由於 STEAM 是未來的趨勢,而運算思維也是當前教育開始重視的一環,當小哈慢慢長大後,我們也會給他這方面的教材去接觸,因此對於坊間目前已經有的一些關於運算思維的繪本感興趣,展開一連串閱讀的同時,也可以熟悉如何教給小孩這方面的內容。這篇文章前面是一些關於繪本內容的概述以及一些筆記,最後有一些關於這繪本的資料和一點個人的心得,個人覺得這本書相當適合用來介紹運算思維,而且內容淺顯易懂,即使家長不是相關背景,也可以和孩子一起親子共讀,一同討論和思考。
繪本故事大綱以及運算思維/程式設計相關部分
本書主角是個女孩,叫做珍珠,今天是她暑假的最後一天,來到了沙灘,是她在海邊蓋沙堡的最後機會了。之前的每一天她其實都有做嘗試,但都會因為許許多多阻礙而失敗,像是被飛盤砸毀、小狗尿尿、鯊魚的攻擊(看起來像是鯊魚形狀的衝浪板)之類。但是今天珍珠帶來了一個機器人夥伴:帕斯卡,希望在他的幫助下可以順利完成。
第一個是提到了寫程式的動機,因為每天來堆一樣的沙堡,但是都很快就被毀掉,又都來不及重作,所以才想要寫程式,因為程式碼是可以寫一次,重複使用很多次的。
這裡繪本會先解釋什麼叫做「程式碼」:是一種可以電腦了解的特殊指令,要跟機器人帕斯卡溝通,就是要靠程式碼。而設計程式的人,總是會把大的問題分解成小的問題,也就是 「 拆解問題」。
運算思維的部分已經開始了,首先是目標,也就是:要蓋出沙堡,所以「如何成功蓋出沙堡?」就是我們大的問題了。
找到大問題:如何成功蓋出沙堡 ?
關於一個程式要如何開始寫,就是要先從大的問題出發,大的問題本身不好解決,就如同機器人聽不懂什麼叫做「去蓋一座沙堡」一樣。但是如果把一件件小的問題拆解出來,一步步解決了之後,最大的問題就自然而然被解決了。
運算思維:學會訂定目標和拆解成多個小問題。
分解小問題#1:找到適合蓋沙堡的地方
這裡繪本讓小孩知道,不能只是告訴機器人 「 找個地方蓋沙堡 」,他會找到讓人啼笑皆非的地方;而是要用非常明確的指令,描述出想要在什麼樣的地方蓋沙堡,像這樣:
- 沙灘的範圍內
- 平坦
- 離水遠一點
運算思維:學會使用明確的指令,而不是模糊的下指令。
分解小問題#2:收集沙子
這裡說明收集沙子需要三個步驟,而這三個步驟的順序是很重要的:
- 把沙子裝進桶子裡
- 把沙子倒在要蓋沙堡的地方
- 把沙子拍平
但是收集沙子不是把這三個步驟做一次就能解決的,而是要不停的重複做,才能把大量沙子堆起來。這時候就要介紹到基本的程式技巧:迴圈;迴圈可以重複執行我們指定的程式碼。繪本在這裡所畫出的迴圈概念非常棒:程式碼就像是一個圓圈,頭尾相接,不停地走下去;而隔壁那頁執行的成果展開來,就是這三個步驟不停的出現。
程式設計:程式碼是循序執行的,因此我們要用正確的順序下達指令來讓程式正確執行;而如果需要重複多次執行某些程式碼,則使用迴圈,就不需要一直寫一樣的程式碼了(重複結構)。
分解小問題#3:雕塑和裝飾沙堡
小女孩珍珠要機器人去幫沙堡找些裝飾品,但是都找回來了一些也是很好笑的東西,所以這裡一樣要給一些非常明確的指令,要用到:「如果–然後–否則」的指令組合:
如果 – 這個東西很小、不會動、不屬於任何人
然後 – 把這樣東西帶回來
否則 – 找別的東西
這樣就能順利找到合適的裝飾品囉!
運算思維/程式設計:這裡是除了迴圈之外,程式設計也很常用到的概念:「如果–然後–否則」(選擇結構)。 另外有用到一些邏輯,比方說: 如果這個東西很小、不會動、不屬於任何人,這三者之間是 「 且 」 的概念,一定要三者都成立,整句話才會成立;也就是說,若是有一樣東西很小、不屬於任何人,但是會動,那這個 「 如果 」 就不會成立,因此要執行 「 否則 」 :找別的東西。
分解小問題#4:建造護城河
這一段一樣是要用迴圈的概念,將一組建造護城河的循序程式碼重複執行,這樣就能挖出護城河了。跟小問題#2的原理其實是一樣的。
蓋一座沙堡的程式碼完成
解決了四個小問題之後,其實關於如何蓋一座沙堡的整段程式碼就已經完成了!就是把這四段循序組合在一起,如此一來,今天城堡蓋好後,如果又再度被毀掉,珍珠只要再跑一次完整程式碼就可以再蓋好沙堡了!
程式設計:程式碼可以重複被使用,不需要重寫,大大增加工程的效率
蓋一個王國
最後是一個延伸,不一定要沙堡被毀掉才能重複使用程式碼重建,我們也可以利用一樣的程式碼做出其他的沙堡們,這樣就可以蓋出許多的沙堡們,變成一整個王國了!
運算思維:可以試著讓小孩子思考,如果今天小女孩珍珠到海灘時,是想要蓋出一個擁有100座沙堡的沙堡王國,那她今天要怎麼做呢?答案就是一樣要從拆解大問題開始,先拆解成如何蓋出第1座沙堡,再利用程式的可重複性,蓋出其餘的沙堡們。
繪本最後:
珍珠和帕斯卡的程式小教室
在這個部分,作者很貼心的整理了整個故事中,所介紹到關於程式內容的重點,用問答方式,給了精簡但清楚的答案,方便爸媽指導小孩,也讓小孩子很容易一再複習。
- 什麼是程式碼?
- 什麼是循序?
- 什麼是迴圈?
- 什麼是「如果-然後-否則」?
不插電遊戲補給站
這部分是講生活中的運算思維。在生活中,其實只要多思考,都能夠有練習下面這三種基本運算思維的地方,作者並舉出了一些生活中的實例:
- 簡單的排序:做事情的順序,像是刷牙
- 多樣的選擇:要如何做某件事情,像是如何喝到瓶子裏面的養樂多
- 整體的規劃:稍微複雜一些的情況,像是如何包水餃來吃
還有使用到流程圖等的表達方式,來說明如何引導孩子去思考,這部分就不細說了,跟著書中作者的思路和簡單的圖解走會比只看文字要來的容易理解許多!
繪本資料
作者:喬許.芬克
繪者:莎拉.帕拉西奧斯
譯者:梁仁楷
出版:小魯文化事業股份有限公司
官方建議:5~8歲親子共讀;9歲以上自己讀
書本尺寸:25.8公分 X 25.8公分(正方形)
讀冊生活購書連結:玩沙堡 學程式──不插電遊戲繪本
小心得
比起程式冒險王國系列(請參考底下的:相關文章),這繪本的內容相對簡單很多,文字也非常精簡,介紹運算思維的部分也很簡潔有力,配合大張的圖片依然相當容易理解,也因為文字其實不多,讀起來很輕鬆。沒有介紹到演算法,但都是運算思維的重要基本觀念,對於想培養小孩運算思維的爸媽們應該可以很容易的讓小孩入門!而且因為讀起來輕鬆,內容淺顯易懂,即使是沒有相關背景的爸媽也可以帶著小朋友一起親子共讀和思考討論。
這本書的文字內容沒有注音,對於需要注音輔助的小孩子來說,自己閱讀上會很吃力,還好整體字數不算多,但是因為內容傳達的運算思維很不錯,因此整體上還是相當推薦的。
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