杯子疊疊樂

活動名稱：杯子疊疊樂

課前準備：

• 符號鍵(每隊一個)
• 杯堆卡(每隊一組)
• 可棄式紙杯(每隊最少六個)
• 空白紙(每人一張)
• 一支筆(每人一隻)
• 符號卡和杯堆卡可在上欄中的連結下載。

活動設計：

• 概要

寫程式不需要電腦，只需要筆、紙和一些杯子把你的學生轉變成機器人和程式設計師。

雖然寫程式和電腦科學變成學校課程和科學世界很重要的一部份，但是許多他們的規則，在不需要使用電腦的情況下就可以探討，使用事先預定好的”機器人單字庫”，你的學生將可以在不需進行討論的情況下，而了解如何引導彼此完成特定任務。

這個活動教學生關於符號和動作之間的連結，同時還有重要的偵錯技巧，若還有時間，在這課程的最後可以選擇要不要介紹函式(function)。

• 如何進行
  • 設計機器人

首先問看看同學有沒有任何人聽過｢機器人學」這個學問，有沒有任何人曾經看過或者是摸過機器人？機器人真的可以”聽”到你說話嗎？他真的了解你說什麼嗎？ 最後一個問題的答案是，「是，但方法與人類不一樣」。

機器人是依靠指令來運作的，指令就是被事先設定好的要怎麼做事情的集合。為了完成任務，機器人必須有一串可遵行的指令（有時也叫演算法）。這活動就是要教學生以上的概念。

• 活動內容

拉出複製的符號鍵或在黑板上寫上符號(圖1)，在這個活動裡面只有六個符號可以用。

在這個任務中，他們將會使用這些箭頭來指示機器人建造特定的杯堆。

首先在課堂上示範一次，向他們展示圖2的杯堆。將杯子放在桌子上大家都可以看到的地方，要求同學給你第一個建造這杯堆的指令，正確答案是”拿起一個杯子”，當你拿起杯子，注意你應該將杯子舉高到杯堆中最高的杯子之上。

當你的手還在空中，要求下一個動作，你也許需要提醒同學，前進一步只是杯子寬度的一半，如圖3。

一旦你放下一個杯子，要求同學幫助你在板子上寫下符號，記下我們動過的步驟，讓你接下來可以執行程式。

1.把全班同學分組（下方附件有建議分組人數）

2.每隊需要選擇一個人充當”機器人”。當編碼員開始編碼時，把機器人送到「機器人圖書館」（也就是另外一間教室啦）。機器人可以掌握時間練習堆杯子，確保他們了解規則。

3.為每一隊選擇杯堆卡。

4.每一隊需要創造一個演算法讓機器人去建造選擇的杯堆。

5.每隊需要將他們的演算法翻譯成課堂中符號卡裡的箭頭。寫程式的人員，要重複檢驗他們的程式碼是否合理。

6.當編譯者完成創作他們杯堆的編碼，就可以召喚他們的機器人。

7.當機器人回到隊上時，隊上的每個人應保持安靜。機器人閱讀符號卡上的符號，並把符號轉換成他的動作。

8.若編碼有錯誤，團隊可以終止程式，在偵錯並要求機器人重跑他們的程式之前，需要將機器人送回到原本的地方。

當每一隊解決一個挑戰，隊員應選擇一個新的機器人（同學）並送它到「機器人圖書館」，然後再給這個團隊一個新的杯堆卡（最好是更難的！）。

• 變化與延伸
  • 函式

在這活動中，學生通常會開始試著用數字寫一個簡化版本的指令，例如用→x5 來取代→→→→→。一開始要勸阻這個做法，然後提醒學生只能遵循這六個被允許的符號，不過在接下來的活動，你可以認可並表揚嘗試使用這些技巧的學生，並承認他們獨自發現了函式的需要性。

有數字的箭頭是一個聰明方法，代表我們想要重複一個特定動作數次。因為允許重複動作，我們實際上創造了一個新的符號來避免重複使用不必要的編碼，而這個點子的背後就是功能。你的學生可以想出其他簡寫或功能。

現在同學有這些新功能，讓他們開始試著堆出一個超有挑戰性的杯堆卡。如果一個團隊的杯子不夠用，不同的團隊可以一起合作。

• 調整
  • 對於小學生：

全班一起嘗試這個課程，讓學生們講出方向，然後老師寫下來。

若有一個助教，在編寫程式時，他可以先離開教室，然後回來執行最後完成的指令。

若還有時間，交換角色，讓助教在教室寫指令，而老師執行。

• 對於11~14歲的學生：

讓每隊大小約為三人到五人，根據學生個性分配。

期望每個學生都有輪到一輪，可能會用到一個小時。

• 對於14歲以上的學生：

儘管三人是最理想的，不過還是限制每隊在四人以下。

一旦每個學生都當過機器人，通常還有足夠時間使用函式進行活動。