1972年圖靈獎獲得主艾茲格·迪傑斯特拉曾經說過：“我們所使用的工具影響著我們的思維方式和思維習慣，也深刻影響著我們的思維能力。”

4次工業革命的核心工具，先後塑造了4種強大的新思維。

第一次和第二次工業革命迎來了“大機器時代”，人們開始重視“工程思維”，並進一步衍生了設計思維；第三次工業革命計算機程式深刻改變了世界的面貌，塑造了“計算思維”；現在我們正處於第四次工業革命之中，“相關思維”和人工智慧技術則能幫助我們在大資料時代更加清晰地認知世界。

貝爾科教集團創始人王作冰在全新著作《培養未來創造家》一書中說到，少兒程式設計教育可助力孩子工程思維、設計思維、計算思維、相關思維四大科學思維的養成。

那麼孩子們在學習程式設計的過程中，如何才能高效獲取上述四種科學思維呢？今天小貝老師就帶大家一起來揭曉這個答案。

01工程思維

很多家長在孩子幼兒階段就開始嘗試培養孩子的工程思維，這是因為孩子一旦具備工程思維，他們做任何事情將不再滿足於簡單完成的標準，而是會開動腦筋、盡全力把事情做好，細緻而全面地思考、處理問題。

程式設計教育就是一種典型的訓練工程思維的方式。

舉個簡單的例子，在貝爾機器人程式設計中心《巡線小車》課程中，孩子們會用顏色感測器測試反射光的強度，學習切換巢狀知識，最終透過編寫程式讓小車實現巡線功能。

但是在實際操作中，孩子會遇到諸多小問題。例如有些小朋友的小車在巡線過程中顏色感測器檢測不靈敏，偶爾會出現失控的狀況；同樣是跑一圈，有的小車20秒就可以快速跑完，而有些小車卻需要35秒，速度差距也會讓孩子們一起去思考如何提升小車的巡線效率。

02設計思維

程式設計過程不僅需要數學思維，設計思維同樣必不可少，因為我們構建的是能夠與現實世界互動的系統。就像人們評價一個程式是否好用，不會只關注準確性和效率這種可量化的資料指標，美學、人性化設計等因素同樣也在考量範疇。

小貝老師經常會被孩子們的程式設計作品深深打動，因為在能力之外，孩子們更向我們展示了創意構思、同理心與愛。

在不久前舉行的第四屆全國中小學生創·造大賽中，祝乙可和劉珈汐兩位貝爾學員設計的《蒙古象棋》作品令人印象深刻。為了最大程度提升使用者體驗，兩位小選手特別製作了軟體版說明程式。

說明程式頁面展示

不得不說，程式設計教育是提升孩子設計思維的天然介質。

03計算思維

一直以來不少家長都對計算思維存在認知偏差，認為計算思維只有在孩子進行數學計算或者編寫計算機程式的時候才能派上用場。事實上，計算思維是一種通用技能，更是孩子們認知與思考未來世界的常態思維方式。

在培養孩子計算思維方面，貝爾機器人程式設計中心主張用視覺化的程式語言Scratch代替以複雜程式碼為載體的程式結構，讓孩子們透過視覺化的創意表達，不斷提升計算思維。

學習Scratch圖形化程式語言的過程中，孩子們可透過應用流程圖、梳理程式碼邏輯等，快速編寫互動故事、小遊戲、電子賀卡、動畫劇集等程式作品。

在進行多元化程式設計創作的過程中，孩子們可以循序漸進地掌握條件、迴圈、事件等核心程式設計概念，並且深入體會程式設計在解決複雜問題中發揮的關鍵作用，養成使用計算思維解決實際問題的習慣，最終完成對複雜任務進行多層次分解、模式識別、抽象化和完成初步的演算法設計。

04相關思維

伴隨著網際網路的不斷擴張，萬物互聯的世界已初步形成，我們今天生活的世界不僅相互聯結，更相互依存、相互融合。

相關思維和人工智慧技術能透過大資料發現更多人、事、物之間的聯絡，幫助我們更加清晰地認知世界。

對孩子們來說，新手友好型程式語言Python是他們實現演算法非常有效的程式語言選擇。國家在中小學階段大力普及Python程式設計，並將Python程式設計納入應試教育體系恰巧印證了學習Python對00後、10後未來一代的重要性。

透過學習Python，孩子們能夠在真實複雜的場景中，抽象出核心問題，並進行解構建模，靈活運用Python工具體驗和觀察未來前沿技術的應用，為AI時代學習和生活打好基礎，從而促進相關思維的養成。

充滿未知與無限可能的未來總是留給有準備的人，培養四大科學思維則是孩子們向未來出發邁出的第一步。