甚麼是運算思維 ? 艾米利亞教你如何在家用一本繪本玩程式幼兒運算思維的邏輯遊戲 !
近年來「運算思維」這個名詞算是很夯的一個名詞。台北市教育局成立「幼兒園運算思維課程取向工作坊」，邀請北市立大學幼兒教育學系、資訊科學系及國小資訊教育輔導團等攜手合作，指導13所公立及非營利幼兒園所屬14位教師，一共合作完成了20個「台北市幼兒園運算思維取向教學示例」。但實際上，運算思維就是究竟甚麼呢? 幼兒園真的可以用到「運算思維」來面對生活上的各種問題嗎?
甚麼是運算思維?
先來說說「運算思維」好了，根據教育部運算思維推動計畫中指出，
“運算思維是利用電腦科學的基本概念進行問題解決、系統設計與人類行為理解的思維模式”
台灣的資訊課程課綱中也說明，運算思維是
“具備運用運算工具之思維能力，藉以分析問題、發展解題方法，並進行有效 的決策”
綜合來說，運算思維包含
抽象化 : 為定義主要概念去識別並萃取相關資訊
演算法設計 : 產出有序指令以解決問題或完成任務
自動化 : 利用電腦或機器重覆任務
資料分析 : 透過歸納模式或發展深入分析方法以理解資料
資料蒐集 : 蒐集與問題解決相關的資料
資料表示 : 用適合的圖表、文字或圖片等表達與組織資料
解析 : 將資料、程序、問題拆解成較小、較容易處理的部分
平行化 : 同時處理大任務中的小任務以有效達到解題目的
樣式一般化 : 產生所觀察樣式的模型、規則、原則或理論以測試預測的結果
樣式辨識 : 在資料中觀察樣式、趨勢或規則 • 模擬: 發展模型以模仿真實世界的程序
(資料來源 :教育部運算思維推動計畫 )
哇 ! 這看起來很難，到底是甚麼意思呢 ? 簡單來說，其實「運算思維 (Computational Thinking)」就是學習著如何像程式設計師一樣思考，一樣的練習解決問題。那麼幼兒可以學習「運算思維」嗎 ? 今天就讓艾米利亞實際用一個使用「運算思維」的案例來帶著孩子玩一個「幼兒的運算思維」遊戲 ! 很精彩，剛開始的時候有點難度，但多練習就會了解整個邏輯架構與概念喔 ! 讓我們來跟著艾米利亞來實作吧!
「運算思維」是甚麼，很難嗎 ? 艾米利亞教你如何在家用一本繪本玩程式幼兒運算思維的邏輯遊戲 !
之前我們用很多故事情境、家裡的物品，設計不同的「路徑」、「重複」遊戲，這星期，反向操作，利用一個故事，回顧之前介紹過的程式邏輯概念。 家裡只要有故事書，就能玩「運算思維」遊戲。
今天我用的故事是「金髮女孩與三隻熊」，「金髮女孩與三隻熊」的故事，在美國就像是「小紅帽」與「三隻小豬」一樣家喻戶曉，但是說來慚愧，我第一次聽這故事是我第一年來美國時，那時任職學校請我幫下年度的的新生做語言評估，請我念這本家喻戶曉「金髮女孩」。天啊！我竟然沒聽過這個經典故事，是怎麼回事呀？
「金髮女孩與三隻熊」的大意是，一個金髮女孩，跑進森林玩，看到一個木屋(其實是三隻熊的家)，裡面有大、中、小三碗粥，他進去就把粥喝一輪，覺得小的冷熱剛好，然後把小碗粥喝光。之後又跑到熊家客廳，將大、中、小椅子坐一輪，覺得小的椅子軟硬適中，然後用力坐一坐小椅子，小熊的椅子就壞了。最後跑到熊家臥室，將大、中、小床睡一輪，覺得小床大小剛好，於是女孩睡著了。三隻熊回來之後，把廳室看一次，發現有人闖進屋中，很生氣，看到金髮女孩在小熊床上。金髮女孩這時正好醒了，看到三隻熊，嚇得一路大叫跑回家。
在家怎麼用一本故事繪本玩程式邏輯遊戲….
不是每一個故事都可以玩到「所有的」程式邏輯遊戲，一個故事，選一、二個概念玩就可以了，這個故事只是為了好解說，特別選的例子。
原來生活中都是運算思維！給孩子的5個運算思維實例！【超強學習單下載】
運用運算思維來教幼兒遊戲的8個順序
一、排序 :
排序、流程是coding裡面很重要的一個概念，coding要用對的順序給機器人指令，機器人才可以根據給的指令做事，因此，聽完每一個故事，都可以玩排序，排序不但幫助小孩可以重述故事增加語文能力，還能幫助小孩增進coding的流程圖概念。
我提供一些圖片，讓艾米與利亞討論「金髮女孩與三隻熊」裡的故事，並排出順序。
利用「首先」，「然後」，「接著」，「最後」重述故事….
家裡如果有一些「排序」拼圖，也可以拿出來用，讓小孩排出順序之後，說出每一個順序的步驟或練習按照順序，看圖說故事。一開始可以用三步(開始、中間、結束)重述故事。
之前分享過，有關排序概念的文章 https://hilittleworld.com/iagi
二、重複:
在程式遊戲裡，辨識出重複，就可以用「迴圈」給機器人指令。
與小孩討論，找出故事裡重複事件，例如:
金髮女孩跑進三隻熊的房子…. 試吃、試坐、試睡，大、中、小的順序重複: 她先吃大粥 ，再試吃中粥 最後吃小粥 覺得剛好，她把小粥 吃光，她先坐大椅子，再坐中椅子，最後坐小椅子，覺得剛好，她把小椅子坐壞。她先睡大床，再睡中床，最後睡小床，覺得剛好，她就睡著了。
三隻熊回來之後，他們說話也有順序上的重複，對發生事情的評論，也是一種重複….熊爸爸走到廚房，生氣的說:「有人喝過我的湯」，媽媽有一點擔心的說:「有人喝過我的湯！」，小熊大叫說:「有人喝過我的湯，而且還把它喝光了！」熊爸爸走到客廳，生氣的說:「有人坐過我的椅子」，媽媽有一點擔心的說:「有人坐過我的椅子！」，小熊大叫說:「有人坐過我的椅子，而且還把它坐壞了！」
之前分享過，有關重複概念的文章
1. https://hilittleworld.com/dj71
2.https://hilittleworld.com/hqi4
三、分類:
將故事中，出現的地點、物品、詞語做分類
大中小 (東西是屬於誰的)
廚房、客廳、臥室
各種形容詞語，按照喜好程度分類
四、資料分類與整理 :
依照資料的種類、組成，分析和整理材料，找出資料之間的關聯性，
廚房: 大碗+大湯匙+大餐墊+太冷 → 中碗+中湯匙+中餐墊+太熱 →小碗+小湯匙+小餐墊+剛好
客廳: 大椅子+大坐墊+太硬 → 中椅子+中坐墊+太軟→小椅子+小坐墊+剛好
臥室 大床+大枕頭+大被子+太大 →中床+中枕頭+中被子+太高→小床+小枕頭+小被子+剛好
之前分享過，有關分類與通關密碼的文章 https://hilittleworld.com/5yhr
五、步驟練習，利用故事裡的情節，練習各種不同的步驟
金髮女孩怎麼喝各種粥? 金髮女孩怎麼從廚房走到客廳？ 金髮女孩怎麼試坐各種椅子? 金髮女孩怎麼從客廳走到臥室？ 金髮女孩怎麼試睡不同的床?
以上有什麼步驟? 可以讓一個小孩說，指揮另個小孩扮演。也可以由小孩說，指揮大人做動作。
我覺得youtube的這個影片非常寫實，https://reurl.cc/Xeaavj
這個爸叫二個小孩寫出做三明治的步驟，然後血淋淋的在小孩面前按照他們寫的步驟做三明治，惹得小孩快哭了…..
這個爸想表達的是，你如果沒有把步驟寫清楚，別人沒辦法做出你想要的事，因為給好的指引很重要…
但是我沒辦法接受用這種方法教艾米與利亞… 只是想讓大家知道為什麼清楚的步驟很重要
之前分享過，有關步驟的文章，我走溫和派 https://hilittleworld.com/afhk
六、抽象化: 從故事中找出重複的規則，或將共同點歸納在一起，將程序單純化。
在故事裡，有一點像是將故事變成大意，這兒是將重複的部份，用最簡單的方法表示。上面金髮女孩要執行的步驟，簡化來說，就是按照大中小程序，喝粥→坐椅子→睡床，首先，金髮女孩試喝大粥→試喝中粥→試喝小粥
再來，金髮女孩試坐大椅子→試坐中椅子→試坐小椅子
最後，金髮女孩試睡大床→試睡中床→試睡小床
三隻熊回來之後，簡化的步驟就是，按照大熊、中熊、小熊的順序發表意見，他們檢查廚房→客廳→臥房
七、選擇結構: 為了讓程式對應各種情況，必須可以依據不同狀況執行指令。依據不同的狀況，做出選擇的指令。
讓機器人判斷「是」或「不是」，如果不是就換下一個….有一點像走迷宮，找到最適合的粥
喝大粥→好喝嗎？→是→繼續喝
不是→喝中粥
喝中粥→好喝嗎？→是→繼續喝
不是→喝小粥
喝小粥→好喝嗎？→是→繼續喝→迴圈→繼續喝→直到喝完
八、問題解決
這一點是STEM課程很強調的一點。「問題解決」的「過程」與「程序」，生活無處不在，
這個能力不但coding需要用到，設計思考流程也很重視這個環節。幾乎每個故事都可以找到「發生什麼問題」與「解決方案」。
每個故事都有故事的基本元素: 5W (人物、時間、地方、發生了什麼和為什麼發生這件事)
找出故事的基本元素，並用故事地圖分類，找出「發生什麼問題」、「解決方案」
大人可以用一些任務導向的問題，幫助小孩梳理一堆訊息裡的重要訊息。
什麼時候發生任務？(when) 金髮女孩跑進三隻熊房子時
和誰一起完成任務？(who) 金髮女孩、三隻熊?
在哪裡完成任務？(where) 三隻熊的房子
為什麼要完成任務？(why) 金髮女孩又餓又累
如何完成任務？(how) 找可以吃的東西(要冷熱適中)、找可以休息的地方(軟硬適中)
任務的目的是什麼？(what) 吃飽、睡飽
之前分享過，有關故事地圖與故事基本元素的文章https://hilittleworld.com/pm5q
九、利用上面的故事地圖設計coding遊戲
這個部份上星期分享過，就是用家裡的玩具，放在格子地墊上，配上各種「箭頭」指令，玩coding遊戲。大略是按照下面的步驟引導….
問題是什麼 : 金髮女孩要找冷熱適中的食物、舒適休息的地方 (舒適的椅子、舒適的床)
思考解決問題的方法: 在大中小的碗、椅子、床裡一個一個試，直到找到適合的
設計演算法:
設計讓金髮女孩，找到適合食物的路徑，可以怎麼走？
設計讓金髮女孩，找到適合椅子的路徑，可以怎麼走？
設計讓金髮女孩，找到適合床的路徑，可以怎麼走
設計程式 : 最後將演算法輸入至機器人裡，也可以用手動娃娃扮演，按照箭頭走
之前分享過，有關用故事情境設計不同遊戲的文章 https://hilittleworld.com/aj0c
活動參考書籍: 書名: 程式冒險王國: 小學生的運算思維與邏輯必修課 https://reurl.cc/e9VVNQ / 作者:金美善 / 出版社:親子天下
在故事情境下解決問題的coding 繪本
這星期我念了「程式冒險王國」給艾米與利亞聽，這套書的作者是一位小學程式設計老師，小學程式設計老師寫的書真的特別接近小孩可以理解的範圍。跟之前我提到的那套日本小學程式設計老師寫的書一樣好用(不插電 小學生基礎程式邏輯訓練繪本:https://reurl.cc/L03o5y)！
其中第一本書比較適合年紀小的小孩，而二、三冊，則適合數學計算能力、推理解碼能力有點基礎的小孩，三本書的故事內容都很有趣，大意是有二個小孩到了一個程式王國，王國裡發生一些問題，他們利用程式設計裡的運算思維，幫助解決。解決完得到八個彈珠才可以回到自己的世界，但是現在只有三個彈珠？其他五個故事還沒出版。
第一本真的很厲害，用同一個「做漢堡」主題，帶入很多基礎程式運算思維概念…而且非常合情合理。我將這三本書當作工具，回顧我們學過的概念，艾米玩起來沒有卡住，對利亞來說就有一點難了。
這三本書，用的方式就是以一個前後連貫的故事介紹各種不同的「運算思維概念」，如果想要有更多，用故事帶入「運算思維概念」的點子，可以參考這三本書。
我之前活動設計，參考用的書—「 露比任務」，也是這樣的方式，只是他的故事有一點奇怪，我有一點不太了解它的故事邏輯，但是故事後面的活動很豐富，把程式邏輯概念說得很清楚，遊戲也很有趣。
書名: 露比任務—培養孩子邏輯思考的程式尋寶記 https://reurl.cc/nnnjjD / 作者: Linda Liukas / 譯者:顏嘉儀、顏敏竹 / 彩實文化出版
credit @ 艾米利亞的小世界大探究
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我是艾米利亞媽媽，在這分享我與女兒們共讀的繪本與活動，很喜歡和女兒們一起探究世界，每天都有新體驗！