我用120天的燒腦為孩子設計一套教具，這是美國兒童計算機教材的精髓

因為我是理工男，所以早在3年前就開始自己在家教憨憨編程和機器人。以前我教的方法很簡單，編程的話直接給娃一個現成的程序指南，憨憨直接跟著指南一步一步地拖動代碼框就好。而機器人就更簡單了，我扔給兒子一張拼搭圖紙，每一步都寫得很詳細，他直接跟著圖紙就能把機器人撘出來，都不用我操心的。

確實這樣很省事，但是這種省心是有代價的，有一次兒子不小心把他的機器人摔碎了一角，然後忍不住地傷心垂淚，我就勸他修修就好。可是沒有了圖紙的幫助，別看就幾根軸、梁的積木，小傢伙修了半天也沒能修好。那一次我才發現，原來「照圖紙玩」跟「會玩」完全是兩回事！

打那起，我開始意識到，無論是編程還是機器人，都不是「按圖索驥」那麼簡單，孩子得從基礎學起，更得學會思考。

後來憨憨上小學後，學校也開展了編程和機器人的課程，統稱為Computer Science（計算機科學），她們將課程劃分為兩個階段，第一階段是K-2年級，學的是編程思維和計算機組織結構，而到了第二階段3-5年級才開始學Scratch和機器人。

下面這張圖就是第一階段的課程安排，這個系列課程的主題是講的計算機組織結構。

學習計算機組織結構無論對於編程還是機器人來說都是基礎中的基礎。

比如玩機器人，各種感測器和馬達，有的屬於輸入模塊，有的屬於輸出模塊，孩子首先得學會區分；

比如編程，電腦是基於二進位來工作的，無論是軟體還是硬體，二進位是最基本的工作機制，孩子這也得了解。

而上面這些都屬於計算機組織結構的內容。這就是為什麼美國學校會在教孩子編程和機器人之前，花6個課時專門講解計算機組織結構的原因。

我們所在的舊金山灣區的學校用的教材是Hello Ruby系列，這套書目前一共有3本，分別是編程思維、計算機組織結構和互聯網。

這套書很神奇，它的作者叫做Linda Liukas，是一位女程序員。2014年的時候，Linda發現一個問題：雖然計算機越做越小，越做越方便，但是不懂計算機的人，對計算機編程這些卻越來越陌生。很多小孩子雖然計算機玩得很溜，但是對計算機的設計卻一無所知。因此她覺得，一定要寫一本給孩子編程入門的書。

但是苦於沒有資金出版，於是Linda在Kickstarter上發起了這本書的眾籌，結果沒想到這個idea大受歡迎，大家紛紛參與眾籌，最終竟然募集到38W美元，這也在Kickstarter上創下了童書眾籌的新紀錄。

後來很多學校都採用Hello Ruby這個系列的書作為計算機課的教材，除了我們這邊舊金山的學區之外，紐約不少小學也在用這本書作為教材。

去年我曾經給大家推薦過這個系列的第一本《Hello Ruby：編程大冒險》，深受孩子們的歡迎。今年6月份的時候，出版社告訴我這個系列的第二本《Hello Ruby：兒童電腦漫遊記》也翻譯好準備發行。那時候我正好帶憨憨在國內，於是特地到北京和出版社的編輯見了面，幫她們把書的翻譯質量把把關，順便討論一下發行的工作。

畢竟自己孩子曾經用過這套書，所以我對Hello Ruby實在太了解了。在美國，教兒童學計算機的童書那麼多，為什麼偏偏就Hello Ruby被選為教材呢？其實是有原因的。

每本書都對應於計算機的一個主題，比如去年引進的《編程大冒險》對應的是編程思維引導，而今年引進的《兒童電腦漫遊記》對應的是計算機組織結構的介紹。

每本書的知識點分得特別細緻，而且書後還有相應的知識點提煉和習題。

因此這兩點就決定了Hello Ruby特別適合用作教材。

但是中國和美國也有一些不一樣，Hello Ruby在美國學校里是會由老師來引導教學的，而在國內因為沒有老師引導，如果單純是靠孩子自主閱讀的話，根本無法把握這套書的精髓。

於是我跟出版社建議先別急著出版，我們做一套配套的教具來幫助父母來引導孩子更好地理解書裡面的內容。

雖然說起來很容易，但是做教具真不是一件容易的事情，姑且不論設計的難度如何，我們的設計方案還得得到作者Linda的授權，她對內容和質量認可才行。

就這樣從6月份開始討論做教具，到10月份教具完工，這中間經歷了十幾個版本的反覆修改，請作者審核拿授權，這樣一拖就拖了4個月！

下面我將分別介紹一下這套《Hello Ruby兒童電腦漫遊記》里的書和桌游。

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Hello Ruby兒童電腦漫遊記

Hello Ruby這個系列目前一共有3本，分別是《Adventures in Coding》、《Journey Inside the Computer》和《Expedition to the Internet》，分別介紹了編程思維、計算機組織結構和互聯網。其中第一本已經在去年推出，而第二本就是這次推出的《兒童電腦漫遊記》。

很多人理解學計算機就是學編程，其實不是這樣，要學好計算機，得首先了解計算機的組織結構，知道每個配件的功能後，你才能編程式控制制它們，你也才能發揮計算機每個部件最大的功效。這就是這本書要向孩子傳達的內容。

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故事性的引入

我最喜歡Hello Ruby的地方在於，她都是採用一個故事性的方式來講述計算機知識，《兒童電腦漫遊記》這本也不例外。

這本書是以一個計算機肚子里的冒險來講計算機的組織結構原理。有一個叫做Ruby的小女孩，有一天打開了爸爸的電腦，輸入開機密碼卻發現電腦毫無反應。她的新朋友滑鼠告訴她，游標不見了，所以電腦無法正常工作。

於是，為了尋找失蹤的游標，她和滑鼠一起鑽到了電腦的肚子里，展開了一段在電腦世界中的奇妙冒險。

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情節化的講解

我上大學關於電腦的第一堂課就是認識計算機組織結構，最早看到這書的時候，我的腦海里瞬間浮現出CPU、GPU、軟體、硬體、內存、二進位、比特、與非門等概念。說實話，當時對這些概念可沒什麼好感，太枯燥了，光是區分CPU/GPU、RAM/ROM就折騰了好久，別看就一個字母的差異，但是概念卻相差十萬八千里。

但是這本書就完全不同，利用Ruby在計算機肚子里的歷險記，會帶著孩子認識計算機肚子里的各種配件，還有精心設計的插圖，讓孩子在故事中去理解一個個抽象的知識點。

1. 首先來看比特（bit）

在Ruby的電腦冒險中，她進入電腦內部之後第一個碰上的就是這些傢伙。比特是計算機中表達信息量的最小單位，也就是二進位中的位，由0和1組成。在書中，Ruby將看到滿屏閃閃發光的比特，於是滑鼠就告訴她：電腦里的所有東西都建立在他們之上的。

這時Ruby想通過比特來找游標，但是滑鼠說：「比特不會幫任何忙，他們只會說「0」和「1」，如果想讓他們說得更多一些，至少需要八個夥伴一起工作。」這樣的描述就把比特概念中二進位的位概念以及8bit為一個位元組的概念解釋出來了。

2. 再看一個比較常見的詞 - CPU

CPU是中央處理器，用來解釋計算機指令以及處理計算機軟體中的數據。它的工作過程是提取、解碼、執行和寫回。在這本書裡面我們會通過故事中的對話了解到CPU是「老大」，非常的忙，他指揮其他人做事。

插圖設計的也很有意思，因為CPU是一塊超大規模的集成電路，所以書里的CPU就是一塊綠色電路板的樣子。他手握著大喇叭，在大聲的說著各種命令。

還專門有一張示意圖，來展示它如何工作。在這張插圖裡，他像個老師一樣，指揮著底下花花綠綠的晶體二極體、三極體、放大器、電阻等一系列的零部件，讓他們有條不紊地工作。

3. 總結

就是通過這種故事性的方式，這本書將計算機的各個組成部分都挨個介紹了一遍。孩子很好理解，學起來也不累。順便感慨一下，現在的孩子真比我們那個時候幸福太多！

下面這張圖羅列的就是這本書講解的電腦配件，每個配件都做擬人化的處理，她們都是Ruby這位女主角的朋友。

（書裡面的知識點）

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系統的配套練習

故事中涉及的每個知識點都在書後有對應的練習。推出練習的原因是，前文的故事部分只是為了引出某個知識點，吸引孩子的探索興趣，但是後文的練習才是真正具體介紹知識點的內容。

增加這個練習部分有兩個好處：

一方面是對知識點做提煉，免得父母不知道如何引導；

另一方面也是加深孩子對知識點的理解。

1. 比特相關的練習

比如跟比特有關的練習題中，題目會基於前面的故事做引申。她會告訴孩子比特是一個單位，還附有比特和位元組（Byte）以及KB、MB、GB的大小換算。

然後題目給出了4個文件，要求把文件和對應的大小配對。在這個題目中，孩子能感受到比特作為信息量最小單位的意義。

2. 輸入/輸出相關練習

再看一個例子，這回講述的是輸入/輸出設備的相關練習。前面的故事中雖然講了鍵盤、滑鼠、顯示器等電腦配件，但是這裡卻做了引申，告訴孩子們哪些設備屬於輸入，哪些設備屬於輸出。

在練習開始會用敲擊鍵盤後屏幕顯示來解釋輸入和輸出，並對電腦主要的四個部分作說明：輸入設備、處理器、輸出設備和存儲器。

接著會用一張做蛋糕的圖，把整個過程具體展示出來，方便理解。

然後才是各個練習題，比如輸入、輸出設備的辨別。

3. 總結

這本書一共提供了25個練習，將計算機組織結構的各個基本知識點都給孩子捋了一遍，這樣父母引導孩子學習的時候就更有針對性了！

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我們研發的配套桌游

這套桌游是我和小夥伴們一起設計的。剛開始設計這套桌游的時候，我們把整本書反反覆復讀了好幾遍，將這本書最精髓的部分提煉出來，其實整本書的核心講的就是計算機的組織結構和計算機基礎原理。那麼我們設計桌游的時候就得將這兩大塊最基本的知識點融入進去，同時再加入遊戲化的特色。

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電腦組件的採集

書裡面最重要的一大塊知識點是認識電腦是由什麼配件組成的。於是我們的桌遊方案首先從這塊知識點入手。

能不能採用收集配件組裝成電腦的方式呢，比賽誰最快收集到所有的配件誰就贏？

這是我們最早想到的方案。後來進一步想，不如採用大富翁的遊戲形式，每一個格子都是一個IT公司，每個公司都可以提供一種電腦配件，當玩家走到每個公司的時候就可以購買電腦配件了！

這樣做的好處是，一方面認識到每個科技公司可以採購相應的計算機軟硬體，另一方面也能通過這樣的買賣方式鍛煉孩子的財商。

下面這張圖就是我們設計的大富翁類型的棋盤。

然後還設計了遊戲中的鈔票，用來購買這些IT公司所提供的配件，順便還可以買賣公司。

我們還做了一個模擬的小電腦托盤，收集到的配件都可以放在這個托盤裡。托盤裡的配件收集全了就表示遊戲勝利。

這樣遊戲的玩法就很簡單了：

1. 每個玩家一個棋子，當棋子走到一個沒有CEO的IT公司的格子時，可以選擇投資這家公司變成這家公司CEO，那麼別的玩家再過來的時候就得給你付費。

2. 此外，每個IT公司都能提供一種或多種電腦配件，每個玩家走到這個IT公司對應的格子時，都可以選擇是否在這裡購買以收集配件組裝電腦。

因此，遊戲勝利的方法有兩種：

要麼孩子首先收集全電腦配件組裝成一台電腦，則該玩家獲得勝利。

或者說別的玩家紛紛破產，最後只剩你一個，剩者為王。

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趣味性的加強

好了，計算機組織結構這個知識點通過棋盤的形式解決了，可是趣味性該怎麼辦呢？於是我們又加入了命運卡的方式，讓孩子抽取卡牌來決定命運。而且在設計命運卡的時候，我還參考了矽谷一些特色的地方，比如引入喬布斯、比爾蓋茨、扎克伯格等等元素。

於是就誕生了下面的命運卡。

這樣的好處是，不僅給遊戲增加了不確定性和趣味性，還將孩子的認知與時代接軌，從小就提高孩子的眼界和見識，將來說不定您的孩子也能成為像比爾蓋茨這樣偉大的人才呢！

棋盤裡還會增加一些特殊的格子，會觸發一些計算機里特定的事件，比如下面這種「電腦中毒送修理所，暫停行走一次」，也是為了增加桌游的遊戲性和不確定性。

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計算機基礎原理

書裡面還有很多計算機基礎原理的知識點，這部分如何融入到遊戲中呢？

我們想了一個辦法，在桌游中提供一種卡片，叫做機會卡，每張機會卡都對應書裡面的一種類型的題目。當孩子走到棋盤的指定位置時，他們就得抽一張機會牌來答題，而機會牌上的題目都是和書中的知識點緊密相關的，如果不知道答案的話，就需要將書中的知識點仔細再學習一遍了！

比如下面這種題目給元素分類，區分軟硬體。

這部分題目是利用計算機晶元做數獨。

還有學習計算機裡面的邏輯關係 - 與非門。

上面提到的所有題目都在書中有具體的講解，這種方式的好處是，我們幫父母將這本書的精華部分都抽取出來，做成題卡的形式，孩子在玩桌游的過程中就可以溫故而知新，他們也能最大程度地發揮這本書的價值。

此外，我們在整理這套題目做機會卡的時候，並不是局限在書中原有的一些題目，而是基於書裡面的知識點將題目做了很大的擴充。

比如書後的練習有一道是教孩子認識二進位的。

書裡面關於二進位的題目就上面這麼一道，但是二進位是計算機裡面一個非常重要的知識點，於是我們在機會牌里對這個知識點進行了擴充。

我們用一個破案的形式，說黑客入侵，留下一串二維碼，孩子就需要搜索二進位編碼找出黑客的姓名來。

所以，我們設計的題卡不是簡單地將書裡面的題目進行copy，而是將我們十幾年來對於計算機的理解融入了進去，把題目進行擴充和升級。這樣孩子對於知識點的掌握也就更加牢固了！

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團購情況

這就是我們最後呈現的書 +桌游的遊戲形式。一共有6種配件：4張電腦托盤紙一張棋盤、一張說明書、五種卡牌、現金鈔票和一顆骰子。

適合年齡：4-10歲兒童。

團購價格：定價168元，團購價102元。

《Hello Ruby：電腦漫遊記》（書 + 桌游）+ 《Hello Ruby：編程大冒險》（書），團購價127元。只不過那本書現在沒有配套桌遊了。

團購時間：北京時間10月11日上午8點~10月14日晚12點。

下單後3日內從武漢發出（周末不發貨），申通快遞，內地包郵，港澳台順豐到付。

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