两百万年薪“华为天才少年”出圈的背后：相比技术，“计算思维”更值得家长关注

作者：柯察金

转载：外滩教育

看点

在瞬息万变的将来，“计算思维”或将成为人们的一项必修基础技能。那么面对这门新兴学科，家长可以帮助孩子做好哪些准备呢？外滩君特意请来孩子们心中的“男神”，上海七宝德怀特高级中学IBDP数学与计算机科学教师刘宏逸，讲述他对“计算思维”的独到见解和实践感悟。刘老师认为，未来人人都需要掌握的“计算思维”，其实是一种底层思维。他更希望培养学生解决问题的能力，让他们从思考中获益，学会以新视角看待新世界。

正文

近年有关“华为天才少年”的消息接连不断，让人不禁一次又一次地感慨：英雄出少年。

不久前，华为员工网络社区曝出一篇名为《种下一颗种子，繁衍成一片森林》的文章，曾斩获华为最高档年薪（201万人民币）的钟钊，在文中口述了自己的事迹。

钟钊（居中），图来自华为

这也是他入围华为“天才少年”计划之后，首次主动介绍自己的科研之路。

入职不到一年时间，钟钊就带领团队，把自动机器学习（AutoML）应用到数千万台华为手机上，做到了在业界第一次将AutoML大规模商用的突破。

第二年，他又带领团队，研发端到端像素级AutoML流水线，成功将视频摄影原型算法的复杂度降低百倍，再次突破业界与学术界的极限。

他在文章中自述，现在所做事情的“种子”，起源于读本科时候的一些想法。

不过从他的成长故事看，这颗“种子”显然可以追溯到更久以前。

早在钟钊记事起，他便经常用父亲的电脑玩小乌龟画画（一种为儿童研发的编程语言），还偷偷地在DOS系统中找到隐藏的游戏玩。

对此，钟钊父亲并未禁止，只是规定一周只能玩两次电脑。除了控制玩游戏的时间，父亲也在不动声色地引导他，关注游戏软件背后的代码和原理。

在这种成长氛围下，钟钊在小学阶段就开始自学代码，并且能够做出一些简单的网页。

这颗“种子”我们可以叫它热爱，可以叫它痴迷，但是如果从思维的角度来说，有一个更适合的专有词汇——计算思维（Computational Thinking，简称CT）。

计算思维：2006年3月，美国卡内基·梅隆大学计算机科学系主任周以真(Jeannette M. Wing)教授在美国计算机权威期刊《Communications of the ACM》杂志上给出，并定义的计算思维(Computational Thinking)。周教授认为:计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计、以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。

像钟钊这样计算机科学领域内的杰出人才，得到大众镁光灯的青睐，已经不是第一次了。一部分原因，正是他的这种能力契合了当今时代的技术需求与发展潮流。

以前人家常说“学好数理化，走遍天下都不怕”，如今，计算机俨然成为人类社会最重要的基础设施之一，该是计算思维登上舞台的时候了。

为了揭开华为“天才少年”们思维层面的秘密，外滩君有幸联系到上海七宝德怀特高级中学的刘宏逸老师。

上海七宝德怀特高级中学

IBDP数学与计算机科学教师

刘老师毕业于复旦大学数学系，之后获华盛顿圣路易斯数学专业硕士学位。曾任职图形算法工程师。

著名华裔计算机科学家周以真说过，“像计算机科学家一样思考”的能力，将造福整个人类社会。

她相信，计算思维将在21世纪成为人们的一项基本技能，像阅读、写作和算术一样基础。

作为同学们心目中的“男神”老师，热爱教育的刘宏逸对于“计算思维”也有着独到见解与亲身实践。

01

计算机行业霸占高薪榜首

但有比它更“万金油”的

计算机科学涵盖的子项很广，但从整体上看，这门专业实在是个“万金油”专业。

第一 薪资待遇高。

从《中国统计年鉴》披露的数据看，计算机科学相关专业“钱景”一路“高歌猛进”。

早在2016年，IT就反超金融，成最赚钱行业，平均工资达12.25万元，并连续多年霸占“榜首”位置。2020年，该行业年平均工资已经高达17.75万元。

第二 发展势头足，人才缺口大。

都说这年头是“黑天鹅”到处飞，但在不确定性的世界里，人类社会愈加深入的数字化发展却是板上钉钉。

在最难找工作的疫情年里，计算机行业仍然保持着很大的缺口，尤其是高端领域，招聘市场更是“一才难求”。据预测，未来五年我国信息化人才总需求量将高达1500万到2000万人。

第三 适应性强，灵活性高

同样是“语言”，学英语、二外的很难到国外谋一份体面的工作，因为你是在跟母语者抢饭碗；但学计算机语言的，所学的东西其实放到全世界都通用。

正因为这几点，很多不是相关专业的人在毕业很多年后，也捡起了计算机方面的书。但也有不少人，会觉得这个行业门槛太高而不敢尝试。

刘宏逸老师表示，计算机行业当然也是有门槛的，但是这个门槛与我们想的可能不太一样。

他说，其实并不是计算机专业的人就自然地拥有更高的计算思维，就好比数学专业的学生，也不见得就是数学思维最强的那一批人。

“那么反过来看，非计算机专业的其它领域，也会有很多计算思维很强的人，并把这种思维应用到很合适的地方。”

比技术更“万金油”的，是思维。

计算机行业日新月异，只要歇个几年不接触，学的技术也许就报废了。但掌握了计算思维，则会受益终生，它是一种更底层的能力。

近几年，编程教育很火，但如果把敲代码和计算思维划上等号，计算机教育便只重视了操作层面，而忽视了思维培养。

在刘宏逸老师看来：“在新世纪里，这显然是具有局限性的，我们希望能够为孩子提供一个思维方式，一个思考的模型”。

在计算机领域，有C++、Java等各种不同的语言。但学什么语言其实不重要，重要的是明白它们之间都是存在共性的。

“这好比你学会了拉丁语，会发现同一个语系里的其它语言存着很多相似性”，刘宏逸老师如此说道。

02

计算思维很早就有了

但现在提最合适

计算思维英语叫Computational Thinking，但如果追溯历史，它在很早的时候便露出了身影。

让我们想想中国古代“田忌赛马”的历史故事，军事家孙膑将赛马分成上中下等，通过巧妙的排列最终赢得了比赛。这种奇巧的策略，不正体现了计算思维么？

刘宏逸老师表示，“田忌赛马”已经是完成度比较高的一个策略，我们还可以举出另一个显著的例子——“韩信点兵”：

被后人称作“兵仙”的韩信才智过人，他从不直接清点自己军队的人数，只要让士兵先后以三人一排、五人一排、七人一排地变换队形，每次只掠一眼队伍的排尾就知道总人数了。

刘宏逸老师解释，韩信使用了一套比较成熟的算法，可以快速地把军队的人数掌握，于是有了“韩信点兵，多多益善”的说法。历史上，这样的故事不胜枚举。

不过，在计算机发明和普及以前，这种思维被隐藏在数理逻辑思维背后。而且乍一看，确实也没多大区别。

但当计算机逐渐普及、人类社会步入数字化后，情况发生了翻天覆地的改变。

“Computational Thinking”里的Computer成为现实，于是计算思维在这个时代，比任何时候都更有用武之地。

今天，随着大数据时代的来临，所有学科的研究人员——包括艺术、人文和社会科学——都在使用计算方法和工具发现新知识。

计算终于和理论、实验一起，成为科学方法中的“第三个支柱”。毕竟，计算机已经被用于模拟大型、复杂的物理和自然系统。

刘宏逸老师介绍，其实计算思维与很多领域都产生了密切联系：“比如社会科学，现在有一个新的分支叫‘计算社会学’；而心理学当中，计算机科学也起到了很大的作用，在心理学实验中占据重要意义。”

可见，计算思维是一种更底层的能力——不是说从事计算机专业，就自动地获得了计算思维；也不是说从事其它专业，就与计算思维没有关系。

如果说在古罗马的元老院，雄辩与演说能力将助你一步登顶，那么21世纪，显然是属于计算思维的时代。

03

培养计算思维

就是为了解决问题

钟钊在入职华为不久，就和团队遇到了巨大的挑战。

手机上的光源器件很小，要想达到更好的效果，就得用算法弥补光学的不足，而且在确保拍照效果的同时，还要将功耗稳定在一定范围内，并保证出图速度等指标要求。

学术界没有任何公开的将Auto ML应用在像素级任务上的研究，就更不用提商用样例。

当时，华为产品的交付进度已经因为这个项目的悬而未决，钟钊团队面临一场“硬仗”。

然而这个看起来近乎苛刻的攻关难题，两个月左右就被解决了。

在采访中钟钊说：“成功的关键就是要对准目标方向找到真实的问题。我们从一开始目标就很明确，就是要做有用的研究，而不是为了创新而创新。”

“对准目标方向，找到真实的问题”，这句话一语道破计算思维的天机。

培养计算思维，正是为了找准问题、找对问题，以及解决问题。

我们可以参考BBC对于计算思维“4大基石”的描述：

• 分解（decomposition）：将复杂的问题或系统分解为更小、更易于管理的部分；

• 模式识别（pattern recognition）：寻找问题之间与问题内部的相似之处；

• 抽象（abstraction ）：关注重要信息，暂时忽略不相关的细节；

• 算法（algorithms）：制定问题的分步解决方案，或解决问题要遵循的规则。

在计算机科学家眼中，“答案”（solution）是与常人不太一样的。

刘宏逸老师对此解释道：“这跟我们小时候解数学应用题一样，一般人对solution的理解就是‘答’后面的一句话，但对于计算机科学家来说，solution是‘解’后面的过程——如果把数字换掉以后，我是不是还能够快速地得到答案？”

04

计算思维课大受欢迎

关键是以学生为中心

刘宏逸老师介绍，在澳大利亚、新西兰、美国、英国等一些国家，计算思维已经被纳入到国家课程当中。

比如美国AP阶段，有门课叫“计算机科学原理”（Computer Science Principle），它不太看重编程，而是聚焦于计算思维的培养。

从2019年到2021年的3年时间里，这门课的报名人数有100%的增长，相比之下，AP的报名人数只有6%的增长。

在英国，一个叫Computing At School的民间组织推动教育部于2014年引入CT教育。

英国新修订的国家课程标准中明确表示：“高质量的计算教育，将使学生‘装备’用计算理解、改变世界的思维和创造力。”

CT教育在全球各地的实践，目前的反馈都不错。

一些高校面向非计算机专业的同学开设相关课程，结果也大获成功。比如在哈佛和耶鲁大学，Computer Science（计算机科学）成为校内最火爆的课程之一。

而这些课程共同的特点是：不关注枯燥的代码本身，而是聚焦于思维层面的培养。

尽管CT这个词听起来有点“书呆子和令人生畏”，但现实恰恰相反，它绝对是一个容易掌握，也是一个有趣的教学概念。

刘宏逸老师坦言：“数学也好，计算机也好，很多人觉得无趣，是因为认为自己学不会。”

他设计了一系列有趣的课程。比如在一节数学与计算机融合课程上，面对同学们的没有复杂的机器，只有简单的游戏。

刘宏逸老师在课堂

为了让同学们了解二进制是如何表示，刘宏逸老师用黑色和白色两种卡片让学生表现数字。

当学生能够理解黑色、白色可以用来表示0和1后，也就了解了计算机的编码方式。

学生还可以将思路应用到图片上，将图片翻译成编码——因为所有的图片都是由一个个小像素点组成的。

“当学生们完成了这样的小游戏，他们就会突然意识到，原来传真机也是这样工作的，原来微信发送的图片也是这样工作的。”

整个过程都没有用到电子设备，但却很好地说明了计算机的工作原理。

“培养计算思维，是需要进行大量尝试的，作为老师，我们需要尽量少采取一点以教师为中心的方式。计算思维无法通过灌输来培养，只能通过引导和激励，给到学生更多的思考机会”，刘宏逸老师如此强调。

很多人觉得计算思维太难了，但其实一点也不可怕。

“从我的教学经验来看，一旦学生能够度过改变思维模式的阶段后，他们很快能体会到逻辑及沟通的快乐，享受到计算思维带来的好处。比方说自动化方面，现在很多事情我们可以通过算法让机器去执行，看到这种及时反馈的结果，你很难不感受到乐趣”，刘宏逸老师说。

05

日常生活中培养计算思维

有很多可利用的资源

培养计算思维，一旦形成自觉的意识，带来的改变将会非常明显。

刘宏逸老师分享了一个学生的故事：有位女同学，爸爸是一位算法工程师，他从女儿很小的时候就下意识地培养她对问题的抽象能力，鼓励女儿帮家里的智能家居做设计，哪怕只是触发一个开关。

“这位同学虽然最后的志向是艺术设计，但她从小有这样的思维，最终设计出来的产品也一定会非常的人性化和智能化，而这样的思维已经领先别人的童年很多了”，刘宏逸老师说道。

很多孩子从小对计算机感兴趣，虽然可能早期不知道自己未来的方向，但尽早培养计算思维，会对他们产生潜移默化的影响。

培养孩子的计算思维，不一定要借助高端的电子设备，事实上，国外很多公益组织都提倡以“不插电”的形式进行计算思维教育。

刘宏逸老师也认为，日常生活中其实有很多可利用的资源。

“对于小孩子来说，一堆乐高积木就是很好的资源，是很典型的计算思维的展现。它是一种模块化的设计，只要有一些小小的模块，就能搭出很多东西来。”

他还补充道，家长可以给孩子定一个具体的目标，比如乐高要堆到多少厘米的高度。但是具体怎么做，要给孩子一定的时间和自由。

甚至还可以随时随地做这样的训练，比如在孩子当中很流行的“我的世界”，是一款跟乐高很类似的沙盒游戏，家长可以鼓励孩子创造一些东西，看看他们能不能实现。

“我的世界”沙盒

另外，刘宏逸老师还推荐了一些非营利性网站，比如code.org、microbit.org、classic.csunplugged.org等，它们完全免费，并且提供多达几十种语言。

code.org（提供简体中文版）

在日常生活中培养孩子的计算思维，关键是陪伴和有耐心的引导。

钟钊在自述中也说过：

“小时候玩游戏总会想着它背后是怎么做出来的，为什么我按键一下角色会跟着动？怎么用编程语言实现简单的功能？带着这些想法其实就不会一味沉迷在游戏里，所以也不影响后来的学习发展。”

“我的父亲对我的影响非常大，父亲从小对我的教育也是非常开放和宽容的，他对我打游戏的观念不是强制的阻止，而是控制时间并带我了解游戏软件背后的代码和原理，我一直在父亲的潜移默化中，慢慢清楚自己的兴趣和特长。”

参考文献：

(上下滑动浏览)Paul Curzon,Peter W McOwan, The Power of Computational Thinking;Jeannette Wing,Computational Thinking, 10 Years Later;Google for education, Exploring Computational Thinking;Steven Azeka,Aman Yadav, A computational thinking intergration model for primary and secondary classrooms;Max Stephens, Embedding algorithmic thinking more clearly in the mathematics curriculum. BBC，Introduction to computational thinking.钟钊，种下一颗种子，繁衍成一片森林

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