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

前情提要

前篇:
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

在兒童樂園裡面,經由最短路徑演算法,成功救出博士,並讓樂園恢復運轉之後,小敏和小莉啟程前往程式王國的第三個任務地點:古代遺跡。

繪本故事大綱

「古代遺跡」是程式王國內的觀光景點,這裡有一個傳說中可以守護王國和實現願望的女神像。但是抵達這裡的小敏和小莉卻沒有見到半個遊客,景點也不開放,原來是因為女神像額頭上的寶石被偷走了!

這次的犯人不是病毒,而是住在古代部落村裡的人。目前已經找到了三個嫌疑犯,但因為他們講古代語言,需要翻譯,同時他們又各說各話,所以需要小敏和小莉幫忙推理出真正的犯人是誰!

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訓練運算思維和邏輯的任務內容:找回古代女神的密碼寶石

1. 翻譯古代語言 → 計算機原理

電腦傳遞訊息是透過0跟1的組合,也就是電流通過與否:當讀取時,電流有通過電子元件就相當於一個1,如果沒有電流通過就是一個0。在一個電子元件中,一段時間內電流快速的在「通過 」 、 「 切斷 」 之間切換,可以形成一個組合,舉例來說像是「100111000 」之類的訊號,當接收到這種訊號後,就能再根據某種對照表進行解讀,這段冒險故事就是在解釋這基本的計算機原理。

另外補充說明,因為只在0跟1這兩個數字間切換,這種稱為二進制;同理,我們平常使用的阿拉伯數字是在0~9的十個數字之間切換,所以屬於十進制。當使用二進制時,一位數的組合只有0、1兩種 ( 2 ) ;兩位數的組合有00、01、10、11四種( 2×2 );如果是四位數的話,結果就不詳列了,一共會有 2×2×2×2 = 16 種組合喔!

這段故事用了摩斯密碼、古代部落語言,來慢慢帶入到0與1這種二進制的系統。

古代部落語言握拳張開
關燈開燈
摩斯密碼
電腦語言01
這裡是基本的單元,每個字都會是這些基本單元的「組合」

小敏和小莉準備好要開始了!首先和嫌犯們對話,蒐集最原始的資料:

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將嫌犯們說的話轉換成0跟1的組合:

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接著再一組一組的利用摩斯密碼和字典來對照,找出對應的注音符號,如此拼湊下去就能翻譯出三人的話了。

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翻譯結束之後,來回想一下,剛剛都是小孩一個接一個的慢慢完成,如果嫌犯有更多的話要說,或是有更多古代部落的人說話,那人工慢慢翻譯就非常沒效率,因此可以做個翻譯機器人,也就是寫程式來做。

如同前幾集所訓練的,將大問題拆解成小問題,將這個目標(翻譯機器人)拆解成幾個步驟,依序執行就能完成囉:

  1. 把古代部落人的話換成單純的0跟1
  2. 將換好的訊號寫在目錄裡
  3. 比對摩斯密碼,找出對應的注音
  4. 把注音寫下來
  5. 翻譯結束

這部分其實就是練習如何將剛剛手動的流程,化為自動的程式流程。

2. 根據翻譯結果,推理正確的犯人 → 邏輯思考

這邊小敏和小莉得到了兩個線索/條件,這兩個條件是預先設定好成立的:

  1. 犯人說謊
  2. 犯人只有一個
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小敏和小莉必須根據剛剛翻譯好的三人供詞,以及這兩個條件來找出誰才是犯人。

這裡已知絕對正確的條件有兩個,所以我們從這裡出發:說謊的就是犯人,去分別假定甲乙丙三人說謊的情況,看看是誰說謊時,能同時符合他們三人的供詞以及剛剛的兩個條件。

細節就不一一說明了,小孩子這裡應該會很燒腦,爸媽可以跟孩子好好討論,幫忙釐清因果關係,這部分會很好的訓練到邏輯思考的能力。

3. 任務完成

當小敏和小莉做出正確的推論,找到犯人並弄暈他之後,發現犯人是病毒偽裝的(還以為這集的反派不是病毒,結果到頭來還是病毒,哈哈),同時寶石也找到了!

還記得前面的故事中說過,這傳說的女神像可以實現願望,當他們把寶石裝回去女神像時,寶石突然發出光芒,這對兄妹立刻把握機會許願回家,於是他們真的回到現實世界的家裡了!

(什麼,還以為要8集走完才能回家,突然間第3集就成功回家了,那程式王國裡的國王和公主要怎麼辦啦)

作者就停在這裡了,讓人超級好奇下一集要怎麼開始小敏和小莉的冒險呢?

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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,需要多點耐心;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。

中文版目前只有出到第三集就結束了,雖然還沒出完,還是很推薦這幾本STEAM繪本,很明顯能感覺到作者的用心和認真,可以讓孩子及早接觸運算思維、演算法、邏輯思考這些日後很有用的基礎。如果路過的爸媽們也有很推薦的STEAM/程式相關繪本的話,也很歡迎跟我分享喔!

下面附上購書連結,也可以先利用圖書館的資源先讓小孩試讀看看喔!

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