小一開始學程式設計好嗎?兒童編程玩具怎麼挑?培養運算思維這樣做就對了!

最新的108課綱,將程式設計納入國小高年級必修課程囉!一來是科技不斷地進步,為了因應科技潮流,二來是因為讓孩子學程式設計,可以加強邏輯的觀念,為未來累積科技素養。這次要跟大家分享為什麼國小生要接觸程式設計?運算思維對兒童有什麼好處?還要教大家如何選適合的程式積木,有興趣的趕快看下去吧!

目錄

為什麼國小生要開始學習程式設計?

Scratch?和Scratch Jr 有什麼差別?

程式教育適合學齡前兒童嗎?從幾歲開始好?

程式設計有哪些玩具?該怎麼挑選?

五個超好玩程式設計邏輯的遊戲玩法



小一開始學程式設計好嗎?兒童編程軟體、編程玩具怎麼挑?培養運算思維這樣做就對了!

一、為什麼國小生要開始學習程式設計呢?

根據台灣教育月刊的說明,我們可以知道學習程式語言的好處:

1. 激發孩子的創造力

孩子透過程式設計,將一個東西從無到有建立起來,玩出實驗精神與創造力,並產生自信心,對於未來會比較勇於嘗試去探索自我的無限可能。

2.打造自主學習的能力

網路資源豐富,小學生很輕易就能透過手機上網搜尋到自己想要的資料,在老師的引導下,整合資料、探索解決方案等技巧更是自然而然發生,逐步造就孩子自學的能力。

3. 鍛鍊邏輯思考力

程式語言是電腦唯一看得懂的語言,人必須要理解程式語言,才能告訴電腦該怎麼解決問題,所以孩子的理解力很重要,邏輯性也要扎實,才能掌握結構,採用運算思維來思考如何讓電腦為自己工作。

4. 培養運算思維

兒童程式教育有助於培養運算式的思惟(Computational Thinking),如拆解問題、找出模式、建立步驟演算、資料分析等,都是為了有效解決所有的問題,就像搭車、烹飪,每天的生活也需要有一套思考模式。美國科學家 Jeannette M. Win 描述電腦四個運算發表性思維的階段,依序為 拆解問題為數個部分、找出規律和做出模式來測試、歸納原則與抽象化,最後則 是設計演算法,讓類似問題能夠被重複解決(羅民諭,2016)。

5. 培養解決問題能力

有別於傳統教學,程式教育是「解決問題導向」的學習,也就是STEM教育。訓練學生理解問題、解構問題、尋求解決方案、以及不斷改進的最好模式。就算出錯也沒關係,繼續尋找資料、嘗試各種可能,跟著團隊以成功的一小步累積成更大的成就,讓孩子更有解決問題的信心,不會懼怕艱難的挑戰。

 

二、兒童學程式設計為什麼用Scratch?和Scratch Jr 有什麼差別?

相信很多家長心中有很大疑問是,小朋友連英文都還沒學好,怎麼學程式語言呢?別擔心,網路上已經出現許多學習資源,其中十分火紅的兒童學習程式設計邏輯軟體,叫做Scratch,只要從網路上下載至平板或手機,就可以開始玩程式設計喔! 透過模組化的設計,現在學習程式語言已經非常地簡單囉 ! 讓我們先來看一下甚麼是 Scratch?

Scratch誕生於2006年,由美國麻省理工學院設計研發,秉持「想像·編程·分享」的理念,讓5歲小朋友都能享受程式編寫的樂趣。如此一來,學習程式設計真的可以先不用懂程式語言!Scratch的介面已經把程式語言視覺化了,只要用手指拖曳畫面上的已經模組化的「程式積木」,就能編排動作指令,不論是想操控機器人、設計迷宮遊戲、格鬥遊戲都沒問題。

如果是學齡前兒童(5-7歲左右),則可以選擇使用「Scratch Jr」。Scratch Jr 的介面上的程式積木主要是用圖案顯示,小朋友一看就知道這個是做什麼用的,只要拖曳積木,就能直接下指令囉!

照片來源:網路

就是這個簡單的模組化概念,把程式語言像”積木”一樣一塊一塊地分門別類,孩子在學習程式語言上,自然就方便又輕鬆,像是玩積木一樣地簡單 !

三、程式教育適合學齡前兒童嗎?從幾歲開始好?

既然程式設計很重要,那是不是從學齡前就開始培養最好呢?

這其實沒有標準答案,但畢竟學習程式設計還是有一定的門檻,所以爸媽要根據孩子的程度和興趣來餵養相對應的學習資源。

小朋友一定都會學畫畫、拼機器人、說故事、唱歌等,但你有沒有想過,小朋友也可以透過程式設計創造出一部「機器人音樂動畫」呢?

現在小朋友從幼稚園就開始接觸編程,新北市思賢國小附幼的程式教育課程中,老師帶孩子利用Scratch JR製作簡易動畫,培養程式邏輯及運算思維,小朋友玩得不亦樂乎!

如果不希望孩子太早接觸螢幕,也有不插電程式桌遊。甚至在日常生活中也能引導孩子用運算思維去思考,有興趣的家長可以看這篇「5 個從生活中培養幼兒運算思維的實際案例」,就知道運算思維真的就在日常生活中!培養程式設計邏輯其實沒有太多限制,給孩子去玩就對了!

四、程式設計有哪些玩具?該怎麼挑選?

有了Scratch語言,那有沒有更讓孩子能直覺上手的程式語言積木呢? 其實市面上像是程式機器人、編程機器人、編程積木等,都是很棒的學習玩具。但這麼多種玲瑯滿目的積木,我該怎麼選擇呢? 來看看挑選程式設計積木該注意的重點如下 :

  1. 選擇年齡適合的產品: 確保選擇的產品符合孩子的年齡和興趣。選擇兒童程式設計玩具時,注意製造商建議的年齡範圍,以確保玩具不會對孩子造成危險或挫折感。

  2. 選擇易上手產品:編程玩具有現成的機器人,也有需要自己組裝的積木,選擇易於使用的產品,尤其是對於剛接觸的小朋友來說會比較容易。

  3. 選擇有附教學的產品:產品附有教學軟體是最佳選擇,例如動態說明書、小遊戲,或教孩子編寫簡單程序的工具。

  4. 選擇有趣味性的產品:玩具好玩最重要,盡量挑選顏色鮮豔、造型多元、組裝變化性高的產品,搭配視覺化編程軟體,才能持續引發孩子興趣喔!

【程式積木領導品牌 Apitor樂學程式積木】

如果要選編程玩具,那你一定不想錯過Apitor樂學程式積木!

Apitor是一家專注於智慧玩具、智慧軟體設計、研發、製造和銷售的公司,自2019年推出第一款智慧玩具產品以來,就受到消費者的支持與喜愛。更厲害的是,Apitor全系列商品皆通過STEM.org第三方權威認證,表示不但好玩,還保證有教育價值喔!而且,Apitor也在今年獲得了STEM.org的STEM教育認證,成為一個被認證過的STEM教具,爸媽也可以很放心的選擇使用。

無論孩子喜歡動物、交通工具還是機器人,Apitor系列商品都能滿足,年紀最小從6歲就可開始玩,直到小學三年級都有相對應難度的商品,真的是一款從小玩到大的程式積木!

五、五個超好玩程式設計邏輯的遊戲玩法

今天我們請FairyKids 帶著我們透過Apitor程式積木的組裝與編程,讓大家認識五種程式設計的遊戲玩法!讓孩子能透過動手做,理解原來程式教育在現實生活中,不只是玩具,而是可以真實訓練成為解決未來問題的好訓練喔!

訓練程式設計邏輯玩法一:電梯(簡單機械)

在以前古代的時候,喝水不像現在水龍頭打開就可以,打水都是透過水井。而同樣的概念,運用到現代的生活,那就是電梯 ! 電梯原理和「水井打水」的概念類似,透過掛在輪軸的鋼繩,一邊連接「升降梯」,另一邊連接「平衡錘」,讓兩邊重量平衡做升降拉引的動作。教孩子先以積木組裝電梯模型,讓馬達齒輪轉動時捲動線繩,拉引電梯向上。此時只要透過程式設定顏色感應器,就能控制馬達順時針或逆時針轉動,讓電梯成功上升或下降囉!

圖片來源:FairyKids

圖片來源:FairyKids

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訓練程式設計邏輯玩法二:大猩猩追香蕉(趣味動物)

該怎麼教孩子了解機器人的”眼睛” ? 原來就是裝上一個”感應器” ! 用Apitor程式積木組裝一隻大猩猩和香蕉,在猩猩鼻子處裝上紅外線感應器,當積木香蕉靠近猩猩鼻子時,感應器一偵測到,猩猩就會追著香蕉跑囉!這個玩法除了能學習連桿機構原理,逗趣的動物角色搭配更可說是笑果十足!

圖片來源:FairyKids

圖片來源:FairyKids

圖片來源:FairyKids

 

訓練程式設計邏輯玩法三:旋轉木馬

從小每個遊樂園裡都有的,就是旋轉木馬了! 但你有想過,旋轉木馬是怎麼做的呢? 旋轉木馬的快慢,該怎麼樣設計呢 ? 透過馬達齒輪帶動旋轉木馬轉動,搭配編程設定旋轉的速度與音樂,像是「旋轉速度快」搭配「快節奏歌曲」,「旋轉速度慢」時再搭配「抒情歌曲」,一起設計有趣多變的旋轉木馬!

圖片來源:FairyKids

圖片來源:FairyKids

圖片來源:FairyKids

 

訓練程式設計邏輯玩法四:鋼琴(樂器編程)

鋼琴是怎麼樣發出聲音的呢? 原來鋼琴是一連串很巧妙的組合,這一次FairyKids透過程式的設計,先製作一架積木鋼琴,只要在琴槌位置設制多個感應器,再透過編程設定,對於不同位置的感應與鋼琴音效對應,按下琴鍵就能彈出美妙的鋼琴音效囉!有可能剛開始的時候,對於音階的位置設計的不夠完整,多重複幾次試誤,就可以很清楚的了解如何正確的對應到位置,而發出美妙的聲音,進而就可以了解,原來鋼琴是這樣製作出來的啊!

圖片來源:FairyKids

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訓練程式設計邏輯玩法五:投石車(遙控車輛)

你有玩過投石車嗎? 古代人攻城的時候,都是用甚麼方法,打進厚厚的城牆堡壘呢? 先說一段故事給孩子聽,讓孩子了解投石車的用途,再製作一輛投石車,以APP遙控或程式控制行進路線,並操控車上的投石裝置,放上小球完成投球動作,打下敵人的城堡!比一比,行駛到指定位置投球,誰能投中最多個呢? 投過這個遊戲,除了學習製作一台投石車之外,還可以學習數學的原理,了解拋物線的概念,經過反覆的練習,才能準確的投遞到該有的位置,打下城堡,這也就是這套Apitor程式積木 裡面的範例,教大家可以玩得有趣活動喔 ! 除了學到程式,還可以透過遊戲化的學習,把數學的概念也帶入,這才是真的很符合STEM教育的概念 !

圖片來源:FairyKids

圖片來源:FairyKids

圖片來源:FairyKids

 

以上五種不同的程式積木玩法是不是超有趣呢?除了透過STEM動手做的過程,玩中學物理機械結構,還能透過紅外線和顏色感應器的應用,搭配編程做出豐富的作品效果喔!