許并不是每一個人都需要學程式設計》;Atlantic寫了一篇《新聞學院應該要求記者寫代碼嗎?不》;Jeff Atwood寫了《請不要學習寫代碼》,其中提出了一個精辟的問題:
“如果邁克爾·布隆伯格(紐約市市長,譯者注)是一個專業的Java程式員,他能更好的上司一個美國的大城市麼?”
當然,這個問法是錯誤的。這就表示這些活動的目标是學習代碼,而不是學習思考的方式。如果連Jeff Atwood這樣經驗豐富的程式員都搞錯了,那麼普通人更分不清楚了。問題應該這樣問:
如果通過學習解決問題的方法,訓練嚴密的邏輯來提高自己的能力,那麼邁克爾·布隆伯格(或者其他人)能工作的更好嗎?
我相信,答案是顯而易見的。而且随着科技的發展,答案會越來越清晰。這就是為什麼,我們要把教學重點放在計算機科學上,而不是代碼。