喝汽水排泡泡遊戲 - 幼兒程式概念(排序/Sorting)

March 14, 2019

 

 

遊戲目的: 

(1) 氣泡排序法概念(Bubble Sorting):了解氣泡排序是兩兩(前後)比較,大的往後(上)移動。

(2) 強化邏輯思考

(3) 提升程式興趣

(4) 生活科學觀察


適合年齡:
4-6歲,個人活動。
 
準備時間:
10分鐘
 
準備材料: 

1. 汽水一瓶

2. 玻璃杯一個

3. 泡泡圖卡一張(點此下載)以及氣泡排序法示意圖(點此下載,此份也可不列印

4. 剪刀1把

 

教學影片觀看

 

 玩法步驟:

1. 先將材料準備好

 

2. 把汽水稍微搖晃過後,打開瓶蓋,將汽水倒入玻璃杯中,此時可請小朋友觀察氣泡的變化,並且分享看到的現象。

 

 

3. 透過實際觀察,可以發現泡泡會從底部浮出水面,然後消失。此時,爸媽可以解釋:因為接近水底壓力大,泡泡會比較小;越往上浮,接近水面壓力變小,泡泡就會變大囉!

 

 

4. 現在,拿出印好的泡泡圖卡向小朋友展示:最小的泡泡是編號1、第二小的泡泡是編號2······而最大的泡泡是編號5。接著,請孩子先將所有的泡泡剪下來。

 

5. 然後,將剛剛剪下來的1-5號泡泡們,上下不依照順序大小隨意排成一直線。 

 

 

6. 一開始,我們先了解氣泡排序法的步驟:

從頭開始,比較數列中的第一個和第二個元素,若第一個數值比較大,則和第二個元素交換位置。接著換成,比較第二個和第三個元素,若第二個數值比較大,則和第三個元素交換位置。以此類推,重複比較數列中兩個相臨元素,若前面的元素數值較大,就交換位置,直到最後。此時最後一個元素就是最大的(已排序)。 除了已排序的元素,我們需要再從頭開始,針對其他未排序完成的元素進行比較和交換的動作,直到所有元素都不需要再交換,表示已排序完成。

 

請爸媽照著下圖,排出5、3、4、2、1,實際操作給小朋友看,以口訣輔助:『相互比較,大的往上』。

 

Round 1.  第一回合開始,從最下方開始比較(紅色箭頭指向的位置),數字5比數字3大,交換。紅色箭頭往上,比較數字5和數字4,數字5比數字4大,交換。紅色箭頭再往上,逐一進行比較和交換動作。可發現數字5一路往上浮出,這回合結束的時候,最大值數字5已經排序完成。

Round 2. 第二回合開始,從最下方開始比較(紅色箭頭指向的位置),數字3比數字4小,不交換位置。紅色箭頭往上,比較數字4和數字2,數字4比數字2大,交換。紅色箭頭再往上,逐一進行比較和交換動作。可發現數字4一路往上浮出,這回合結束的時候,第二大值數字4已經排序完成。

 

Round 3. 第三回合開始,從最下方開始比較(紅色箭頭指向的位置),數字3比數字2大,交換位置。紅色箭頭往上,比較數字3和數字1,數字3比數字1大,交換。紅色箭頭再往上,此時,數字3已完成排序。(沒有其他未完成排序的數字可比較。)

Round 4. 以此類推。

Round 5. 皆已排序完成。

 

接著,換小朋友試試看吧。 

 

 

7. 喝汽水排泡泡遊戲是由程式資料分析中『氣泡排序法』(Bubble Sorting)所發想而來的。所謂的氣泡排序法,就是相鄰的資料互相比較,若發現順序不對,就要將資料互換,就像汽水中的泡泡一樣,依序由下往上浮起交換。(相關知識可點此看更多:https://goo.gl/bVYBae

 

8. 這個簡單又好玩的牌卡遊戲,主要是幫助小朋友學習在未來資訊科學中的 『排序』(Sorting)概念 。為什麼需要排序呢?什麼東西需要排序?好處是什麼?當雜亂的資料經過排序整理後,可以讓我們快速找到想要的資訊。譬如說:有1~50的數字卡散落一地,要找到特定數字需要花費不少時間;但如果1~50的數字卡是按照大小順序排好的,那就能縮短找尋的時間。 

 

9. 最後,爸媽還可以問問小朋友,日常生活中有那些例子跟氣泡排序類似呢?像是小朋友排隊的時候,老師也會讓小朋友依照身高排隊:比較方式會是,第一個和第二個比,高的往後移動,以此類推唷! 

 

文章原創:工程師媽媽Cindy

核稿編輯:NC

 

 

本文採取「台灣創用CC計畫」中的​「BY-NC-SA 姓名標示─​非商業性─相同方式分享」授權方式,允許使用者重製、散布、傳輸以及修改著作,但不得為商業目的之使用。若使用者修改該著作時,僅得依本授權條款或與本授權條款類似者來散布該衍生作品。使用時必須按照著作人指定的方式表彰其姓名。

 

 

 

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