【實踐創意】小學生進階程式設計挑戰繪本02：程式設計能做什麼？

★日本全國學校圖書館協議會選定圖書★
★108年課綱全新「科技領域」進階挑戰和應用★
★孩子的第一本程式設計入門書★
★書末附指導者教學建議和教具分析★
★套書加值贈送「自製micro:bit機器人」補充活動和機器人紙卡★

表哥帶著機器人到三姊弟家拜訪，正在寫作業的三姊弟趁機考考機器人會做哪些事情。機器人算數超快又正確，但是卻不太擅長寫作和運動，原來程式設計也有擅長和不擅長的地方。而透過網際網路，還能幫助我們搜尋資料、做到更多事情，甚至對災害預防、健康管理都有很大的貢獻！

當孩子還未深入了解程式設計的原理時，可能會以為只要有程式設計，什麼事情都可以做得到。但程式設計也有其極限和限制，若超出它的能力範圍，也無法完成指令，例如需要思考對方感受後再行動，或者是像人類一樣靈活的運動，在現階段都較難實現。不過，只要掌握程式設計做得到和做不到的事，並善用程式設計的長處，人類就能和程式設計互相幫助，不論是生活或未來的工作，都會更有效率。
程式設計已被正式納入臺灣教育，在未來的科技時代中，它更是人人不可或缺的生活能力。這雖然是一本程式設計的入門書，但是我們不教孩子複雜的程式語言，而是先從生活應用和基本概念入門，讓孩子經由實際觀察和體驗，認識程式設計應用的廣泛，並介紹相關的新知和發展，引起孩子的好奇心和興趣，讓孩子主動且愉快的踏出程式設計基礎的第一步。

※書末附指導者教學建議和教具分析
臺灣中小學資訊教育第一線的教師特地為孩子量身打造，設計扣合繪本主題、又容易操作的程式設計教學建議，並且分析市面上常見的程式設計教具，透過理解概念和實際應用，挑戰繪本中的題目，讓孩子輕鬆具備程式設計的能力。

本書為「【實踐創意】小學生進階程式設計挑戰繪本」系列的第2冊，另有《1：什麼是程式設計？》、《3：程式設計大挑戰》、《4：一起來學程式設計》，為孩子接軌國中三年的科技領域課程。若想了解演算法和程式設計的基礎概念，敬請參閱本系列繪本第一套「【不插電】小學生基礎程式邏輯訓練繪本」（全4冊）。

松田孝
東京學藝大學教育學部畢業，上越教育大學研究所碩士課程修畢。歷任東京都公立小學教師、指導主任、指導室長，於2016年4月就任東京都小金井市立前原小學校長。自2018年起進入早稻田大學研究所教育學研究科攻讀博士課程。提倡資訊通訊裝置的積極運用，為一百多年來不曾改變過的初等公共教育推動改革。

強傑麟（「給指導者」作者）
臺北市立教育大學自然科學系碩士班畢業，國小現役教師。熱愛3D列印建模、雷切雷雕、AR、VR、四軸無人機和機器人等新興科技，喜歡引領孩子從驚奇到喜歡的過程中，對資訊科學和生活科技產生興趣和求知慾。曾指導初次接觸機器人的孩子獲得「107年臺北市格鬥機器人公開賽」冠軍。

卓文怡
曾在日本大阪攻讀日中口筆譯。擅長實用書籍、推理小說等各領域之翻譯。翻譯作品有「【不插電】小學生基礎程式邏輯訓練繪本」（全套4冊）、《外星人真的存在嗎？》、《超好玩！到處都是數字的繪本》、《超好玩！各式各樣形狀的繪本》、《食物工廠大探險：走吧！來趟食物的變身之旅》、《出發吧！人體探險隊》、《日常生活中的無印良品親子收納術》（以上皆由小熊出版）。

李彥樺
日本關西大學文學博士。現任臺灣東吳大學日文系兼任助理教授。翻譯作品有「【不插電】小學生基礎程式邏輯訓練繪本」（全套4冊）、「中小學生必讀科學常備用書」系列（全套4冊）、「COMIC恐龍物語」系列（全套4冊）、《骨之旅：從海洋到陸地，看見人類與萬物的演化關係》（以上皆由小熊出版）。
謝宗翔（謝KK）
國立臺灣師範大學資訊教育學系畢業，國中現役教師。致力推廣資訊科學教育，想讓孩子在快樂的學習氣氛下認識資訊科學，進而對資訊科學領域產生興趣。著有《偷插電的資訊科學【教師手冊】》及《什麼啦！這也是資訊科學！》，提供中小學教師對於運算思維教學的指引，以及小學階段資訊科學的基礎科普閱讀素材。

推薦者的話

本系列「【實踐創意】小學生進階程式設計挑戰繪本（全套4冊）」，提供了許多的實際程式應用範例，並以淺顯易懂的插圖輔助說明，讓孩子透過實例了解程式設計對生活的影響，例如第1冊《什麼是程式設計？》以常見的自動販賣機來說明程式中重要的流程圖概念。
此外，本系列繪本引入了時下流行的自駕車科技、智慧型音響、AI和物聯網等應用狀況，介紹人類以程式設計提升日常各場域效能的實例。書中也提及資安的重要性，以及程式設計的應用限制，內容廣泛且易懂。
ACTC亞洲兒童程式教育協會誠摯推薦這套繪本，建議父母和孩子可共同閱讀、討論，使孩子了解科技發展趨勢，進而引發探索動機，讓孩子對未來新科技充滿想像並擁有實做的能力。
——吳郁芬（ACTC 亞洲兒童程式教育協會祕書長）

本系列「【實踐創意】小學生進階程式設計挑戰繪本（全套4冊）」的架構和舉例，皆為結合生活情境的應用並搭配流程圖，讓整體概念更加淺顯易懂。透過機器人和人的互動，呈現出AI做得到和做不到的事情，也就是countable and uncountable的概念，最後再搭配micro:bit的實做練習，讓孩子在實做中習得程式設計的技巧，很棒的套書，值得推薦。
——呂奎漢（花蓮縣教育處網路中心輔導員）

臺灣的教學，以往只重視知識的傳遞和填鴨式學習，忽略了具體的實踐和高層次動腦思考的能力，貧乏錯誤的教育方式訓練出光說不練的人民，無法獨立思考的民眾讓媒體隨意操縱，而僅教授技術的科技教育養成了只能代工的下一代。
「【實踐創意】小學生進階程式設計挑戰繪本（全套4冊）」讓我期待好久，可以用不同角度來學習運算思維，透過作者精心安排的「察覺→了解→想像→實做」過程，實現從抽象概念到具體實踐的操作，不僅透過生活中的觀察了解程式的運作、以機器人教具來具體操作實現運算思維，還用流程圖介紹程式中的演算法，建立思考的架構，讓孩子可以清楚知道，原來電腦擅長的計算、搜尋、模擬、控制、數據分析、人工智慧……等，都可以用程式設計來實現。不僅如此，第4冊《一起來學程式設計》還透過microbit專案的製作，讓孩子實際體驗生活和科技的結合，了解原來程式設計可以幫忙解決這麼多問題。
本系列繪本真是不可多得的好書，超想立即擁有，真心推薦！
——邱文盛（花蓮縣教育處網路中心輔導員）

未來世界的文盲不再是無法讀寫的人，而是無法透過電腦程式學習、進行人機協作的人。一個好的故事可以改變孩子看待程式設計的眼光，本系列「【實踐創意】小學生進階程式設計挑戰繪本（全套4冊）」便引導孩子透過真實世界的挑戰，讓孩子從發現中學習，看見自己在未來的無限可能。
——洪敦明（教育部閱讀推手獎得主、國立公共資訊圖書館館員）

「【實踐創意】小學生進階程式設計挑戰繪本（全套4冊）」的內容，正是108年新課綱所提倡的素養導向教學，所舉的例子都是孩子在生活中常遇到的問題，讓孩子在解決問題的過程中鍛鍊程式設計的思維。書中也用深入淺出的方式讓孩子了解智慧型音響、自動駕駛技術背後的程式設計概念。看完前3冊繪本、學會了程式設計的基礎後，第4冊繪本帶入了目前中小學最流行的micro:bit，讓孩子可以體驗從純軟體到軟硬體程式的結合，以及動手實做的樂趣。
——蔡淑君（臺中市立光明國中資訊科技教師）

活潑生動且多元的舉例，顛覆學習程式設計的印象。搭配臺灣版專屬的「給指導者」，讓孩子輕鬆愉快地培養出新世代必備的程式設計能力！
——藍莓媽咪（全臺第一個日文繪本讀書會創辦人）

當代教育主張讓孩子從小就接觸程式設計的用意，並不全然是要培養孩子成為程式設計師或工程師，而是要讓孩子了解如何正確且有效率的解決問題，並培養自我學習和動手實踐的能力。
本系列「【實踐創意】小學生進階程式設計挑戰繪本（全套4冊）」以生動活潑的故事情境，呈現運算思維導入生活中的常見應用，並透過程式設計來完成各種工作和挑戰，讓孩子自然而然了解程式創作的動機、過程和目的，正確的解決問題。
——饒建奇（淡江大學電機系副教授）

已故的蘋果電腦創辦人賈伯斯（Steve Jobs）曾說：「每個人都應該學習一門程式語言，因為它能教你如何思考。」包含臺灣在內，美國、英國、法國和日本等國家都已把程式語言納入中小學課綱，程式語言儼然成為現今教育的顯學。
程式要寫得好，倚靠的是「運算思維」能力，乍聽之下很抽象、困難，但若以繪本的方式來呈現，就可解決這個難題。本系列「【實踐創意】小學生進階程式設計挑戰繪本（全套4冊）」的特殊之處在於，這是市面上唯一一套為小學生量身打造的程式設計學習繪本，透過生活常見情境來解釋運算思維，舉凡購物、打掃、運動……等，透過故事引導，讓孩子帶著愉快的心情閱讀，同時潛移默化地練習運算思維。
另一方面，本系列繪本在每個故事當中逐步引導孩子怎麼發現問題、歸納問題，進而達到培養「問題解決」的能力，是一套不僅讓孩子學會如何思考，同時習慣去探索、解決生活問題的好書。
——台灣程式教育協進會

讓孩子對程式設計感興趣，享受邁入新時代的雀躍感
程式設計是人和電腦溝通的媒介。對孩子而言，程式設計的體驗就像是沙雕遊戲。程式語言如同學習語言，語彙越豐富，越能和電腦相互理解，溝通也更能發揮最大效益。讓孩子發揮想像力，享受和電腦對話及創造各種新事物的過程，就好像是在發揮創意、雕塑充滿魅力的沙雕。
電腦的優勢在於非常快的計算速度，以及能夠同時處理大量資訊，因此我們若能使用電腦可理解的語言（程式語言），並發揮想像力，和夥伴一起在錯誤和嘗試中累積經驗，就能創造出許多過去難以想像的新奇功能。最具代表性的例子，應該就是在醫療和防災的領域中，以超級電腦進行模擬分析吧！
想要在 IoT＊系統的基礎上，建立虛擬空間和現實空間高度融合的嶄新社會，也就是以各種感應器將龐大數據資料收集至虛擬空間，用 AI 加以解析，並將成果回饋至現實空間，創造出各種全新價值的社會，我們必須仰賴這群能夠和電腦靈活溝通的孩子們。
前一套「【不插電】小學生基礎程式邏輯訓練繪本（全套4 冊）」系列書籍中，快樂學習「以演算法實現目的」的三姊弟，在本系列也會再度登場。我們的生活周遭有著許多內含電腦的器具，而程式是人類和電腦進行溝通的媒介，演算法則是程式設計的核心概念。希望孩子能在閱讀本系列繪本的過程中，和書中的三姊弟一同體驗程式設計的樂趣，並深刻感受到現實生活中的新世代社會胎動。
若能藉由本系列繪本讓孩子對程式設計感興趣，進一步獲得邁入新時代的雀躍感，將是我們最感到欣慰的事。
＊Internet of Things的縮寫，中文翻譯為「物聯網」。
——東京都小金井市立前原小學校長／松田孝

透過機器人教具學習程式設計
前一套「【不插電】小學生基礎程式邏輯訓練繪本（全套4冊）」的內容是演算法訓練，而這一套「【實踐創意】小學生進階程式設計挑戰繪本（全套4冊）」中，將帶領孩子進階實用所學到的邏輯思維和程式設計。
本系列繪本以可愛的人形機器人串場，近年來機器人風潮襲捲全球，涵蓋了機構組裝、電路、電機、程式和仿生，相關課程也成為熱門話題，市面上更充斥著各種類型的機器人教具，只要能了解其特性、適度引導孩子，就是有趣又好玩的程式設計教材。
因此本系列繪本各冊書末的「給指導者」，特別為臺灣讀者介紹適合進行程式設計教學的機器人教具，分析臺灣中小學程式教育教學的現況，以及利用臺灣科技教育圈很紅又簡單易學的「micro:bit」設計教學活動範例，幫助家長和老師引導孩子踏出程式設計的第一步。希望藉此激發孩子的想像力和創造力，並且樂於嘗試、挑戰，輕鬆培養程式設計的能力。
——臺北市立建安國小（喜歡參加研習學習新知且低調的）教師／強傑麟（小強老師）


審訂者的話 
進一步培養程式設計所需要的運算思維
好快，這套「【實踐創意】小學生進階程式設計挑戰繪本（全套4 冊）」也順利出版了。還記得在前一套「【不插電】小學生基礎程式邏輯訓練繪本（全套4冊）」的前言，KK老師提到了學習資訊科學、擁有邏輯觀念，以及認識程式設計概念的重要性嗎？（忘記了？趕快拿出來翻一下！）
隨著終於正式上路的108年新課綱腳步，小學階段已不再單獨開設資訊課，反而出現更多滿懷不安的家長和老師。無論是煩惱著該如何教給孩子足夠的基礎，讓他們能順利銜接國高中的學習，或是在思索是否該提前讓孩子自學接觸程式設計的世界，都變成街頭巷尾的熱門討論話題。（咦？沒有嗎？）
前一套繪本在臺灣資訊教育界造成了不小的迴響，許多閱讀過的家長和老師們，都很驚喜的發現，原來看似不易親近的程式邏輯基礎培養，也可以有這麼輕易被孩子接受的方式。於是，在執行本套繪本的翻譯、審訂，以及編寫各冊書末「給指導者」的內容時，整個編輯團隊也更加謹慎的面對。
這次帶給大家的，雖然說是進階一點的內容，但它還是一樣貼近我們的生活情境，也更進一步連結了圖形化程式設計和現實生活的體驗，像是可被程式控制的機器人，以及micro:bit等熱門且容易取得的教具等。無論是帶著孩子共讀繪本，引起他們學習資訊科學的興趣，或是適度讓孩子進行基礎的程式設計體驗課程，都將會是他們在進入國中之前，一段很棒的學習旅程。你們說，擁有這套繪本是不是很棒啊？（沒錯，說是就對了！）
——新竹市立建華國中資訊教育教師／謝宗翔（謝KK老師）

《程式設計能做什麼？》
．本書的目標
．找出程式設計能做到的事
．機器人會寫作業嗎？
．迷宮遊戲：程式設計做得到嗎？
．網際網路的搜尋功能
．自然災害模擬
．加入AI的醫療系統
．給指導者：以程式設計來增添生活樂趣吧！