用1小時學習程式設計「Code.org」:讓迪士尼角色陪你邁向Coding之路

剛開始學習程式設計的人,一定會求助於網路上的眾多教學資源,而 Code.org 便是大家絕對不會放過的網站之一,它原本是美國的 Hadi Partovi 和 Ali Partovi 兩兄弟在2012年所成立的非營利組織,2013年開設同名網站,其成立目標在於支援並擴充學校教育的資訊科學課程。

網站內的所有學習資源與教材均完全免費,不僅面向學習者,同時也面向學校教師,藉由全球各地翻譯志工的協助,其影響力也迅速拓展至美國之外。一般我們常認為程式設計是一個專門的領域,總是與電腦分不開,但事實上,許多程式語言背後的概念,都與日常生活中的經驗不謀而合,所以在 Code.org 網站的課程設計中,亦加入許多「不插電」的教學內容,作為程式設計的叩門磚,大大減低學習者們的抗拒感,而其中最負盛名的,莫過於被稱做「一小時玩程式」(Hour of Code)的趣味學習活動了,甚至得到微軟、Google、Facebook 等科技公司的大力支持。

用1小時學習程式設計

「一小時玩程式」是一項由 Code.org 網站所發起的活動,讓教師們可以透過遊戲的方式,從中介紹資訊科學以及程式設計的概念,藉此培養學生邏輯思維的能力,不會耗費太多時間,通常只需要短短一節課左右的時間就能完成,且不管是否曾經學過程式設計都沒關係,4歲到104歲都能輕易上手。這些線上課程內容都是免費開放的,所以就算只有自己一個人,用電腦或手機打開 Code.org 網站,便能立刻自學,不受任何人數、時間及地點的限制,不過官方建議兩人合作的話,最有助於腦力激盪,可激發解決問題的靈感,而據網站統計,已有超過1億名學生體驗過「一小時玩程式」的課程。

Code.org的課程資源和教程均永久免費開放給非商業用途使用,約有超過40%的網站流量都是來自美國以外。

依照興趣挑選課程

由於免費、簡單又好玩,Code.org「一小時玩程式」得到了相當廣泛的支持,網站內匯集了由 Code.org 及其合作夥伴所設計的各式課程,目前已經超過100多種,部分已由志工翻譯為中文,降低不少語言的隔閡。大部分課程的程式語言採用 Blockly,如同 Google 的 Blockly Games 一樣,是透過積木堆疊的方式來編輯程式,此外也有以 JavaScript 與 Python 為主的進階課程。每個「一小時玩程式」課程之間並沒有明顯接續的關係,使用者可依照年齡與類別自由選擇有興趣的題材,它與 Blockly Games 比較不一樣的地方在於,得力於合作夥伴的授權,課程中納入了許多知名角色與主題,例如星際大戰、憤怒鳥等等,並強化了劇情與遊戲性,就算單純把它當成解謎冒險遊戲,也相當值得一玩。

隨著「一小時玩程式」的內容逐漸增長,使用者可透過篩選器自由挑選喜歡的課程主題。

除了利用電腦進行程式學習外,Code.org也提供不插電的教學資源作為課程補充。

取得課程證書

而「一小時玩程式」內的線上課程,均會劃分成若干小關作為學習的步驟,一般狀況下,使用者無須註冊便能開始課程,不過如果申請成為網站用戶的話,登入之後便可隨時記錄並查詢課程進度,另外作為完成課程的獎勵,網站還會提供電子檔的證明書,雖然其象徵性大於實際意義,但畢竟也可算是你的第一張程式設計證書。

順利完成「一小時玩程式」課程之後,即可獲得Code.org的修課證明書。

經典迷宮:積木堆疊、迴圈與條件控制

經典迷宮可以算是熟悉 Blockly 程式運作邏輯的入門課程,課程中導入了憤怒鳥、冰原歷險記等角色,課程目標很簡單,就是控制角色抵達指定的目的地,過程中需透過堆疊積木的方式讓角色移動。「經典迷宮」共有20個關卡,當你學會了基本的行進方式後,接著可以透過迴圈積木進行重複的動作,並加上條件控制積木,以免角色走錯路,隨著關卡繼續推進,迷宮會越來越複雜,甚至需要運用到多層次的條件控制才能達成目標。

經典迷宮
https://hourofcode.com/code

1.課程一開始會播放簡介影片,當進展到較後面的關卡,也同樣會有影片解說過關的提示及基礎概念。

2.正式進入課程項目後,就會有基本的操作說明與遊戲目標。

3.進入第5關之後,便可以使用迴圈積木,讓憤怒鳥可以重複前進的動作。

4.透過「重複直到」積木,便不必計算迴圈重複的次數,憤怒鳥會重複你所設定的動作,直到抓到搗蛋豬為止。

5.在課程中可以隨時點擊「顯示程式碼」進行檢視,方便確認不同積木的程式碼差異。

Minecraft設計師:如何創造自己的世界

「一小時玩Minecraft」是 Code.org 與微軟合作的系列課程總稱,Minecraft 除了是一款微軟收購的知名遊戲外,後續推出的Minecraft教育版同時也是微軟推廣 STEM 教學的利器之一,更結合 Code Connection 等附屬應用,實現在 Minecraft 遊戲內寫程式。而「一小時玩Minecraft」則可算是它的入門版本,目前已經推出4個主題課程,包括「水上巡航」、「英雄之旅」、「Minecraft探險家」等等,這裡以「Minecraft設計師」為例,在12個關卡中,你可以為其他生物編寫程式,打造屬於自己的世界。

Minecraft設計師
https://studio.code.org/s/minecraft/

1.一開始的目標是讓畫面上的小雞動起來,所以可以幫它加入動作與音效積木。

2.如果讓小雞動起來更真實,除了運用迴圈讓它持續移動外,也可加入「隨機」的積木,讓小雞擁有不同的運動模式。

3.第4關起加入「事件」的探索要素,讓角色可以對物件做進行互動,所以我們要先選擇一個角色。

4.例如在第6關要讓乳牛前往草地,只要運用迴圈,設定讓乳牛朝著玩家前進,便可順利抵達。

5.苦力怕人人都怕,但只要運用它會自爆的特性,便可炸開牆壁,找到綿羊。

星際大戰:遙遠銀河系裡的小遊戲

「一小時玩程式」的特別之處,在於即使課程內容都是相似的程式設計原理概念,仍然可以套用不同的主題框架,所以就算你已經玩過前面提過的憤怒鳥迷宮以及 Minecraft 設計師,再看到這款星際大戰,依然會想要再打開來玩一次,在學習的過程中,便獲得了反覆練習的功效,你會發現自己堆積木的速度變快了,而在這款星際大戰中,除了我們已經熟悉的循序和迴圈控制結構外,還加入了分數規則的設計,讓你可以運用熟悉的角色,逐步建立星際大戰的迷你小遊戲。 

星際大戰
https://hourofcode.com/star-wars

1.如同其他的課程,當遇到卡關時,只要點擊人物上方的電燈泡圖示,便可請芮提供過關的提示。

2.第7關起導入「事件」的概念,事件,例如當方向鍵被按下之後,R2-D2該如何運動,就需要透過程式積木加以定義。

3.第9關加入計分積木,並預設過關的分數標準,當然如果要偷懶一點,可以把得分數給調高一些。

4.課程最後一關並沒有特定的目標要完成,而是提供所有的積木,讓你發揮創意設計小遊戲。

5.此外,星際大戰也有JavaScript版,不同的是把積木上的說明替換為程式碼方便記憶。

舞蹈派對:用程式積木創造動態舞會

亞馬遜在去年發表了未來工程師計畫(Amazon Future Engineer,AFE),它是是一項以社區為目標的教育推動計畫,其項目內容與 STEM 領域緊密相連,除了提供獎學金與實習機會外,在中小學教育方面也有計畫地與 Code.org 等組織進行合作,「舞蹈派對」即是此一計畫之下的產物,課程特別強調於創造力對於程式設計的重要性,因為即使具備了程式設計的能力,那也僅是你實現創意的基礎技能而已。在「舞蹈派對」裡,你可以選擇人物,讓它對音樂做出反應,並且使它更有互動性。

舞蹈派對
https://hourofcode.com/danceparty

1.第1關是先創造出一名角色,可為之命名並透過左邊音樂選單選擇喜愛的歌曲。

2.要讓角色的舞步有更多變化,可以加入新的積木,設定在第6小節後,變更為其他的舞步。

3.在第6關可加入其他舞者替皮斯貓伴舞,當然舞步也最好設為一樣,畫面才會協調。

4.如果要表現出舞者的前後位置,在第7關可以透過尺寸積木,更改舞者的大小屬性。

5.最後一關與允許使用者自由運用各種積木,發揮創意,建立自己的獨特舞會動畫,完成後還可把下載動畫保存。

玩樂實驗室:就用小遊戲來說個故事吧!

在「一小時玩程式」內的「潛力無限實驗室」以及「玩樂實驗室」兩個課程相當相似,差別是前者的人物角色如杯麵、艾莎等有迪士尼的授權,課程主旨是透過有限的程式積木,說出一個故事或建立小遊戲,這裡也藉由《植物大戰僵屍》開發公司的創始人之口,點出了關於遊戲設計的重要觀念,那就是所謂遊戲並不代表程式有多完美、美術有多厲害,遊戲的本質就是有趣好玩,先把握住這個前提,即使是透過玩樂實驗室,也能創造出有趣的小遊戲,並且在過程中學習到指令、事件、迴圈等基本概念。

玩樂實驗室
https://hourofcode.com/play-lab

1.在開始之前,可以選擇要使用哪一個卡通主題,有阿甘妙世界、冰原歷險記等等。

2.一開始,要讓角色之間有所互動,利用對話來表現是最快速且容易的方式,可在積木裡輸入角色要說的話。

3.在第5關裡,熟悉的迴圈概念又出現了,它是讓角色得以持續動作的方便積木。

4.從第6關之後可以學到更多角色與指令和事件的關係,例如在這一關的積木,要點擊一下角色才會說話。

5.第10關土司被丟香蕉會生氣,目的是設計出角色對於事件的反應,當完成後,最後的第11關即為自由創作關。

冰雪奇緣:運用迴圈畫出美麗雪花

在 Blockly Games 的烏龜關卡中,我們曾經應用不同的程式積木來進行繪圖,而在「一小時玩程式」內也有類似的課程,他們請到了迪士尼《冰雪奇緣》的主角來協助教學,對於女孩子來說或許更有吸引力。在這個課程中主要應用到的是迴圈及函式的概念,甚至在迴圈之內,還可以再嵌入迴圈組成雙層結構,這樣就不需要複雜而冗長的程式碼,也可繪製出有規律的美麗雪花圖樣,但是在解題過程中,也要用到角度及距離等計算,而越到後面的關卡,要畫出的雪花圖形難度也會稍微高一些。

和安娜與艾莎一同玩程式
https://hourofcode.com/frzn

1.前3關多是簡單的操作,利用程式積木堆疊即可畫出關卡要求的圖形。

2.第4關之後引入重複迴圈的概念,但是要畫出連續3個不重疊的正方形,需要正確設定轉向的角度。

3.第13關畫圓的方式又與正方形不同,如果每畫1像素就旋轉1度的話,那麼重複360次就能畫出一個圓。

4.在第17關可以看到剛剛的畫圓,已經化為綠色的函式積木,運用步驟2的概念,即可繪出多個重複但不重疊的圓形。

5.最後一關同樣是自由創作關,完成後按下「發佈」會發表到公開的創作坊供大家欣賞。


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