★日本學校圖書館出版賞★
這是一本跟程式設計有關的書,但是!
我們不教你寫程式 先教你培養邏輯思考力!
★108年課綱全新「科技領域」體驗先修★
★不插電的學習體驗★
★孩子的第一本程式設計學前書★
★書末附指導者教學建議★
每天早上,三姊弟會一起走路去上學。這一天,他們在途中遇到了雨後的大水窪、還碰到青蛙們過馬路!這些狀況都會擋住上學的路,要怎麼順利抵達學校呢?
遇到水窪,可以跳過去、搬石頭當作墊腳石、或是脫下鞋子涉水而過;碰到青蛙們過馬路,可以從旁邊繞過去、踩高蹺跨過去、也可以等青蛙們全部通過後再走。三姊弟面對問題的解決方法各有不同,但最後都順利解決問題,這表示解決問題的方法有很多種,點子往往並非只有一個。
這是一本和程式設計有關的書籍,但是我們不會直接教孩子寫程式,也不會讓孩子馬上使用電腦、鍵盤和滑鼠,而是先培養孩子的邏輯思考力。首先讓我們認識什麼是演算法吧!簡單來說,當我們心裡有一件事想達成(目的),每個人都會思考該怎麼做(方法)比較好,這個實現目的的方法就是「演算法」,而把規畫好的演算法對電腦下指令,就稱作「程式設計」。
我們其實早已習慣用演算法來解決各種問題、並採取行動,本書運用各種生活化的舉例,讓孩子學會有邏輯的思考,並且找出最適當的演算法來達成目的。當孩子學會運用這樣的思考方式時,就具備了程式設計的基礎。而像這樣的邏輯思考訓練,對於日常生活的解決問題能力也非常重要。
※書末附指導者教學建議
集結日、臺2位長期深耕資訊教育的作者之心力大成,從108年新課綱與程式設計教育的關聯談起,並提供實用的不插電教學法範例,讓您輕鬆引領孩子培養邏輯思考力。
本書為「【不插電】小學生基礎程式邏輯訓練繪本」系列的第1冊,另有《2:找找看、排排看》、《3:以流程圖畫出未來》、《4:演算法遊戲大挑戰》,為孩子接軌國中三年的科技領域課程。
※套書加值贈品:演算法遊戲圖卡
套書加值贈送精緻可愛的遊戲圖卡(搭配第4冊演算法遊戲使用),節省影印的時間,並提升動手操作的機率和樂趣。
※科技界、教育界一致好評推薦
吳文宏(臺北市立農國民小學教師)
吳郁芬(ACTC 亞洲兒童程式教育協會祕書長)
呂奎漢(花蓮縣教育處教育網路中心輔導員)
林怡辰(彰化縣土庫國民小學教師)
林銘照(國立屏東大學科普傳播學系助理教授)
邱文盛(花蓮縣教育處教育網路中心輔導員)
洪敦明(教育部閱讀推手獎得主、國立公共資訊圖書館館員)
張原禛(大學塾部落格站長、新北市德音國民小學自然科教師)
張文翰(屏東縣光華國民小學教師)
張哲剛(103年教育部國中小行動學習傑出優良教師、雲林縣國教輔導團科技領域國小組團員)
陳安儀(親職教育專欄作家)
陳宣霖(宜蘭縣梗枋國民小學教師)
曾俊夫(新北市積穗國民小學資訊教育教師)
強傑麟(臺北市建安國民小學資訊教育教師)
詹凱賀(臺東縣香蘭國民小學教師)
蔡淑君(臺中市光明國民中學資訊教育教師)
饒建奇(淡江大學電機系副教授)
藍莓媽咪(全臺第一個日文繪本讀書會創辦人)
*以上依首字筆畫排列
希望本書能成為讓孩子與老師一起學習程式設計的契機
程式設計對於孩子來說,就像是將自己的想法以更加動態的方式呈現出來的新媒體,我們希望讓孩子透過程式設計體會表現的樂趣,以及與同儕分享作品的喜悅。
倘若孩子擁有自主思考的能力,能夠自行判斷及挑選出合適的「演算法」,他們的表現手法也將會更加豐富。演算法可說是程式設計的基本思考邏輯,若老師也能深入理解演算法的意義,就能夠配合各科目的性質,將程式設計的活動安排得更具意義。
本書將不會提及關於「程式語言」的演算法,而是安排各種小學生實際上容易遇到的情境,藉由三姊弟所各自構思出的演算法來解決問題或達成其目的。當孩子對登場人物的處境能夠感同身受時,就能自然而然地學會演算法的思考模式。
像這樣在不使用電腦的前提下接觸演算法及程式設計,稱為「不插電(Unplugged)體驗」。當孩子對演算法及程式設計產生興趣後,建議接著讓孩子們嘗試圖形化或純文字程式設計軟體。如此一來,相信孩子將實際體會到「啊!原來要讓電腦做這件事,只要這樣思考就行了。」孩子是資訊化社會的未來主人翁,培養孩子的電腦素養(Computer literacy)是指導者的使命。本系列繪本若能協助指導者踏出達成使命的「第一步」,將是一件多麼令人開心的事。
——東京都小金井市立前原小學校長/松田孝
不當程式設計師,也要有邏輯思維力
以前我們用大把時間在熟悉「資訊科技的應用」,學習電腦技能、認識電腦軟體,或是上網搜尋重要的資料再加以整理與呈現。但即將推行的12年國教科技領域新課綱則是把學習重點擺在「運算思維」的培養。
運算思維包含了學習資訊科學的知識、與電腦運作原理相關的邏輯概念、生活上應用資訊的知能,以及程式設計的概念與實作。對現代人而言,資訊已經與生活分不開,無論是那些因為資訊科技才能被呈現的事物,或是可以用在實際情境的邏輯思考概念,都可以透過運算思維的學習來得到。KK老師認為,未來即使不當程式設計師,培養思考邏輯的能力,對生活也非常重要。
目前市面上教孩子程式設計的書籍很多,但是像這系列四本繪本,不談程式設計,而是先培養閱讀與思考力的書,則很少見卻很重要。這套繪本可以在小學階段,透過實際情境,帶孩子認識資訊科學中的演算法與邏輯思考方式,進而推展到程式設計的概念。對於中高年級的孩子,則進一步地介紹了圖形化程式設計軟體及遊戲式的體驗,最後還提供如何利用程式進行機器人控制,這種將抽象與現實連接的進階課程建議。這套繪本告訴我們如何鼓動孩子的學習興趣,還能讓他們不畏懼認識新知識,這也將會是我們在資訊課堂可以嘗試達到的願景,你說,是不是很棒啊?(快說是!!)
——國民中學現役教師、《偷插電的資訊科學》作者/謝宗翔(謝KK)
透過學生的生活經驗,清楚將複雜的電腦專有名詞講解清楚,使孩子也能輕鬆理解,並建立邏輯運算的基本概念,奠定程式設計的基礎。
——吳文宏(臺北市立農國民小學教師)
「【不插電】小學生基礎程式邏輯訓練繪本」系列的內容是目前坊間出版品中少見以繪本型態呈現,並以演算法為主題介紹程式邏輯的書籍,設定小學生為閱讀目標族群,亦可作為學齡前至國小階段由家長陪同的親子共學教材,書中以淺顯易懂的生活例子,搭配豐富的圖文解說,讓程式或演算法這些生硬的專有名詞,變得更容易理解。
這套繪本特色是以演算法為主題,並用循序漸近、由簡至繁的方式,有組織的呈現教學內容,也就是先讓學生對演算法建立完整清楚的觀念後,再逐步介紹重要的運算方式,如:排序、搜尋及學習繪製流程圖,第3冊開始,以圖形化程式設計語言介面,引導學生寫出自己的演算法。這些學習過程,都是為孩子未來學習插電程式設計課程所奠定基礎的準備。
108年新課綱將程式教育納入,以不插電的方式從生活中建立程式邏輯,將來學習插電的程式語言就更容易理解其原理,並從中發掘出寫程式的樂趣。
——吳郁芬(ACTC 亞洲兒童程式教育協會祕書長)
演算法其實就是解決問題的能力,是我們每天都需要使用的能力,這套繪本的範例引導設計得淺顯易懂,看完後會發現原來演算法無時無刻在我們身邊,只是我們並沒有察覺到。我覺得本套書對於孩子邏輯思維的訓練很有幫助,對日後學習程式語言更能達到事半功倍的效果。
——呂奎漢(花蓮縣教育處教育網路中心輔導員)
透過與孩子生活貼近的遊戲,潛移默化中體驗「邏輯思維」。培養不管將來是否想要成為工程師,都需要擁有的清晰頭腦。
——林銘照(國立屏東大學科普傳播學系助理教授)
當108年課綱出現運算思維、程式設計、資料結構和演算法等內容的時候,國中小現場老師都感到非常惶恐,紛紛責備為何要將大學的課程下放到國中小,在朝野罵聲不斷下,家長孩子更擔心這麼難的課程,到底要怎麼學。然而,現今科技相關領域的大學教授們、甚至是國中小老師,在普遍未熟悉教育、認知心理學或相關教學理論時,大家都擔心,這樣一昧地填鴨亂教下來,會不會讓孩子從此就不想接觸這些內容?就在此千鈞一髮之際,這套「【不插電】小學生基礎程式邏輯訓練繪本」系列的出現,無疑是解救了所有的老師和學生,甚至是臺灣的教育界。
我們都知道新課綱強調素養導向,但是到底什麼是素養導向?說穿了很簡單,當我們在學習新工具、知識和技能時,如果可以跟生活產生關聯,讓學習的內容跟生活緊密結合,如此一來,學的東西能夠很習慣應用於生活,學習就會內化,在需要時就能自然發揮出來,這就是素養導向的學習。然而,學習要學得好,要有一些策略,包括了抽象知識具象化、學習情境的安排、歷程的探索、學習方法的歸納、遊戲化的設計、多元智慧策略的運用等,這些power teacher究極的教學法,都安排在這套繪本裡了!用這套書,可以輕鬆在遊戲中讓孩子具備運算思維、程式設計、資料結構和演算法等概念。
新課綱並不是要教孩子每個人都當程式設計師,而是希望孩子們了解這些人世間處理事情、解決問題的有效率方法,讓孩子的腦袋邏輯清楚,將來不管是生活或未來工作上都會有很大的助益,利用本套書來學習,孩子將會從自己的生活經驗發想並解決問題,學習從未如此輕鬆而有效率!透過多元智慧的安排,加上身體動覺的操作,讓認知學習跳升至生命經驗層次,最後遊戲化刺激孩子思考,運用所學解決問題,這樣的教學安排不僅有趣,而且師生皆可受益無窮。
能將複雜的理論,用這樣簡單又有效率的方式學習,本套書完美解救了臺灣水深火熱教育下的老師和孩子,我已經預見臺灣下一個美好的世代即將來臨,超棒!
——邱文盛(花蓮縣教育處教育網路中心輔導員)
我們的教育常常教孩子「如何⋯⋯」,卻忘了啟發他們「想要⋯⋯」,而這系列書籍則兼顧了兩者,讓孩子從生活經驗汲取邏輯與程式設計的奧妙。
——洪敦明(教育部閱讀推手獎得主、國立公共資訊圖書館館員)
運算思維,希望讓孩子了解電腦處理問題的方式,可以思考面對生活中方方面面的狀況並解決問題。人類,每天的生活其實都在進行思考,這套繪本讓我們跟著小主人翁在面對各種狀況時,學習分析問題、設想方法並加以實踐,看著他們的表現,相信可以讓孩子們設身處地,讓自己也有信心與能力來勇敢行動。
我們常以為思考是很「個人」的行為,我特別喜歡繪本第2冊的運動會中,考慮趣味競賽的排序橋段:不僅解決問題,同時讓孩子看到許多狀況都是需要彼此溝通討論和團隊合作,才能齊心合力獲得好成績,並享受團結互助所帶來的喜悅。
從這套繪本的多類案例,也請老師、家長試著這樣做:
1.可以在引導孩子閱讀時,先「暫停」不急著往下看,配合情境過程,先讓孩子們討論提出「幫主人翁想想有什麼方法?理由為何?」接著再繼續閱讀。
2.從孩子自身的家庭、生活與學校活動中,搭配運算思維的能力來加以結合。相信都能讓孩子們的大腦真正「運算」起來,這也是孩子每天所見所學都可以寓教於樂的機會!
——張原禛(大學塾部落格站長、新北市德音國民小學自然科教師)
前幾年創客熱潮興起,身為資深「學人精」,總要依樣畫葫蘆一下,但不知道是門檻太高,還是個人慧根有限,到了「程式設計」這個坎,我就停滯不前,無法持續玩下去。雖然一直沒有進步,但眾多噗友常在網路上「放毒」——今天A老師用3D列印完成某某作品,明天B老師的自走車已經可以走迷宮,後天C老師帶學生參加貓咪盃得獎連連。接著,《不插電的資訊科學》、《偷插電的資訊科學》陸續問世,才知道原來是我沒有「運算思維」的概念,難怪會在程式設計卡關,但這些教材以國、高中為主,對小學生而言還是有難度。
原本想原地踏步,但看完「【不插電】小學生基礎程式邏輯訓練繪本」系列,咦?我發現我看得懂吔,沒有卡關遇到大魔王的fu!第1冊說明何謂「演算法」,繪本裡的插畫生動又貼近生活,我看完馬上對演算法有基本概念,之前以為演算法就是一堆看不懂的函數和指令,但看完第1冊,我有種「啊!原來這就是演算法啊?!」的感覺。
接下來一樣利用生活例子來說明「排序」、「搜尋」的概念,然後慢慢進階到演算法中的三個形式:「依照順序」、「重複執行」、「必要時執行」,最後還有一些「不插電」的小遊戲。看完之後,回想最近在scratch的自學經驗,有豁然開朗的頓悟感,原來程式要這樣寫才會符合演算法的三個形式。
本套書內容深入淺出,舉例又很生活化,我相信學生看完後,對演算法會有基本認識,一般老師看完也會很快建立運算思維的初步概念。感謝KK老師引薦這套書給我,原本視運算思維為毒蛇猛獸的我,有勇氣拿起長矛繼續挑戰,我知道接下來的電腦課可以怎麼上了。