当前位置: 首页> 行业动态 >Project X记录(3)《不插电的编程课——坐标系》

Project X记录(3)《不插电的编程课——坐标系》

2021-07-17 07:01:20终身学习实验室

   欢迎关注清华大学终身学习实验室


 

座标系在游戏编程中,是个基础概念,几乎第一节课就要开始用。对于六岁的孩子来说,直接理解坐标概念,总是有些似懂非懂。如何让孩子真正理解坐标呢?这课我们是这么玩的。


课程目标

理解坐标的基本概念:原点,坐标轴,坐标表示方法

★ 让学生在解决问题过程中创建、发展、总结出知识概念

★ 沟通合作能力


课程工具

五子棋棋盘纸

★ 彩笔

★ 白板与白板笔


课程时长

60~90分钟


课程设计思路

本课希望孩子在解决问题的过程中,自己创造出一套坐标标记的方法,再在老师的引导下,总结出坐标系的关键概念和使用方法。


考虑到孩子的年龄与理解能力,最后选定了“隔空下五子棋”的问题。孩子各持一张棋盘,不能看对方的棋盘,只能通过口头交流的方式下棋。


过程中,孩子会碰到各种交流上的问题,为了解决问题,他们会发展出一套描述规则。


老师需要帮助他们分析规则的优劣,进而提出“原点”、“轴线”、“方向”、“距离”等等概念。


最终向笛卡尔坐标系的标准靠拢。


课程详细流水账


“病房里躺着两个病人,他们都下不了床!”


课程开头,我喜欢先给孩子创造一个情境,让他们投入进来,也让设计的问题变得尽量合理。


“床离得有点远,他们手边都只有纸和笔,好无聊啊!干点什么好呢?”


“老师他们可以折纸飞机看谁飞得远!”


“老师他们要尿尿怎么办?”

…………


应对一堆你永远想不到的回答和发问后,当老师的要再把他们引导回来。


“最后这两个病友决定下五子棋!但是他们没有办法用同一张棋盘来下,离得太远。怎么办呢?”



“折纸飞机来回飞!”


“棋盘挂起来两个人扔飞镖当棋子!”

……


你不得不承认孩子们的想象力比你强多了。


好好好,这些方案都挺好的,但是实施有难度,旁边也没有护士姐姐帮忙,怎么办呢?


最后这两人决定用说的来沟通——告诉对方自己落子在哪里——来玩五子棋。


这时候可以发棋盘纸了。


“他们俩每人手里都有一张棋盘纸。他俩是怎么下棋的呢?”


我在白板上画出两个棋盘,开始模拟两人下棋的前两步。这么做是因为很多孩子在刚开始操作时还不明白“要把对方的步骤在自己的纸上复现”这件事情,最后变成了你下你的,我下我的,两人都宣称自己五子连珠,自己的棋盘纸上压根没有对方的棋子。?


通过老师的模拟,孩子大概明白要怎样你来我往,怎样描述棋子的位置了。


我要求他们要自己商量出一套描述的规则,但不能看对方的棋盘。


好!两人一组,开始隔空下棋!



给他们十分钟左右的时间,老师来回的巡视,观察学生的状态和进展。


首先考验他们的是沟通合作的能力。


有些孩子一开始就按照自己的想法标记棋盘,却不向对方说明。


有些孩子虽然表达了想法,却并没有争取对方的同意,各持己见,比赛停滞不前。


这些时候都需要老师提点一下,及时修正、推动。


十分钟的时间,一般只够孩子们商量好方案,标记好棋盘纸,再下个十几步。


我不需要、也不希望他们决出胜负,因为这个年龄的孩子更需要的是自信心的建立,而非输赢的激励。输可能会让他们惧怕尝试。


到了时间,看他们进行的差不多了,就可以喊停了。


让孩子们先把两张棋谱放在一起,看看是不是一模一样?



再给孩子们几分钟:如果不一样,自己分析一下,问题出在哪里了?


接着,老师要利用白板,带着孩子一起好好总结一下。



棋谱不一样的小组,是怎么沟通的?错在哪儿了?


一般会出现两种情况。


一是采用了相对位置而非绝对位置来沟通,造成一步错,步步错。


二是没有规定好横竖的先后表达顺序。


那完美同步的孩子们,又是怎么沟通的?


一般都采用了共同的原点,都确定了横竖的先后,并且在确定规则时做了充分的沟通。


充分总结、分析透彻后,离坐标的概念只有一步之遥了。


这个时候,我扔出最后一个问题:


假设,我们手中的棋谱变成了无限大!我们又要怎样标记棋谱?


这个问题的背后,我是想加入方向的概念。


这之前孩子们都会选择左上角或者左下角作为原点,方向是唯一的,不存在方向问题。


如果有孩子对负数比较熟悉,很快能想到方案:反方向标记负数。


但是如果没有负数的概念,这个时候很容易糊涂。有的孩子超级可爱,这个时候抱着脑袋喊哎呀太麻烦了这怎么办我不玩了!


这个时候老师要赶快把问题再接回来。


“不着急不着急,跟着张老师一步一步想,其实很容易。”


在白板上一边画一边表述:确定一个原点,原先的方向是正数表示,反方向用负数来表示。


其实一点就透。孩子们的笑容立刻又回来了。


这个时候,就可以把“坐标”的概念搬出来了。原点、轴线、数量、方向。孩子们刚才总结出来的知识,就叫做“坐标系”。


好,马上趁热打铁,让孩子们做几个快速小练习,找一些具体的特定点。 OK 了。


如果还有时间,孩子们性质正浓,还可以把其他形式的坐标顺带提一下:极坐标,三维空间坐标等等。


课!程!结!束!





張飛

清华大学终身学习实验室课程设计主管

相比直接灌输知识,这样学下来,孩子对坐标的概念,掌握的更扎实,理解的更深入、更生动。其实是否用隔空下棋的方式都不重要,也可以带着孩子们去户外,结合体育活动和坐标知识,做一些游戏。其核心是让孩子们在解决问题的过程中,自己挖掘、总结、生产知识。




关于《不插电的编程课》

本课程是清华大学终身学习实验室《不插电的编程课》系列课程中的一节。

此系列课程面向刚刚步入小学的一年级学生,旨在用最简单的工具(摆脱电脑等复杂、昂贵的教具的限制),游戏化的学习方法,教孩子学习计算机科学知识。


关于Project X

Project X是TULLL是一门实验性质的课程,面向6到7岁(小学一、二年级)的小朋友。Project X 的教学目标是尽可能的开发孩子的创造力。

Project X可以被理解为“编程实验班”,但我们使用的主要学习工具远远不限于是编程。电脑编程仅仅是提升创造力的落脚点和工具之一。

目前Project X第一期已经开课,未来可能会有其他课程,请您关注TULLL的公众号。


特别鸣谢


伍珍 教授

清华大学终身学习实验室课程研究主管

本课设计过程中,得到了 TULLL研究主管、清华大学心理学系助理教授伍珍老师的大力帮助。

她在建立儿童自信心、成长型思维,培养儿童创造力方面,给出了诸多建议。

在此特别鸣谢!


(文章首发于公众号“Alex老师的大脑洞”,点击“阅读原文”可以跳转至原文章。)


相关文章

Project X记录(1)“怕输”的五子棋以及“迷糊”的二进制

Project X记录(2)微软新视界和开放活动周

《想·法》开讲:不太一样的 Scratch 游戏编程课

【想·法】第二讲:重力、跳跃了解一下!?

不插电的编程课之玩转二进制