阿糖最近注意到我国教育的一项重要变化,那就是编程在教育中的地位“猛然”提高了。
许多家长都知道,在年,编程被纳入了浙江省高考!这一举措是风向标式的变化,山东、北京等教育大省都紧随其后。
这项改革在年就已经开始了
今年1月16日,教育部明确表示编程成为普通高中信息技术课的必修内容;名校的自主招生也很青睐会编程的孩子。
在中小学阶段,编程教育也备受重视。今年9月份刚开学不久,重庆市教育委员会下发《关于加强中小学编程教育的通知》,规定中小学开足开齐编程课程。
小学3~6年级累计不少于36课时,初中阶段累计不少于36课时,高中课时按照国家信息技术课程要求开设。任何学校和个人不得以任何理由挤占编程教育课时。
不过,相比国外,我国推广编程的步伐其实还是慢了许多。
年,美国麻省理工学院(MIT)设计开发了一款少儿编程工具Scratch;
年,美国号召全美学生学编程,并发起“编程一小时”活动;
年,前首相卡梅伦对中小学教学大纲全面改革,要求5岁以上的英国孩子都必须学习编程,11岁的孩子必须具备电脑双语能力;
年秋季起,芬兰的孩子们从小学一年级开始就要学习编程。
年,奥巴马投入40亿美金,宣称要让每个美国孩子在小学具备编程的能力;
现在,包括西班牙、以色列、芬兰、丹麦、日本、韩国、新加坡……全球已有24个国家在基础教育中设立了编程课程大纲……
为什么各国都这么重视“学计算机从娃娃抓起”呢?
原因很简单也很重要:20年后,不学编程的孩子,将被社会淘汰;没有足够编程人才的国家,将被世界淘汰。
根据斯坦福大学的统计,在未来20年,美国注册的种职业中将会有47%被人工智能取代。而在中国这个比例将会超过70%,大部分的人都会在20年后遭遇职业危机。
而不会编程的人,将会成为这70%——近10亿人口中的一员。
因此,编程绝不仅是孩子面对学校考试的必修课,更是在未来的人工智能社会安身立命的必备技能!
说到这里,想必很多爸爸妈妈都已经摩拳擦掌准备让孩子报名学编程敲代码编游戏了。但是编程绝不仅仅是等于敲代码、敲代码!
市面上很多的编程课程现在开设得如火如荼,很多家长花了上万元送孩子去学各种程序语言,却发现孩子好像对编程并不感兴趣,连基本的编程概念都不清楚,更别提创造性地敲代码编游戏了。
那么,究竟怎样让孩子学编程,才是正确的方法呢?
Facebook的创始人扎克伯格曾说过:若不是从小玩游戏,我绝不会学编程。
正是对游戏的喜爱,让这位顽童学着去摸索游戏背后的“秘密”,并因此爱上了编程,在高中时就创造了Facebook的雏形软件。
在全球教育水平第一的芬兰,老师们给学生上编程课的最主要手段也是通过游戏:
根据老师喊出数字奇偶来做出相应动作的动作游戏(认识编程中的“if语句”);
让学生分组负责不同声音循环并组合起来的音乐游戏(认识编程中的循环与嵌套循环);
让学生分饰机器人和操控者,通关操场上障碍的闯关游戏(学习操作“if语句”)……
在这些五花八门的游戏中,芬兰人甚至不需要使用电脑就可以教会孩子编程的思维和知识!
在美国时,我也注意到,当地的老师非常喜欢用游戏来教孩子编程的知识,编程课上使用的教材也是一套与游戏搭配的绘本,孩子们常常是看书看得停不下来、游戏也玩得不亦乐乎。
有些家长可能已经知道了,这套书就是少儿编程界公认的扛鼎之作——HelloRuby。
而今天阿糖首先要给大家推荐的,是今年新出版的,这个系列的第二套——儿童电脑漫游记。
现在可以开始打基础了!
适用年龄:4-8岁的聪明宝宝
主题:电脑硬件是怎么回事,软件编程是怎么回事,高科技创业公司如何运营。
这套书的作者叫做LindaLiukas,是一位女程序员。年的时候,Linda发现一个问题:虽然计算机越做越小,越做越方便,但是不懂计算机的人,对计算机编程这些却越来越陌生。很多小孩子虽然计算机玩得很溜,但是对计算机的设计却一无所知。因此她觉得,一定要写一本给孩子编程入门的书。
但是苦于没有资金出版,于是琳达在众筹网站上发起了这本书的众筹,结果没想到这个想法大受欢迎,大家纷纷参与众筹,最终竟然募集到38万美元,这也在众筹网站上创下了童书众筹的新纪录。
Linda没有辜负大家的期望,这套“儿童电脑漫游记”一经推出,就倍受媒体与教育界的好评,成为了全球编程少年们必读的“第一本编程书”!后来很多学校都采用HelloRuby这个系列的书作为计算机课的教材。
在美国,教儿童学计算机的童书那么多,为什么偏偏就HelloRuby被选为教材呢?其实是有原因的。
每本书都对应于计算机的一个主题,比如去年引进的《编程大冒险》对应的是编程思维引导,而今年引进的《儿童电脑漫游记》对应的是计算机组织结构的介绍。
每本书的知识点分得特别细致,而且书后还有相应的知识点提炼和习题。
因此这两点就决定了HelloRuby特别适合用作教材。
但是中国和美国也有一些不一样,HelloRuby在美国学校里是会由老师来引导教学的,而在国内因为没有老师引导,如果单纯是靠孩子自主阅读的话,根本无法把握这套书的精髓。
就这样从6月份开始出版开始筹划做桌游,到10月份桌游定稿,这中间经历了十几个版本的反复修改,向作者审核拿授权,这样整整设计了4个月,终于完工啦~
下面阿糖将分别介绍一下这套《HelloRuby儿童电脑漫游记》的书和桌游。
1HelloRuby儿童电脑漫游记
HelloRuby这个系列目前一共有3本,分别是《AdventuresinCoding》、《JourneyInsidetheComputer》和《ExpeditiontotheInternet》,分别介绍了编程思维、计算机组织结构和互联网。其中第一本已经在去年推出,而第二本就是这次推出的《儿童电脑漫游记》。
很多人理解学计算机就是学编程,其实不是这样,要学好计算机,得首先了解计算机的组织结构,知道每个配件的功能后,你才能编程控制它们,你也才能发挥计算机每个部件最大的功效。这就是这本书要向孩子传达的内容。
1故事性的引入
阿糖最喜欢HelloRuby的地方在于,她都是采用一个故事性的方式来讲述计算机知识,《儿童电脑漫游记》这本也不例外。
这本书是以一个计算机肚子里的冒险来讲计算机的组织结构原理。有一个叫做Ruby的小女孩,有一天打开了爸爸的电脑,输入开机密码却发现电脑毫无反应。她的新朋友鼠标告诉她,光标不见了,所以电脑无法正常工作。
于是,为了寻找失踪的光标,她和鼠标一起钻到了电脑的肚子里,展开了一段在电脑世界中的奇妙冒险。
2
情节化的讲解
阿糖在大学关于电脑的第一堂课就是认识计算机组织结构,最早看到这书的时候,阿糖的脑海里瞬间浮现出CPU、GPU、软件、硬件、内存、二进制、比特、与非门等概念。说实话,当时对这些概念可没什么好感,太枯燥了,光是区分CPU/GPU、RAM/ROM就折腾了好久,别看就一个字母的差异,但是概念却相差十万八千里。
但是这本书就完全不同,利用Ruby在计算机肚子里的历险记,会带着孩子认识计算机肚子里的各种配件,还有精心设计的插图,让孩子在故事中去理解一个个抽象的知识点。
1.首先来看比特(bit)
在Ruby的电脑冒险中,她进入电脑内部之后第一个碰上的就是这些家伙。比特是计算机中表达信息量的最小单位,也就是二进制中的位,由0和1组成。在书中,Ruby将看到满屏闪闪发光的比特,于是鼠标就告诉她:电脑里的所有东西都建立在他们之上的。
这时Ruby想通过比特来找光标,但是鼠标说:“比特不会帮任何忙,他们只会说“0”和“1”,如果想让他们说得更多一些,至少需要八个伙伴一起工作。”这样的描述就把比特概念中二进制的位概念以及8bit为一个字节的概念解释出来了。
2.再看一个比较常见的词-CPU
CPU是中央处理器,用来解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。它的工作过程是提取、解码、执行和写回。在这本书里面我们会通过故事中的对话了解到CPU是“老大”,非常的忙,他指挥其他人做事。
插图设计的也很有意思,因为CPU是一块超大规模的集成电路,所以书里的CPU就是一块绿色电路板的样子。他手握着大喇叭,在大声的说着各种命令。
还专门有一张示意图,来展示它如何工作。在这张插图里,他像个老师一样,指挥着底下花花绿绿的晶体二极管、三极管、放大器、电阻等一系列的零部件,让他们有条不紊地工作。
3.总结
就是通过这种故事性的方式,这本书将计算机的各个组成部分都挨个介绍了一遍。孩子很好理解,学起来也不累。顺便感慨一下,现在的孩子真比我们那个时候幸福太多!
下面这张图罗列的就是这本书讲解的电脑配件,每个配件都做拟人化的处理,她们都是Ruby这位女主角的朋友。
(书里面的知识点)
3
系统的配套练习
故事中涉及的每个知识点都在书后有对应的练习。推出练习的原因是,前文的故事部分只是为了引出某个知识点,吸引孩子的探索兴趣,但是后文的练习才是真正具体介绍知识点的内容。
增加这个练习部分有两个好处:
一方面是对知识点做提炼,免得父母不知道如何引导;
另一方面也是加深孩子对知识点的理解。
1.比特相关的练习
比如跟比特有关的练习题中,题目会基于前面的故事做引申。她会告诉孩子比特是一个单位,还附有比特和字节(Byte)以及KB、MB、GB的大小换算。
然后题目给出了4个文件,要求把文件和对应的大小配对。在这个题目中,孩子能感受到比特作为信息量最小单位的意义。
2.输入/输出相关练习
再看一个例子,这回讲述的是输入/输出设备的相关练习。前面的故事中虽然讲了键盘、鼠标、显示器等电脑配件,但是这里却做了引申,告诉孩子们哪些设备属于输入,哪些设备属于输出。
在练习开始会用敲击键盘后屏幕显示来解释输入和输出,并对电脑主要的四个部分作说明:输入设备、处理器、输出设备和存储器。
接着会用一张做蛋糕的图,把整个过程具体展示出来,方便理解。
然后才是各个练习题,比如输入、输出设备的辨别。
3.总结
这本书一共提供了25个练习,将计算机组织结构的各个基本知识点都给孩子捋了一遍,这样父母引导孩子学习的时候就更有针对性了!
2
我们研发的配套桌游
这套桌游是我和小伙伴们一起设计的。刚开始设计这套桌游的时候,我们把整本书反反复复读了好几遍,将这本书最精髓的部分提炼出来,其实整本书的核心讲的就是计算机的组织结构和计算机基础原理。那么我们设计桌游的时候就得将这两大块最基本的知识点融入进去,同时再加入游戏化的特色。
1电脑组件的采集
书里面最重要的一大块知识点是认识电脑是由什么配件组成的。于是我们的桌游方案首先从这块知识点入手。
能不能采用收集配件组装成电脑的方式呢,比赛谁最快收集到所有的配件谁就赢?
这是我们最早想到的方案。后来进一步想,不如采用大富翁的游戏形式,每一个格子都是一个IT公司,每个公司都可以提供一种电脑配件,当玩家走到每个公司的时候就可以购买电脑配件了!
这样做的好处是,一方面认识到每个科技公司可以采购相应的计算机软硬件,另一方面也能通过这样的买卖方式锻炼孩子的财商。
下面这张图就是我们设计的大富翁类型的棋盘。
然后还设计了游戏中的钞票,用来购买这些IT公司所提供的配件,顺便还可以买卖公司。
桌游还设计了一个模拟的小电脑托盘,收集到的配件都可以放在这个托盘里。托盘里的配件收集全了就表示游戏胜利。
这样游戏的玩法就很简单了:
1.每个玩家一个棋子,当棋子走到一个没有CEO的IT公司的格子时,可以选择投资这家公司变成这家公司CEO,那么别的玩家再过来的时候就得给你付费。
2.此外,每个IT公司都能提供一种或多种电脑配件,每个玩家走到这个IT公司对应的格子时,都可以选择是否在这里购买以收集配件组装电脑。
因此,游戏胜利的方法有两种:
要么孩子首先收集全电脑配件组装成一台电脑,则该玩家获得胜利。
或者说别的玩家纷纷破产,最后只剩你一个,剩者为王。
2
趣味性的加强
好了,计算机组织结构这个知识点通过棋盘的形式解决了,可是趣味性该怎么办呢?于是又加入了命运卡的方式,让孩子抽取卡牌来决定命运。而且在设计命运卡的时候,还参考了硅谷一些特色的地方,比如引入乔布斯、比尔盖茨、扎克伯格等真实人物。
于是就诞生了下面的命运卡。这样的好处是,不仅给游戏增加了不确定性和趣味性,还将孩子的认知与时代接轨,从小就提高孩子的眼界和见识,将来说不定您的孩子也能成为像比尔盖茨这样伟大的人才呢!
棋盘里还会增加一些特殊的格子,会触发一些计算机里特定的事件,比如下面这种“电脑中*送修理所,暂停行走一次”,也是为了增加桌游的游戏性和不确定性。
3
计算机基础原理
书里面还有很多计算机基础原理的知识点,这部分如何融入到游戏中呢?
桌游中提供一种卡片,叫做机会卡,每张机会卡都对应书里面的一种类型的题目。当孩子走到棋盘的指定位置时,他们就得抽一张机会牌来答题,而机会牌上的题目都是和书中的知识点紧密相关的,如果不知道答案的话,就需要将书中的知识点仔细再学习一遍了!
比如下面这种题目给元素分类,区分软硬件。
这部分题目是利用计算机芯片做数独。
还有学习计算机里面的逻辑关系-与非门。
上面提到的所有题目都在书中有具体的讲解,这种方式的好处是,帮父母将这本书的精华部分都抽取出来,做成题卡的形式,孩子在玩桌游的过程中就可以温故而知新,他们也能最大程度地发挥这本书的价值。
此外,在整理这套题目做机会卡的时候,并不是局限在书中原有的一些题目,而是基于书里面的知识点将题目做了很大的扩充。
比如书后的练习有一道是教孩子认识二进制的。
书里面关于二进制的题目就上面这么一道,但是二进制是计算机里面一个非常重要的知识点,于是在机会牌里对这个知识点进行了扩充。
用一个破案的形式,说黑客入侵,留下一串