《hello Ruby兒童編程大冒險》書中通過繪本童書的形式為孩子講解什么是計算思維,書中以及網站上有一些活動以及游戲,更多精彩可以訪問網站helloruby.com,
“作者希望孩子們理解和接受最基本的編程邏輯,以后就可以像搭建樂高積木一樣,用輕松、創意的方式撰寫代碼”
----華爾街日報
*孩子不一定要當程式員,但一定要具備“計算思維”:
分解問題
重復任務
尋找規律
制定計劃
打破常規思維*
計算機的秘密:執行指令又迅速又準確,但是它們不能獨立思考,
下面是一些專業詞匯的解釋
·序列
成人世界的定義:
序列是一塊用于存放多個值的連續記憶體空間并且按一定順序排列,每一個值都分配一個數字,成為索引或位置,通過索引可以取出相應的值,
書中的活動是以日常生活舉例,比如“刷牙”的指令:1.走進衛生間;2.拿起牙刷,擠上一點牙膏;3.張開嘴,開始刷牙,重復同樣的動作,直到每顆牙齒都刷一遍;4.如果牙齒上還沾有牙膏,可以漱一口水,全部做完后,再離開衛生間,
計算機說:請確定你給我的指令是按照正確的順序!這樣才會又快又準!
那這一步步指令就叫做“編碼”,
序列,就是一連串排定順序的指令,
·分解
把問題分成很多小部分的程序叫做分解,
Ruby小女孩不怕嘗試新的事物,因為她知道一個秘密:**所有的大問題都是由小問題組成的,**這也是我作為程式猿后受益最多的一種思維,在現實生活中,我在遇到問題時,通常也會習慣去把問題分解,當看見一個個小問題時,心里也就不會覺得那么難了,
程式員作業中通常會把他們所寫的代碼分成更小的程式塊,方便理解和維護,我們現實生活中也會經常遇到分解,如把肉、蛋糕或游戲等級分解成幾個部分,
書中的活動:一副完整的簡單圖片,旁邊是被分解的碎片,找出缺少的或多出來的碎片,或者讓小朋友把自己的畫分解,看它是由哪些不同的部分組成的,
模式識別
成人世界的定義:
通過計算機技術自動地或半自動地(人機互動)實作人類的識別程序,如人臉識別、語音識別等等,
書中定義:找到問題的相似性或規律,可以有效地解決問題,為了找到問題的規律,我們會在每一個問題中尋找相同點或相似性,
人類也一直在完成模式識別的任務,比如讀書,是利用認識的漢字詞語(腦中的模式)去理解書中的內容,這整個程序也是一種模式識別,人腦在學習新知識時,也是在呼叫以前儲存在腦中的舊知識去理解新知識,這一個程序,我理解這也是一種模式識別,所以模式化的學習更容易讓人去理解、去記憶,
書中模式識別的活動是舉例Ruby的著裝規則,星期一,我會穿波點衣服;星期二,我會穿…根據這樣的規則,就可以找出和她規則相匹配的服裝,
變數
成人世界的定義:
變數就是申請記憶體來儲存值,即創建變數時會在記憶體中申請存盤空間,記憶體管理系統會根據變數型別來給變數分配空間,該空間只能存放該型別的資料,
簡單來說,變數是一個用來給資料命名的識別符號, 變數分為三種,靜態變數(類變數)、成員變數(實體變數)、區域變數,
靜態變數(類變數)宣告在方法體之外,被static關鍵字修飾,作用域是整個類, 成員變數(實體變數)宣告在方法體之外,作用域是整個類,
區域變數是宣告在方法體內的變數,隨著該方法被執行而創建,當方法結束時該變數被銷毀,作用域僅為該代碼塊,不能被訪問修飾符修飾,區域變數沒有默認值,如需使用該變數,必須對其進行賦值,
電腦在儲存資訊(或者叫“資料”)方面可厲害了,這些資料可以是人名,也可以是一塊蛋糕的重量,
一個變數就好像一個有標簽的盒子,你可以在里面為你的專案儲存資料,
書中Ruby的爸爸給Ruby留了四張線索卡,有機器人的地址、提示企鵝在河邊、true或false的提示,還有雪豹到狐貍家的方向和步數,這些線索就像密碼一樣,而四張線索卡就像變數,儲存著不同型別的資訊,也就是說使用計算機時,會產生和存盤不同型別的資料, 編程時,這些資料以變數的形式儲存,有很多的東西都可以存盤為變數:1.字串;2.數值;3.布林值
·字串:引號里面的字符組合,包括鍵盤上的字母、數字、空格鍵及其他字符,如“Ruby”,
書中的活動是:Ruby覺得爸爸的鍵盤很神奇,因為她和她的好朋友的名字都藏在里面,根據不同的顏色可以分別找到他們的名字,也可以去網站上設計和列印自己的專屬鍵盤,
·數值:比如1,2,3或4.12
書中的活動就是通過一系列數學問題,回答個數等等,Ruby爸爸留給Ruby的線索卡里,其中有一個是100X4(這個還沒理解什么意思)
·布林值:只有True或False這兩種表達方式
布爾邏輯就是用and/or/not連接運算式后作出的真偽判斷,
書中的活動是給出一副圖片,給出三句話,判斷真或假,也可以找自己的玩具,想出關于這個玩具的三個特征,不管是真的假的,盡量難以分辨,讓小朋友猜猜哪些是真的,
演算法
成人世界的定義
演算法(Algorithm)是指解題方案的準確而完整的描述,是一系列解決問題的清晰指令,演算法代表著用系統的方法描述解決問題的策略機制,也就是說,能夠對一定規范的輸入,在有限時間內獲得所要求的輸出,如果一個演算法有缺陷,或不適合于某個問題,執行這個演算法將不會解決這個問題,不同的演算法可能用不同的時間、空間或效率來完成同樣的任務,一個演算法的優劣可以用空間復雜度與時間復雜度來衡量,
書中:演算法是解決問題的一系列具體解決步驟,也就是說就是按照一步步的計劃完成某件事,計算機喜歡用符號化指令寫出這些步驟,讓我們更容易理解,
Ruby在接到爸爸給的任務后,一頭霧水,她決定先制定一個計劃,之后按照計劃進行的任務,這個計劃就是一個演算法:把尋找寶石分解成更小的步驟,編程時,演算法可以用來創建重復使用的解決方案,谷歌、必應的搜索引擎就是使用搜索演算法對結果進行排序,
書中的活動是給出步驟與規則,畫出每一種演算法代表的不同圖案,如:畫線、直線、重疊、三種顏色,
演算法和序列的活動是用上下左右四個箭頭讓Ruby移動到終點,用正常或者快捷方式的指令寫,程式就是由一連串的指令所組成,序列就是一連串排定順序的指令,
資料結構
成人世界的定義
資料結構是指相互之間存在著一種或多種關系的資料元素的集合和該集合中資料元素之間的關系組成 ,
常用的資料結構有:陣列,堆疊,鏈表,佇列,樹,圖,堆,散串列等,
書中:
當你要處理很多資料時,如果把他們排列得井井有條,會大大地提升使用效率,我們把這些方法稱為“資料結構”,
如果你需要在同一個地方保存很多資料時,可以用資料結構來儲存,資料結構就像一個大箱子,你可以在里面存盤數值、字串和目錄之類的資料,并可以根據需求隨時修改,有的資料結構可以讓你快速找到資料,有的資料結構讓分類和整理變得更方便,有的資料結構擅長保存有順序的資訊或者設定數值更方便,
企鵝有秘密語言,但只要了解這些語言的組成要素,就能理解他們在說什么,
活動1:秘密語言,根據圖表解密,
活動2:午餐時間,根據提示分類整理午餐盒,
回圈
不斷重復執行的代碼塊,有的回圈會一直執行(無限回圈),有的回圈則有停止條件,比如計數器回圈,當回圈重復一定次數后就會停止,或者不停回圈直到滿足停止的條件,
兒童更懂的語言:
不停地重復做一件事或者反復做一系列事情,Ruby搭梯子,搭好一節,在重復四次,就完成了,這個程序就叫回圈,
計算機說:我擅長不斷重復做同一個任務,而且不覺得無聊,我甚至不需要吃飯、休息,只需要知道什么時候開始、做什么事情、什么時候結束,
活動1:模式識別,找規律的題
活動2:回圈:每個任務有一系列招牌動作,你能重復這些動作多少次? 第一回合:重復一套舞蹈動作3次;第二回合:選擇一套舞蹈動作不斷重復,直到你和伙伴們一起拍手,第三回合:當你的伙伴捏鼻子時,重復Ruby的動作,
想一想,日常生活中,有哪些事情也像回圈一樣,會一直重復呢?例如:校園生活,日常行為習慣還是歌曲旋律?
選擇
if…then…
if…else…
書中活動1:指令按鈕,按下什么顏色按鈕,做什么動作,每天都可以看到這樣的計算機指令,
比如:按電梯,按微波爐按鈕,
活動2:根據程序,填寫指令,
函式
一段能重復使用的代碼,用于執行一些常見的任務,如果你有一段使用過很多次的代碼,把他們變成函式將會非常有用,
書中活動:對建造木筏的圖片進行排序,并為整個程序起一個名字,好讓Ruby記得下次如何建造相同的東西,
抽象化
意味著要忽略不必要的細節,
就是為了在需要的事情上集中精力,把不需要的細節分離出來,地鐵路線圖就是把復雜的真實路線抽象化,日歷也是對時間的抽象化,其實,編程語言也是抽象化,
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