แนวคิดในเชิงทฤษฎี CS ที่มีอายุระหว่าง 8-14 ปี

การเดาว่ามันเป็นคำถามที่พบบ่อย แต่สงสัยว่ามีใครเห็นเนื้อหาที่ทำขึ้นมาเพื่อให้ผู้ชมกลุ่มนี้เห็นได้อย่างชัดเจน

วิทยาการคอมพิวเตอร์ Unpluggedเน้นเด็ก ๆ (และครู) ในโรงเรียนประถม

วิธีที่สนุกในการเรียนรู้ -calculus:$\lambda$

... เกมนี้แสดงแคลคูลัสแลมบ์ดาที่ยังไม่พิมพ์ จระเข้หิวคือสิ่งที่เป็นนามธรรมของแลมบ์ดาจระเข้เก่าคือวงเล็บและไข่เป็นตัวแปร กฎการรับประทานอาหารสอดคล้องกับการลดเบต้า กฎสีสอดคล้องกับการแปลงอัลฟา (ระมัดระวัง) กฎอายุเก่าบอกว่าถ้าวงเล็บหนึ่งคู่มีคำศัพท์เดียววงเล็บสามารถลบออกได้ ....

ลิงค์วิดีโอ

จากประสบการณ์ของฉันมันไม่ยากที่จะสอนหัวข้อพื้นฐานใน combinatorics ทฤษฎีกราฟการเขียนโปรแกรมอัลกอริทึมและหัวข้อที่คล้ายกัน

คุณอาจต้องการค้นหาหัวข้อที่ครอบคลุมในการแข่งขันIOIและการแข่งขันระดับชาติ มีโรงเรียนภาคฤดูร้อนและเวิร์กช็อปที่เกี่ยวข้องกับการแข่งขัน IOI เริ่มตั้งแต่อายุยังน้อย

หัวข้อที่ชื่นชอบส่วนตัวของฉันสำหรับการประชุมเชิงปฏิบัติการดังกล่าวคือทฤษฎีเกม combinatorialเนื่องจากมันง่ายต่อการกระตุ้นโดยการเล่นเกมกับผู้ชม

นอกจากนี้ตรวจสอบ ACM ของK-12 CS ทรัพยากรหลักสูตรโดยเฉพาะอย่างยิ่งหน้า 11 และ 12 ของรูปแบบหลักสูตร K-12

ความคิดบางอย่าง ดูเหมือนว่าฉันจะมีการระเบิดของตัวเลือกที่มีคุณภาพสูง แต่ราคาต่ำสำหรับเด็กที่มีความสนใจในวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ บันทึกการเชื่อมโยงที่แข็งแกร่งกับ STEM เรียกว่าการศึกษาวิทยาศาสตร์วิศวกรรมศาสตร์คณิตศาสตร์เทคโนโลยี (ฉันเคยคิดว่าอาจจะเน้นด้าน CS / สนับสนุนด้วยคำหลักใหม่ STEAM ที่ A หมายถึงอัลกอริทึม.)

• ลองแนวคิดของตรรกะบูลีนเพื่อแสดงการดำเนินการทางคณิตศาสตร์ สิ่งต่าง ๆ เช่นการแปลงเลขฐานสองเป็นทศนิยมแบบทศนิยมให้เป็นแบบไบนารีและโปรแกรมเสริมหลายขั้นตอนด้วยการพกพาจาก EE การสร้างฟังก์ชั่นโดยพลการออกจาก CNF หรือ DNF แม้แต่เด็กเล็กก็สามารถเข้าใจแนวคิดของความสมบูรณ์ในการใช้งานด้วย AND, OR, NOT บาง radiohack ชนิดติดตั้งอิสระสำหรับสิ่งเช่นนี้รวมไมโครคอนโทรลเลอร์ราคาไม่แพง ดูเช่นชุดแสตมป์พื้นฐาน มีการจำลองวงจรฟรี / โอเพนซอร์สเพื่อจุดประสงค์นี้ โชคไม่ดีที่ฉันไม่พบการกระจายใด ๆ กับไลบรารีของคอมโพเนนต์ logisimเป็นหนึ่งที่นิยม

• มีเกมสุดเจ๋งนี้ที่รันบนระบบที่แตกต่างกันรวมถึง PC / ps3 / etc ที่เรียกว่าCrazy Machines สิ่งนี้สามารถใช้เพื่อทำความเข้าใจกับการจำลองทางฟิสิกส์ในซอฟต์แวร์และให้เด็ก ๆ นึกถึงระบบขององค์ประกอบที่มีปฏิสัมพันธ์และปฏิกิริยาลูกโซ่ เวอร์ชั่นใหม่ของ ps3 มีองค์ประกอบทางไฟฟ้าและตรรกะรวมถึงสวิตช์และประตู

• หุ่นยนต์ ลองเลโก้ Mindstorms วิทยาการหุ่นยนต์โดยเฉพาะ ซอฟต์แวร์ที่ทันสมัยที่ช่วยให้สิ่งต่าง ๆ เช่นลูปเงื่อนไขเงื่อนไขรูทีนย่อย รูทีนย่อยนั้นมีอยู่ในบล็อกกราฟิกนั่นคือระบบการเขียนโปรแกรมแบบเห็นภาพซึ่งเมื่อหลายปีก่อนมีความทันสมัยมาก (ตอนนี้เป็นของเล่น) สำหรับแรงบันดาลใจมี Rubiks Cube หลายวิดีโอแก้หุ่นยนต์ใน youtube เช่นรัฐหนึ่งศิลปะนี้cubestormer ครั้งที่สอง การออกแบบอย่างน้อยหนึ่งเล่มอยู่ในหนังสือที่มีให้ใช้อย่างกว้างขวางเช่นเลโก้ Mindstorms หุ่นยนต์คิด nxtโดย Daniele Benedettelli เมื่อไม่นานมานี้ฉันเห็นหุ่นยนต์มือนิวเมติกที่มีองศาอิสระมากมาย ดูลีกการแข่งขันหุ่นยนต์ตัวแรก

• เขียนโค้ดพื้นฐานสำหรับสิ่งง่าย ๆ เช่นการเรียงลำดับ ทำการศึกษาเชิงประจักษ์เกี่ยวกับอัลกอริธึมการเรียงลำดับที่แตกต่างกันและการดู / สร้างกราฟผลลัพธ์ (เช่นกราฟประสิทธิภาพของการจัดเรียงฟองกับ qsort สำหรับการเพิ่มขนาดอินพุต - ดูตัวอย่างภาพเคลื่อนไหวบนหน้าวิกิพีเดียนี้เพื่อจัดเรียงแทรก) ภาพเคลื่อนไหวเรียงลำดับ อะนาล็อกกราฟิกที่เรียบร้อยคือการจัดเรียงไพ่แทนที่จะเป็นจำนวนเต็มหรือสตริง กราฟิกหรือการดำเนินการทางเรขาคณิตมากมายเช่นการวาดรูปในรหัสเป็นแบบฝึกหัดที่ยอดเยี่ยม

• การเขียนโปรแกรมเกม สิ่งนี้สามารถทำได้ในเกมที่ยอดเยี่ยมบางเกม ตัวอย่างเช่นLittle Big Planetมีระบบย่อยที่ซับซ้อนที่เด็ก ๆ สามารถสร้างเกมของตัวเองได้ด้วยระบบการก่อสร้างและส่วนประกอบที่ซับซ้อน แม้กระทั่งสามารถศึกษาปรากฏการณ์การโต้ตอบ / เกิดขึ้นได้ด้วยวิธีนี้ สามารถอัปโหลดไปยังอินเทอร์เน็ตและแชร์ได้ ภาษาเพื่อการนี้อีกเรียกว่ารอยขีดข่วน คลาสสิกจาก Papert ที่มีการศึกษาเชิงวิชาการมากมายเกี่ยวกับประสิทธิภาพคือโลโก้

• การใช้เครื่องจำลองเครื่องทัวริงและการสร้างโปรแกรมในนั้น มีไม่กี่คน พวกเขามาพร้อมกับโปรแกรมบางโปรแกรม ยิ่งกราฟิกยิ่งดี บางคนเขียนโดยอาจารย์สำหรับชั้นเรียน ริหนึ่งเขียนในจาวาสคริปต์ จริง ๆ แล้วอยากจะรู้ว่าคนที่ดีที่สุดในบริเวณนี้ [อาจเป็นอีกคำถามหนึ่งสำหรับเรื่องนี้]

ขึ้นอยู่กับบุคคลที่คุณกำลังสอนและพื้นที่ของช่วงนั้น

เด็กอายุ 12-14 ปีที่ต้องการให้สามารถจัดการอะไรก็ได้ แต่เขาต้องดึงมันในเวลาของเขาเองคุณไม่สามารถผลักดันแนวคิดที่ซับซ้อนให้กับคนหนุ่มสาวได้ (หรือส่วนใหญ่)

ฉันกำลังฟัง iWoz ณ จุดนี้ (ซึ่งดูเหมือนว่าจะเป็นเป้าหมายในกลุ่มอายุนั้นและจะเป็นแรงบันดาลใจมาก) ในยุคนั้นเขาได้รวมวงจรวงจรขั้นสูงเข้าด้วยกัน - แต่พ่อของเขาเคยตอบคำถามไม่เคยมอบเขาเลย แนวคิดใหม่ที่เขายังไม่พร้อม)

หรือเขาอาจไม่สนใจอย่างสมบูรณ์และไม่มีอะไรที่คุณจะทำได้

เด็ก ๆ สามารถรู้สึกประทับใจกับสิ่งที่เรียบง่าย หากคุณพบบางเกมที่เขาชอบและช่วยให้เขาสร้างมันขึ้นมาใหม่ (แม้ในระดับผิวเผินมาก ๆ

หรือดียิ่งกว่านั้นถ้าคุณพบเกมโอเพ่นซอร์สที่เขาชอบให้เขาเล่นแล้วแสดงให้เขาเห็นถึงวิธีการปรับเปลี่ยนเล็กน้อยที่คุณอาจทำให้เขาตื่นเต้น (การปรับเปลี่ยนดูเหมือนจะเป็นวิธีที่ดีที่สุดในการเริ่มต้นเสมอ)

จริง ๆ แล้วฉันสอนค่ายฤดูร้อนส่วนใหญ่มีนักเรียนระดับประถม 4, 5 แม้ว่าฉันจะมีนักเรียนระดับประถมศึกษาปีที่ 2 และ 1 (กลุ่มอายุเป้าหมายของคุณ) ค่ายยาวสัปดาห์และฉันสอน XNA แสดงพื้นฐานของถ้าอื่นถ้าและง่ายสำหรับงบพร้อมกับ photoshop ปัญหาของ XNA คือฉันต้องช่วยพวกเขาในการเขียนโปรแกรมสักเล็กน้อยจนถึงสิ้นสัปดาห์ค่ายอื่น ๆ ที่เราดำเนินการรวมไปถึงเลโก้หุ่นยนต์และ GameMaker ทั้งสองยังคงมีทฤษฎี CS ที่หยั่งรากและเด็ก ๆ ก็รักมัน

มีวิดีโอเกมชื่อ SpaceChem ซึ่งเป็นไปตามหลักการของการเขียนโปรแกรม คุณสามารถอ่านเพิ่มเติมได้ที่นี่: http://gangles.ca/2011/06/19/programming-in-spacechem/

ฉันคิดว่าPlanarityเป็นเกมที่ดี มันให้ความคิดบางอย่างเกี่ยวกับกราฟระนาบและแนะนำแนวคิดเบื้องต้นของทฤษฎีกราฟ (เช่นกราฟที่ทำจากโหนดและขอบและระดับของโหนดคือกราฟระนาบ ... )

เป็นเรื่องที่น่าแปลกใจที่ไม่มีใครพูดถึงการใช้การคูณเพื่ออธิบายแนวคิดของการคำนวณได้ เราระบุว่าการคูณนั้นง่ายเนื่องจากเรามีอัลกอริทึมแบบรวดเร็วสำหรับการคูณในขณะที่ฟังก์ชันการย้อนกลับของการค้นหาปัจจัยสำคัญนั้นยากเนื่องจากไม่มีอัลกอริธึมที่รวดเร็วที่รู้จักและอัลกอริทึมที่รู้จักกันดีที่สุดนั้น

แหล่งที่มาของปัญหาที่จะทำให้เด็ก ๆ นึกถึงทฤษฎีใน CS และการแก้ปัญหาด้วยตัวเองคือ "Computer Science Unplugged" http://csunplugged.org/ series เราไปโรงเรียนและทำกิจกรรมกับเด็ก ๆ หรือพวกเขามาที่ Uni เพื่อทำกับเรา

มันกำลังดำเนินไปเป็นเวลาหลายปีและได้รับการแปลเป็นหลายภาษา --- และบทความนี้ให้ข้อมูลเกี่ยวกับวิธีดำเนินการเซสชันสิ่งที่จำเป็นต้องใช้วัสดุและเคล็ดลับในการสร้างคนที่เคยใช้มาก่อน

แนะนำเป็นอย่างยิ่ง!

$z \leftarrow z^2 + c$