“不插電的計算機科學(xué)”，你試過嗎？

魏寧

什么是“不插電的計算機科學(xué)”？你可以把“不插電的計算機科學(xué)”當作一本書，它也確實是由來自新西蘭的一位大學(xué)教授和兩位中學(xué)教師合作完成的一本“趣味案例集”。但你也可以把它看作一個項目，因為，借助書中所設(shè)計的活動，“不插電的計算機科學(xué)”旨在向各年齡群體——從孩子到老人——推廣、普及計算機科學(xué)知識，目的是讓大家了解并且喜歡上計算機科學(xué)。最重要的是，既然是“不插電”，那么，所有學(xué)習(xí)計算機科學(xué)的方法必須要——不用計算機。

就以二進制數(shù)字轉(zhuǎn)換規(guī)律為例，“不插電的計算機科學(xué)”為我們設(shè)計了一個有趣的多人合作游戲。首先，準備好5張卡片，卡片上分別寫下數(shù)字16、8、4、2、1，即從2的零次方到4次方。規(guī)定卡片上有數(shù)字的正面代表1，沒有數(shù)字的反面代表0。準備好后，由5位學(xué)生各持一張卡片站在講臺上，按降序排好。其他同學(xué)可以任意說出一個數(shù)字（當然是2的5次方以內(nèi)），臺上的5位學(xué)生必須靠自己的心算能力和合作能力，把組成這個數(shù)字的卡片翻轉(zhuǎn)過來。雖然卡片是按照十進制計算的，但只要把卡片最終的正反面位置確定，按正面為1、反面為0連接起來，就會得到相應(yīng)的二進制數(shù)字。這看似神奇的效果無疑能讓孩子們在驚訝之中牢牢記住二級制數(shù)字轉(zhuǎn)換的方法。

再比如，為了體驗網(wǎng)絡(luò)中的“死鎖”，“不插電的計算機科學(xué)”為我們設(shè)計了一個“橘子游戲”。游戲中，5個學(xué)生從A到E編號，圍坐成一圈。除了一個學(xué)生手中拿到1個橘子外，其余的學(xué)生每人手中都有2個橘子。橘子也被從A到E隨機編號，除了E以外每個字母對應(yīng)2個橘子。游戲規(guī)則是：每個學(xué)生只允許從他左右的學(xué)生手中傳遞橘子，并且橘子只能通過空著的一只手來傳遞，游戲的最終目的，是讓每位學(xué)生手中都拿到和自己相同字母的橘子。這個看起來簡單的游戲最大的考驗就是看你是否“貪心”，如果你一旦得到自己的橘子就不想放手的話，整個傳遞通道就將“死鎖”，大家的共同目標也就永遠無法完成。

縱觀整個“不插電的計算機科學(xué)”，充斥著各種各樣的奇思妙想。在五花八門的道具背后，計算機科學(xué)原理被鑲嵌在一道道謎題、一個個游戲之中，既挑戰(zhàn)你的智力，又教給你科學(xué)的道理。讓你陷入其中、不能自拔，深深地迷戀上計算機科學(xué)。

那么，站在信息技術(shù)課的角度，我們又該如何看待“不插電的計算機科學(xué)”的價值呢？依我看，不外乎兩種態(tài)度。第一種態(tài)度是：“不插電的計算機科學(xué)”能讓學(xué)生“不用計算機來學(xué)習(xí)計算機”，這對于一些硬件條件較差、無法滿足學(xué)生上機時間的學(xué)校，無疑是一種既能學(xué)到知識、又經(jīng)濟實惠的選擇。就是在上機時間有保障的情況下，這種在玩中、在游戲中學(xué)習(xí)計算機科學(xué)知識的方式，也是不在機房上課時的一種調(diào)劑。

第二種態(tài)度是：“不插電的計算機科學(xué)”的本質(zhì)不是別的，正如它字面的意思，雖然被包裹在謎題、游戲之中，呈現(xiàn)出的依然是計算機科學(xué)知識。如果我們把計算機科學(xué)作為信息技術(shù)課的目標之一，那么，“不插電的計算機科學(xué)”就不僅僅是在無法上機時的一種選擇，也不僅僅是課程的調(diào)味品，而是課程內(nèi)容的有力補充。恰恰因為，對于某些計算機科學(xué)原理，唯有通過這樣的方式才能更好地被學(xué)生理解。同樣，這些計算機科學(xué)原理本就是脫離機器而存在的。就像二進制原理的出現(xiàn)遠在計算機發(fā)明之前，而信息糾錯、密碼協(xié)議、排序算法本身又與機器何干呢？

對信息技術(shù)課來說，如何看待“不插電的計算機科學(xué)”的價值，完全取決于如何看待計算機科學(xué)在信息技術(shù)課程中的價值。在計算機科學(xué)思想日益受到重視的今天，對“不插電的計算機科學(xué)”，我們何妨一試呢？