書籍︰《不插電程式設計遊戲 1》

推薦序：

審訂序：從動手做與做中學理解程式概念與邏輯

審訂序：「寓教於樂」激發孩子們邏輯推理的學習興趣

自? 序：從小就體驗玩不插電遊戲的樂趣

前? 言：讓孩子與程式設計便親近的不插電遊戲



part 01? 玩遊戲培養運算思維能力

? 美味的餅乾項鍊?? ? 014

? Playing！不插電程式設計遊戲！學習「模式識別」

? 再加上思考力：創造自己專屬的模式

? Special page 生活中尋找程式設計原理：模式識別

? 有趣好玩的怪獸?? ? 018

? Playing！不插電程式設計遊戲！學習「抽象化」

? 再加上思考力：創造有趣的怪獸

? Special page從繪製漫畫角色開始抽象化思考！

? 尋找食物的蜘蛛?? ? 022

? Playing！不插電程式設計遊戲！學習「循序思考」

? 再加上思考力：自定順序

Special page找出錯誤部分並修正：除錯（Debug）

? 不可思議的方形地球?? ? 026

Playing！不插電程式設計遊戲！學習「問題拆解」

Special page解決難題的關鍵─先拆解問題！

? 動一動！你我換位置?? ? 030

Playing！不插電程式設計遊戲！學習「程序性與邏輯思考」

再加上思考力：挑戰升級！

Special page依條件層層堆疊的河內塔

? 彩繪四色地圖?? ? 034

Playing！不插電程式設計遊戲！學習「程序性與邏輯思考」

再加上思考力：彩繪非洲需要幾種顏色？

Special page只要四種顏色就能搞定的「四色定理」

? 獨家美味三明治?? ? 040

Playing！不插電程式設計遊戲！學習「演算法」

再加上思考力：美味創意

Special page煮出美味泡麵的演算法

? 組合任意形狀的七巧板?? ? 044

Playing！不插電程式設計遊戲！學習「演算法」

Special page歷史悠久且廣受歡迎的七巧板

? 為故事添加靈魂?? ? 048

Playing！不插電程式設計遊戲！學習「抽象思考」

? 幫媽媽準備早餐?? ? 050

Playing！不插電程式設計遊戲！學習「問題拆解」

Special page在課堂上也可以活用「問題拆解」！

? 排列成隊的蚯蚓?? ? 054

Playing！不插電程式設計遊戲！學習「模式識別」

再加上思考力：給隊伍分群組

? Special page編織藝術的美麗設計模式！

? 猜猜巧克力在哪裡？?? ? 058

Playing！不插電程式設計遊戲！學習「搜尋」

Special page利用找書學習「排序與搜尋」！

? 比比誰高的吸管?? ? 062

Playing！不插電程式設計遊戲！學習「搜尋」

再加上思考力：如果反向比誰矮呢？

Special page與朋友一起玩更有趣的排序遊戲



part 02? 有趣簡單的運算思維遊戲

? 想像用數字畫畫?? ?068

Playing！不插電程式設計遊戲！學習「影像顯示」

再加上思考力：當黑白變彩色

Special page用點表現的點描畫

? 製作秘密信件? 074

Playing！不插電程式設計遊戲！學習「壓縮」

再加上思考力：替換字詞的密件

Special page將檔案縮小的技法：壓縮

? 用圍棋子畫像素畫 ?? ?078

Playing！不插電程式設計遊戲！學習「影像顯示」

再加上思考力：圖像的數字規則

Special page生活中無所不在的「影像顯示」

? 指揮機器人行進?? ?082

Playing！不插電程式設計遊戲！學習「順序」

再加上思考力：如何解決機器人「後退」的問題？

Special page與機器人一起玩遊戲、學習程式設計！? Bee-Bot

? 精簡指令的機器人遊戲?? ?088

Playing！不插電程式設計遊戲！學習「重複」

再加上思考力：非單一方向的路徑設定

Special page與機器人一起玩遊戲、學習程式設計！? OZOBOT

? 會選擇的機器人遊戲?? ?094

Playing！不插電程式設計遊戲！學習「選擇」

再加上思考力：跟著指示板走的機器人

Special page與機器人一起玩遊戲、學習程式設計！? Play-i

? 你動我做的卡片遊戲?? ?098

Playing！不插電程式設計遊戲！學習「動作」

Special page以各種卡片遊戲學習程式 原理！炸彈卡片遊戲

? 眼明手快的抓石子遊戲?? ?102

Playing！不插電程式設計遊戲！學習「變數」

Special page世界各地獨特的抓石子遊戲

? 變變動作跳跳繩?? ?106

Playing！不插電程式設計遊戲！學習「演算法」

Special page堆沙蓋房子遊戲

? 任務卡追擊遊戲?? ?110

Playing！不插電程式設計遊戲！學習「協力」

Special page解決任務的追擊戰：Running Man

? 讓夾娃娃機移動的命令?? ?114

Playing！不插電程式設計遊戲！學習「程式設計」

再加上思考力：讓機器手臂搬運物品

Special page貨物機器人的拼圖遊戲

? 紙杯連結的溝通網?? ?118

Playing！不插電程式設計遊戲！學習「網絡」

再加上思考力：思考多人互相通話該怎麼做？

Special page連結世界的網際網路！

? 解開隱藏的暗號 ?? ?122

Playing！不插電程式設計遊戲！學習「演算法」

再加上思考力：製作個人專屬的暗號板

Special page羅馬皇帝凱撒使用的密碼！

備註一：參考答案

備註二：「不插電程式設計」教育平台

備註三：Youngjin.com網站資源



素材︰《不插電程式設計遊戲圖卡 1》

遊戲圖卡︰16組



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作者序

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　　小時候的特別經驗，往往會對人生產生重大影響。比爾蓋茲、史蒂芬賈伯斯、馬克祖克柏等知名資訊科技企業創辦人，都是在孩童時期就與電腦相遇而產生興趣，長大後創辦了全球性的企業。

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　　筆者也是在小時候因為設計了網頁，從中獲得興趣與成就感，而開始在電腦相關領域中學習，現在才會教導大家電腦與軟體設計。然而，對於年紀尚小的學生來說，因為不熟悉電腦操作而導致在學習過程中困難重重，是很常見的情況。這時在腦海中浮現了「沒有電腦也能學習程式設計概念」的不插電遊戲。首次認識這種能夠簡易學習電腦科學遊戲是透過Tim Bell教授團隊。為了讓各位不論在何處都能進行簡單有趣的不插電遊戲，進而完成了這本書。

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　　本書中所出現的遊戲大部分都是小朋友能夠獨立進行的遊戲。利用容易取得的圍棋、吸管或是可以和朋友一起玩的捉迷藏等遊戲，有趣而自然的體驗程式設計教育。希望各位能夠透過這本書體驗「有趣的程式設計」，相信這種愉悅的經驗在日後一定會成為程式設計教育的重要基礎。

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　　希望這本書能夠帶給大家喜悅，並且激起大家對電腦或程式設計的興趣。若能在家裡、學校運動場或教室裡遇見沈浸在不插電遊戲中的孩子們的話，那真是太令人欣慰了。最後，期待本書能夠喚起父母與老師對程式設計教育的關心。



讀者推薦



　　★ ACTC辦理不插電程式遊戲課的師資培訓以來，接獲不少家長及教師提出的疑問：「不用電腦要如何教程式？」「我沒有資訊相關背景也能教孩子程式嗎？」本書的出版恰好可為想要教導孩子程式概念，卻不知從何入手的教師及家長的一本入門書，ACTC誠摯推薦這本好書給對程式教育同樣有熱情的您！——吳郁芬�ACTC亞洲兒童程式教育協會祕書長



　　★對老師而言，除了上機練習程式設計外，本書的部分課程更是老師程式設計教學的另類選擇，玩遊戲是孩子的最愛，透過不插電的程式設計遊戲再輔以電腦上機實作，相信對孩子的學習更能事半功倍有效學習。——胡信忠�宜蘭縣二城國小老師、宜蘭縣教育網路中心輔導員



　　★學校馬上就要將程式設計教育納入義務教育課程中，正感覺茫然不知所措之際，看了這本書之後，就知道該怎麼開始了！遊戲不僅簡單並且容易上手，非常適合國小的孩子！——王志炫�韓國小學一年級家長



　　★孩子說學校要開始進行程式設計教育。原本擔心他們會一頭栽進電腦遊戲中，但若是不插電遊戲的話，就不需擔心了。遊戲不僅有趣，還能從中學習到電腦科學知識與概念，甚至培養運算思維能力，真是收穫豐富！——李賢貞�韓國小學三年級家長



　　★正為學校要納入程式設計教育煩惱不已，讀到本書後，發現透過遊戲讓孩子們可以簡單地學習程式設計概念，看著孩子們認真學習的模樣真讓人吃驚。這種遊戲式教育應該好好推廣。——安尚民�韓國小學教師



　　★目前韓國小學中低年級學生所採用的「不插電程式設計遊戲」，大多是參考國外資料，但其中仍有許多遊戲對小朋友來說是困難的活動。本書作者特別針對這部分，設計成簡單又有趣的遊戲，讓小朋友在玩耍中快樂學習，是一套非常實用的好教材。——姜成賢�韓國小學電腦教師協會會長



導讀



讓孩子與程式設計變親近的不插電遊戲！



　　? 就這樣開始程式教育吧！

　　為什麼需要程式設計教育？

　　我們現在生活在怎樣的一個世界呢？利用智慧型手機購物、與美國朋友進行視訊、利用網路快速搜尋各種情報??，這些都是大家習慣的日常了吧！未來，我們所生活的世界又會變成怎樣呢？無人駕駛車的普及，機器人為我們進行手術，用一支智慧型手機就能遠距離遙控家中的所有家電，未來的時代應該如此吧！而讓這些變化成為真實的關鍵，就是「程式設計」。

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　　未來將生活在被程式操控世界中的孩子們，理所當然的必須要認識程式才行。並針對程式設計會產生的問題與狀況必須有能力解決，而這也是為什麼全世界各國都在新的課程綱要中納入程式教育，讓孩子們也學習程式設計，並且培養實際解決問題的能力。

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　　不知道該如何開始程式教育？就從不插電遊戲開始吧！

　　那麼，現在要從哪裡開始程式設計，又該如何開始呢？若要學習程式設計就必須先了解程式嗎？那會很困難嗎？如果你也有這麼多疑問，那麼，就從不插電遊戲開始著手程式教育，如何？

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　　什麼是不插電 (unplugged)？如同字面上的意思，不插電，即沒有連結電腦的電腦教育活動。學習電腦卻不用電腦？電腦的運轉原理或學習電腦時所需要的概念等，即使沒有電腦，透過遊戲也可以進行的活動正是不插電遊戲。

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　　不論是誰都能夠輕鬆有趣的學習不插電遊戲，因為沒有小孩會討厭遊戲的。當小孩沉浸在有趣的遊戲時，自然而然地就學會了電腦科學的概念以及電腦運轉原理。再也沒有比遊戲更適合進行程式設計教育的活動。



　　? 培養孩子們的運算思維能力！

　　正如同前面所說的，開發軟體的過程中，必須尋找針對解決問題的能力或想法，再依據方法的不同，去體驗每一個問題解決的過程。在這樣的過程中可以培養孩子們的「電腦思考力」。接下來，我們就來了解一下電腦思考力吧！

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　　什麼是運算思維(Computational Thinking)能力？

　　什麼是運算思維能力？是即使碰到困難的問題也能快速解決，就如同電腦運算一般？是這樣的嗎？

　　相信大家都曾經想過「要是我能夠像電腦一樣聰明就好了」。但是，電腦能夠這麼聰明，是因為人類給了它指令。這時，將對電腦下的指令集合起來就是程式。而創造程式的事情就稱作程式設計（Programming）。

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　　那麼，人類也能夠像電腦般處理事情嗎？當然可以！只要擁有有效率解決問題的思考力就行了。這種思考能力就是像電腦處理事情的方式，被稱做電腦思考力。也就是說，若要培養電腦思考力，我們也要像電腦般，擁有快速解決事情的語言。

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　　運算思維能力包括那些？

　　運算思維能力是解決問題的思考能力。以運算思維能來解決問題，有幾項必須具備的能力。



　　第一，必須要有將「解決問題」，以正面對待的能力。

　　第二，必須要有分析資料、邏輯與組織能力。

　　第三，必須要能夠以圖表等圖形表現資料內容。

　　第四，第四，必須要有透過演算法來解決問題的自動化思考力。

　　第五，能夠實際有效率地解決問題，並且能夠驗證。

　　第六，第六，要能夠將問題解決的過程應用在其他問題上。



　　? 提供運算思維能力的環境如何培養電腦思考力？

　　雖然有各式各樣的方法，但首先必須提供運算思維能力的環境。



　　獨自找出解決問題的方法！

　　前面也提到了，運算思維能力是解決問題的方法。可以想成是培養電腦科學的概念或程式設計原理相同的基礎。為了養成這種基礎，孩子們必須獨自尋找解決問題的方法。絕對不能因為對孩子而言太困難，而搶走了讓孩子獨自尋找解決方法的機會。

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　　藉助適當的道具！

　　「不插電程式設計遊戲」與其他活動不同，幾乎不須花費任何費用，只要少許的費用就能夠充分的培養運算思維能力。如範例中透過尋找家裡杯中的巧克力就能學習探索演算法，利用圍棋體驗像素藝術。不論是什麼道具，都能夠刺激孩子的運算思維能力，成為有用的學習素材。

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　　張開想像的翅膀！

　　解決問題時，獨自尋找解決方法雖然很重要，若能以自身的方法解決問題也很棒。孩子解決問題時，為了讓孩子形成自己的想法，請創造出自由並且平和的環境。請爸爸媽媽也一起為了解決問題來提供想法吧！

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　　提供與朋友一起合作的機會！

　　與運算思維能力相同的高層次思考力，相較於獨自一人發想，許多人一起腦力激盪的效果將會更好。大家互相分享想法，可以比較與他人的差異點，進而得出更棒的想法與問題解決方法。在學校請與朋友一起，在家裡請與兄弟姊妹以及父母一起試試看！



　　? 請特別注意！

　　進行「不插電程式設計遊戲」之前，請大家先來看看有哪些地方是特別需要注意的。



　　透過遊戲自然學習，不是玩完遊戲就結束！

　　透過「不插電程式設計遊戲」自然地學習。若只是愉快地沉浸在遊戲中，沒有對遊戲做完整的解說是沒有意義的。遊戲並不是玩完就結束了，必須了解哪些是重要部分、遊戲過程中有什麼想法，將這些思考過程充分地解說給孩子聽。舉例來說，在「比比看誰高的吸管」遊戲中，將吸管照順序整理，而電腦也是依照這種方法整理資料的，必須將這樣的事實讓孩子們知道。遊戲不只是遊戲，請賦予遊戲更豐富、更新的意義。

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　　請讓孩子自己來，父母只提供適當幫助！

　　即使孩子說不太會，父母也不要參與。因為還是年幼的孩子，做錯了是理所當然的事。但若每當這時候父母就告知答案的話，孩子們是無法充分從遊戲過程中學習的。經歷失敗後再獨自修正的過程，可以幫助孩子成長。就像使用刀子或火等危險的情況一樣，請父母在絕對必要時再出手幫忙。

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　　「不插電程式設計遊戲」是程式設計教育的起點！

　　透過遊戲熟悉運算思維能力與電腦科學的概念，這些都將成為程式設計教育的基礎。而且，「不插電程式設計遊戲」可以讓孩子們對程式設計產生興趣，或是在適當的年紀開始程式設計教育。不妨活用線上程式設計學習平台如’code.org’或’lightbot.com’等網頁，讓低年級小學生學習程式設計的基礎原理。

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