专栏名称: 两个质子
我们是谁?我们从哪里来?我们到哪里去?一群为科学着迷的普通人,一群为生活着迷的科学家。我们就是两个质子。
目录
相关文章推荐
果壳  ·  核电站的新副业——产珍珠! ·  21 小时前  
宇宙解码  ·  微观世界的能量量子化:自然界的基本特性 ·  2 天前  
51好读  ›  专栏  ›  两个质子

厉害了word弹子机!玩着玩着你就掌握了计算机基础原理!

两个质子  · 公众号  · 科学  · 2017-06-20 16:01

正文

Everybody in this country should learn to program a computer, because it teaches you how to think.

-- Steve Jobs


在这个科技为经济驱动力的时代,编程已成为识字、算数以外儿童需要掌握的另一项基本技能。让儿童学编程,并不是以成为程序猿为目的,而是通过接触编程原理,来培养孩子的计算机思维与创造力。从全球范围来看,已有十几个国家将编程纳入了公立学校的教学大纲。各种图形化、模块化、游戏化的儿童编程教育类产品也五花八门,层出不穷。



作为曾在美国明尼苏达大学教书多年的 Paul Boswell 教授,深深感到拥有编程思维对于学生来说是多么的重要。因此,作为三个孩子的父亲,他从小就带着儿子们通过各种游戏来培养他们的计算思维和对编程的兴趣。玩儿多了以后, Paul 发现绝大多数市面上的相关产品都有一个共同的缺陷:它们都将计算机编程一个抽象的黑匣子,只关注执行过程和计算结果,却忽略了计算机最迷人的工作原理。



于是,Paul 用了两年时间,自己研发了一套名为 Turing Tumble(图灵翻滚)的桌上游戏。没有芯片,没有任何电子元件,通过 Turing Tumble,从8岁的儿童到88岁的老人,都能通过视觉和触觉来直观感受计算机的工作原理,锻炼创造力和问题解决能力,为计算机思维建造坚固的“地基”。



在最初的设计思路进入死胡同后,Paul 偶然想到了上世纪60年代出现的简单计算类游戏 Digi-Comp II。这个游戏的最大问题在于不可编程性,玩家只有一道题目可解。



Paul 借鉴 Digi-Comp II 利用弹珠来执行运算过程的思路,设计出全新的“棋盘”和“棋子”,使 Turing Tumble 成为世界上第一款具备图灵完全性(Turing Complete)的桌上游戏,也就是说,在不考虑棋盘大小和棋子数量的情况下,它可以解决任何普通计算机能解决的计算问题。



一套标准版 Turing Tumble 包含1块游戏板、一本谜题、30个绿色斜道、10个蓝色方向箭头、8个紫色方向齿轮、4个红色齿轮、6个橘色分叉道、3个黑色拦截器,及红\蓝弹珠各20个。



绿色斜道用来衔接、传送弹珠;



橘色分叉道能让弹珠从对角方向滚落;



蓝色方向箭头可记录弹珠们的滚落方向;



紫色方向齿轮,在记录滚落方向的同时,通过齿轮影响相邻的其他齿轮;



黑色拦截器则能使弹珠停止前进,终止计算。



谜题本上每道题目描述了初始值(游戏盘的初始布置)、计算条件(需使用的组件数量),以及须实现的计算结果(落入游戏版右下角弹住的数量及颜色顺序)。



以谜题一为例,初始设置情况下,弹珠的滚落结果如下:



现要求通过添加4个绿色斜道,实现有且只有20颗蓝色弹珠滚落至结尾:



谜题书中共有51道从易到难的谜题供玩家挑战。书中还将这些任务以漫画形式串联起来,激发孩子的游戏兴趣。



等到你按照顺序全部闯关完毕,你就完全掌握了计算机的全部基本计算原理,像用二进制计数这种问题都变成了小菜一碟。





Turing Tumble 的妙处在于,入门门槛低到小学一年级的学生都能轻松上手,同时,一名资深程序员一样能从中体会到无限乐趣。如果所有知识的学习都能如此寓教于乐,你就再也不用担心孩子\自己的学习了!



刚兴趣的朋友请点击【阅读原文】查看购买详情。