Unplugged 学运算思维Unplugged 学运算思维

2020-06-09 05:19:48编辑:
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Jeannette M. Wing 于
2006 年发表《 Computational thinking 》一文,有说明何谓运算思维。

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YouTube 上影片「 Design thinking vs Copmutational thinking 」用一图解释两者分别。

运算思维理念

事实上,近年也有不少教育工作相关工作者,大致上的实践是寻找问题,找出可行解决方法,透过测试验证结果,最后是分享及持续更新。不少人误以为等同 Design thinking (设计思维),确实两者有相似之处,但运算思维着重使用电脑运算作基础,并运用算法作问题解决的规则。

了解到上述规则,相信大家也明不是三言两者能完全说明,但简单要义坊间常用四点要义来解释,分别是 Decomposition (拆解)、 Pattern Recognition (分类)、 Abstraction (抽象)和 Algorithm (算法)。即当遇到将问题时,尤其是複杂的问题,将其分解分类为小部份。然后寻找问题之间和内部的相似之处,着重寻求规律,藉着电脑的运算速度以加快速处理事件。

各阶段能力不同

除了探究运算思维的本质外,也应注意幼儿或少年的能力。教育局 2017 年所发出的《数学教育-学习领域课程指引》里,初小(即小一至小三)并没有代数範畴,最早会在高小才学习。相对于运算思维里,要初小生,尤其是小一、小二理解变数概念,即抽象等处理就会较困难。

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青少年里尤其是儿童,学习需要循序渐进,而教育局近年所发布的教育指引是其中一种明确的参考。

Unplugged 学运算思维Unplugged 学运算思维不插电玩具

定义了运算思维,以及理解教育需因应学生能力循序渐进。接着是介绍一些可以玩乐兼学习的玩具,尤其是有动态的玩具,对幼儿及青少年来说较具吸引力。

跳出运算思维

此套产品设计理念很简单,基本上是防滑垫加上运算思维的元素。不过,孩子们玩起来必然十分开心有趣。设计者建议年幼的孩子,基本上跟住指示可以吸收运算概念;至于年纪稍长就可以跟住指引或创作指引设计「运算游戏」。

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适合 3 岁以上 Code Hopper

动手砌乐园

Learning Resources 推出 104 件组件的 Playground Engineering & Design STEM Set ,能让幼儿亲手组装心爱的游乐园,加上配有图文并茂的指引卡,能让家长有更清晰的观念。同系列中,新推出的Gears! Gears! Gears! Movin’Monkeys 及 Wacky Wheels 也十分吸引。

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适合 5 岁以上的 Playground Engineering & Design STEM Set

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偷插电机械玩具

与不插电类似,但此系列辅以少许用电的机械现具以吸引玩家,仍以避免费使用电脑编程。

老鼠爱编程

若觉得上述的玩具看似没有与编程相关,欠缺实在感, Code & Go Robot Mouse Activity Set 就会较合适。同学可根据卡片组装地图,然后利用卡片先进行编程,最后于机械鼠背后输入步骤,与实质编程相似。

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适合 5 岁以上的 Code & Go Robot Mouse Activity Set https://www.learningresources.com

百变组装

Coding & Robotics Science Experiment Kit 本身具有高变化及扩展性高,可组装成动物,也可变成心爱的汽车,适合不同年纪和爱好的儿童。重要的是玩具设计内容详尽兼真正循序渐进,设计的秘密在底盘是一个扫描硬件,孩子只需组装上层及排好卡片就能学运算思维,是一套真正将学习化繁为简的玩具。

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适合 5 岁以上的 Coding & Robotics Science Experiment Kit https://www.gigotoys.com

书棋系列

若是孩子较文静,阅读和棋类会是较佳的选择。

我第一本编程书

坊间上也有些编程书,但说明清晰,图画吸引,而且还有些少少习作,推荐这本 My First Coding Book 。另外,还有一本 Lift-the-flap computers and coding 也不错。

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适合 5 岁以上的 My First Coding Book http://www.prottsman.com

农场里学 JAVA

运算思维可以不是程式语言,但学程式语言必定会包括运算思维。亦因此,很多人认为直接学有关程式语言的事物是一个直接方法,但此举往往趣味性较低。有教育学者就突破此困难,将程式语言与棋结合,推出 codingFarmers 游戏。方式是游戏卡上既有常规英语,也有 JAVA 代码,最终就能用代码连接游戏行为。

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适合 7 岁以上的 CodingFarmers http://codingfarmers.net

滑雪兼学 C 语言

一款以滑雪为主题运算思维的游戏,内里最神奇的地方是玩游戏时,运用 IF THEN ELSE 或 SWITCH 等複杂的概念,同时会不知不觉能学习 C 语法。最有趣的是官网有 C-jump Board Game Virtual Tour ,若不介意插电,还可以看看编程结果。

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适合 11 岁以上的 C-JUMP http://c-jump.com/

十年‧运算思维演变

由 2006 年开始提倡的概念,于十年后,周以真教授曾再度探讨此问题。从《 Computational thinking, 10 years later 》一文中,可看到框架没有改变。她表示在十年期间,幸运地世界各地政府及组织均注意到运算思维的重要,但能实践仍有乃于数学整体概念的配合,她指出数学课程的步伐与运算思维或存在差异。此外,由于新的规则形成,旧的教育制度及人事是压力之一。笔者十分认同上述观点,期盼人们能用新观念去冲破困境。

最后,运算思维是建基于归类和算法,相信能有效处理大量複杂性的问题。然而,人的可贵之处在于能处理複杂的世界,当归类将会因应资讯科技数据能被大幅提升时,期望任何系统,也能顾及处理小众的讯息,相信也将是系统优劣的分别。

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