“不插電的計算機科學”，你試過嗎？

魏寧

什么是“不插電的計算機科學”？你可以把“不插電的計算機科學”當作一本書，它也確實是由來自新西蘭的一位大學教授和兩位中學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，借助書中所設計的活動，“不插電的計算機科學”旨在向各年齡群體——從孩子到老人——推廣、普及計算機科學知識，目的是讓大家了解并且喜歡上計算機科學。最重要的是，既然是“不插電”，那么，所有學習計算機科學的方法必須要——不用計算機。

就以二進制數字轉換規律為例，“不插電的計算機科學”為我們設計了一個有趣的多人合作游戲。首先，準備好5張卡片，卡片上分別寫下數字16、8、4、2、1，即從2的零次方到4次方。規定卡片上有數字的正面代表1，沒有數字的反面代表0。準備好后，由5位學生各持一張卡片站在講臺上，按降序排好。其他同學可以任意說出一個數字（當然是2的5次方以內），臺上的5位學生必須靠自己的心算能力和合作能力，把組成這個數字的卡片翻轉過來。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，就會得到相應的二進制數字。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字轉換的方法。

再比如，為了體驗網絡中的“死鎖”，“不插電的計算機科學”為我們設計了一個“橘子游戲”。游戲中，5個學生從A到E編號，圍坐成一圈。除了一個學生手中拿到1個橘子外，其余的學生每人手中都有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2個橘子。游戲規則是：每個學生只允許從他左右的學生手中傳遞橘子，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”，充斥著各種各樣的奇思妙想。在五花八門的道具背后，計算機科學原理被鑲嵌在一道道謎題、一個個游戲之中，既挑戰你的智力，又教給你科學的道理。讓你陷入其中、不能自拔，深深地迷戀上計算機科學。

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

第二種態度是：“不插電的計算機科學”的本質不是別的，正如它字面的意思，雖然被包裹在謎題、游戲之中，呈現出的依然是計算機科學知識。如果我們把計算機科學作為信息技術課的目標之一，那么，“不插電的計算機科學”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味品，而是課程內容的有力補充。恰恰因為，對于某些計算機科學原理，唯有通過這樣的方式才能更好地被學生理解。同樣，這些計算機科學原理本就是脫離機器而存在的。就像二進制原理的出現遠在計算機發明之前，而信息糾錯、密碼協議、排序算法本身又與機器何干呢？

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