看繪本學STEAM和運算思維!程式冒險王國:小學生的運算思維與邏輯必修課1:設計漢堡城的廚師機器人

這一本由親子天下出的繪本,目的是要從一個冒險故事中,幫助孩子去理解程式設計的核心概念:運算思維,並提出一個想法:學習程式設計並不等於當個電腦工程師,這部分個人也非常的認同,就像數學和英文成為基本的工具,在未來程式設計和運算思維也會慢慢的普及。

目前越來越多人重視運算思維,其中蘊含的概念也將會成為未來或是這一代的孩子不分領域的核心能力,以下是一些看完後簡單的筆記和心得,希望對也是走在STEAM路上的爸媽們有所幫助!

繪本故事大綱

02

在現實世界中,一對就讀於小二和小一的兄妹,操作電腦時,被螢幕吸了進去,到了另一個世界:程式王國。

03

他們得知,在這個王國裡,只有國王才知道如何讓他們回家的方法,但目前因為王國正受到病毒攻擊,國王一病不起,公主也被抓走,因此他們必須想辦法解救這個王國。

方法就是:走遍王國內的8座城市,每座城市都會有一個任務,完成後可以得到一顆彈珠,蒐集完8顆彈珠之後,就能完成防毒軟體消滅病毒、救助國王了。

04

而他們前進的第一個城市:漢堡城,這裡的廚師遇到了困難,因為製作漢堡的流程有好幾個步驟,而導致廚房的助手們會經常犯錯,因此找了一個廚師機器人,希望這對兄妹幫忙讓這個機器人動起來,能夠製作出完整的漢堡,這就是兄妹遇到的第一個任務,關於詳細的任務內容和運算思維間的關係放在下一段。

這裡點出一個會想要使用程式設計的動機:因為人偶而會犯錯,而把這些固定步驟程式化,轉交由機器人去執行,能提高正確率。

用一個非常有趣的冒險故事作開頭,吸引小孩子的注意,努力闖關之後還可以獲得成就感,這裡也可以看到作者一共設定了8個任務,也就是一系列完整的一套可能會有8本書,但目前架上看到的只有前3本。

訓練運算思維的任務內容:讓機器人製作漢堡

07

見到廚師之後,首先得知漢堡店因為太多人點餐,所以做漢堡時常常發生人為錯誤。因此需要啟動廚師機器人來幫忙做漢堡,提高正確率,而機器人啟動後,提出了幾個問題讓這對兄妹輸入,導引著這對兄妹去思考並完成整個任務。

  • 請輸入資料
  • 請輸入漢堡材料
  • 請將漢堡材料依菜單分類
  • 請輸入製作漢堡的步驟
12

等到主角兄妹努力按部就班地將這些答案找出來輸入後,廚師機器人將可以啟動,然後依需求製作出正確的漢堡。接下來的篇幅就是對每個細節作深入的講解。

1, 2 :是對整個任務做宏觀的思考
3, 4, … , 9 :是程式設計/運算思維的部分
10 :完成任務

見到機器人後,任務就開始囉!

1. 思考任務是什麼

13

這是一個程式設計時很好的習慣:先思考整件事情的來龍去脈、最終目標是什麼,要如何達到目標以及整理所有可以用的資源、隊友。這過程可以練習正確掌握問題,和提出解決方案。

2. 思考完成任務的流程 → 提升運算思維

14

這邊是把整個任務的流程再講解一次,一樣是希望要好好思考過再開始設計:

  • 了解問題是什麼?以及手邊有的材料和資源是什麼?
  • 思考解法是什麼?
  • 會用到什麼樣的演算法?
  • 開始動手設計

接下來的3到9都是介紹每一個步驟的細節為主。

3. 準備漢堡的材料 → 資料收集

15

這裡是準備資料(data)的部分,首先要知道做這些漢堡們,需要哪些不同的材料?

會需要先收集這些資訊才能夠回答上面的問題:
1. 漢堡的種類
2. 分別使用何種材料

所謂的資料就是程式內需要用到的資訊或是材料們,這部分可以讓孩子們練習資料收集的概念,將所需要的資料通通列出來。

4. 分類與整理材料們 → 資料分析

17

承接前一個部分,當資料收集完了之後,下一個步驟就是對收集起來的資料做整理和分析。像是這裡是用做漢堡的材料們,可以分成肉與起司類、蔬菜類、醬料類,其實就是夾在兩片麵包中間那三層。

這裡可以訓練孩子去找出資料的關聯性以及如何去分類、儲存的過程,其實這個部分就是資料結構的概念。

5. 如何做一個漢堡? → 分解問題

19

這裡就是介紹程式設計一個很重要的思維:分解問題;有時候問題非常的複雜,看似難以下手,但是可以慢慢拆解出一個個的小問題,這時候小問題當然比較好解決,而把小問題們一一列出來並解決之後,大問題也就跟著解決了。

6. 簡化做漢堡的方法 → 抽象化

20

抽象化聽起來很專業,不過這個部分就是看看手上問題們的核心有沒有相似或是重複的規則存在,找出這個共通的規則,不論是思考或是寫程式的時候可以歸納在一起,將問題變得更少而且更加單純。而如何找出這部分就是訓練抽象化的能力。

7. 做每一個漢堡的順序 → 演算法

21

程式設計很重要的一個部分就是演算法,但是演算法很難用簡單的方法去解釋,這裡是簡化後的版本,向孩子說明,正確的作漢堡順序就是演算法的一種。

這部分把漢堡的每一層做成積木的形狀,幫助孩子去思考要如何正確的堆疊起來,跟目前當紅的 Scratch 程式語言的概念很類似,正確的順序才能夠彼此拼接起來。

另外提出了簡易的流程圖概念,像是由菱形(判斷)、矩形(動作)和箭頭(執行的方向)組成。

8. 一次做100個同一種漢堡的方法 → 重複結構

22

這邊開始介紹程式設計裡面很常用的重複結構概念,也就是說當某一件事要被重複做的時候,不需要寫很多次,這樣子會導致效率低下,在程式語言中只需要寫一次,然後外面加上:我要重複多少次,這樣子就好了;因為這邊是介紹如何重複執行的概念,沒有用真實的程式碼,所以孩子可能比較沒有感覺,不過應該還是可以理解。

9. 依據需求做不同種類的漢堡 → 選擇結構

23

程式設計中,除了重複結構外,另一個很常用的概念就是選擇結構了,顧名思義就是依據不同的狀況去作出選擇,執行不同的指令。例如這裡是要做出不同的漢堡,因此主菜和配料的部分就要做對應的不同選擇。

10. 完成程式

25

依照前面的步驟一個個走完,最後就能把整個任務(程式)完成,廚師機器人也能正確的依照不同的需要做出多個不同種類的漢堡了!其實書中除了上面敘述幾個關於運算思維部分之外,作者還在故事內穿插了不少計算機領域的小知識,這邊就不細說,可以讓孩子們在故事裡學習的時候慢慢吸收。

當成功完成了廚師機器人之後,這本書也接近尾聲,這對兄妹前往了下一個城市繼續他們的冒險,也就是下一本書的內容:程式冒險王國2:啟動兒童樂園的超級電腦,而且反派角色(病毒)看起來蠢蠢欲動,似乎也要在下一集登場了!

下一集:
看繪本學STEAM和運算思維!程式冒險王國:小學生的運算思維與邏輯必修課2:啟動兒童樂園的超級電腦

繪本資料

作者: 柳炅嬋
繪者: 金美善
譯者: 葛增娜
出版者:親子天下
閱讀建議:3-6歲親子共讀,7-10歲自己閱讀
書本尺寸:高25公分,寬21公分

小小心得

內容都有注音,也因為是繪本,有大量的圖輔助文字來思考和理解。不過文字還是算多的,內容部分,作者想要傳達的不只是運算思維,還有真正程式設計的內容,因此算是比較不簡單,適合可以比較認真思考一點的孩子

另外有幾個不錯的優點,像是最後都有舉出一些生活中的實例;還有「給家長的話」,除了有前面孩子練習題的答案之外,還有關於各章節想要達到的目標,讓父母可以協助孩子們進行閱讀。

下面是購書連結,也可以先利用圖書館的資源先讓小孩試讀看看喔!

讀冊生活 (TAAZE) 套書購書連結: 程式冒險王國:小學生的運算思維與邏輯必修課(共3冊)
讀冊生活 (TAAZE) 單書電子書PDF版本:購書連結

相關文章

STEAM繪本

看繪本學STEAM和運算思維!程式冒險王國:小學生的運算思維與邏輯必修課1:設計漢堡城的廚師機器人

看繪本學STEAM和運算思維!程式冒險王國:小學生的運算思維與邏輯必修課2:啟動兒童樂園的超級電腦

看繪本學STEAM和運算思維!程式冒險王國:小學生的運算思維與邏輯必修課3:找回古代女神的密碼寶石

看繪本學STEAM和運算思維!玩沙堡學程式 不插電遊戲繪本

STEAM書籍

看書學STEAM!我永遠玩不停 STEAM科學遊戲

發佈留言

發佈留言必須填寫的電子郵件地址不會公開。 必填欄位標示為 *