Programowanie dla dzieci

Programowanie Książki i Kursy Online

Zajęcia dodatkowe dla twojego dziecka

Nauka języka angielskiego, karate, taniec, gra na gitarze, a może właśnie programowanie – co wybrać ?

W dzisiejszym świecie rodzice często stoją przed dylematem, jakie zajęcia wybrać dla swoich dzieci, jakie umiejętności pomóc im rozwijać oraz co przyda się im w przyszłości i wpłynie pozytywnie na ich rozwój. Znajomość języka angielskiego to podstawa, każdy rodzic to wie. Bez znajomości języka angielskiego ciężko poradzić sobie w dorosłym życiu. 

Przez ostatnie 20 – 30 lat świat się bardzo zmienił. W tej chwili technologie informatyczne są obecne w prawie każdej dziedzinie życia. Większość osób ma smartfona, wypłaca pieniądze z bankomatu, jeździ samochodem, opłaca rachunki przez internet. Niektórzy latają samolotem na zagraniczne wakacje, a dzieci lubią grać w gry komputerowe.

Na co dzień nie zdajemy sobie z tego sprawy, ale wszędzie otaczają nas programy. Każde urządzenie podłączone do prądu posiada program, który steruje jego działaniem. W telefonach korzystamy z różnych aplikacji napisanych przez programistów, które służą do wysyłania smsów, do robienia zdjęć, do grania itp.  Pracą bankomatu steruje program. Każdy współczesny samochód jest wyposażony w elektronikę, która działa w oparciu o zainstalowane oprogramowanie. Za działanie każdego z tych urządzeń odpowiada program napisany przez jakiegoś programistę. W prawie każdej pracy korzystamy z komputera, wprowadzamy do niego dane.

Nie wrócimy już do czasów sprzed rewolucji informatycznej. Dlatego w tej chwili nauka programowania jest równie ważna jak nauka języka obcego. Poza zapewnieniem dziecku lepszej przyszłości, wpływa pozytywnie na jego rozwój.

Pomaga kształtować charakter jak i umiejętności. Pisanie własnych programów to proces twórczy, który wymaga poszukiwania nowych rozwiązań,  odkrywania nowych ścieżek oraz podążania za innowacyjnymi pomysłami. Uczy myślenia logicznego oraz rozwija takie cechy jak kreatywność i ciekawość świata.

Programowanie to także ćwiczenie charakteru. Uczy cierpliwości i wytrwałości w dążeniu do celu. Pokonywanie trudności dodaje wiary w siebie i własne możliwości. Każdy zrealizowany projekt daje wiele radości i satysfakcji.

 

Programowanie dla dzieci - od czego zacząć? Jaki język wybrać ?

Jest wiele języków programowania. Za najłatwiejszy do nauki język programowania jest uznawany Python. Jest on najczęściej wybierany jako język do nauki programowania dla dzieci.

Język C++ z kolei jest językiem trudniejszym. Wśród programistów panuje opinia, z którą się zgadzam, że jeśli ktoś zacznie naukę od tego języka, to później nauczy się następnego z łatwością. Języki są do siebie podobne, mają wspólne elementy. Nauczysz się języka C++ z łatwością przejdziesz na język C#, Javę, Python itd.

Programowanie dla dzieci - Python

Elementarz młodego programisty Python – to podręcznik, który umożliwia szybkie i łatwe rozpoczęcie nauki programowania. Przeznaczony jest dla dzieci w wieku 9 -18 lat.

Podzielony jest na 28 lekcji. Każda lekcja to osobne zagadnienie. Każde zagadnienie jest omówione na przykładzie. Każda linijka kodu jest od razu wyjaśniona. Przykłady są na tyle krótkie i proste, a przy tym zaprezentowane w przejrzysty sposób (przy użyciu elementów graficznych), że bardzo łatwo i szybko można je zrozumieć. Tak, aby każde dziecko, mogło sobie poradzić z nauką z tego podręcznika.

Poniżej przykładowa lekcja i ilustracje z książki.

Programowanie w Pythonie - przykładowa lekcja z Elementarza

Naukę programowania zaczynamy od funkcji print wyświetlającej na ekran napisy. Poznajemy różne sposoby wyświetlania napisów. Dowiadujemy się również, co to są komentarze i jak je zapisywać w języku Python.

Programowanie dla dzieci i młodzieży Python Lekcja 1 Pierwszy program
Programowanie dla dzieci i młodzieży Python Lekcja 1 Pierwszy program 2
Przykładowa lekcja programowania dla dzieci w pythonie

Programowanie w Pythonie - ilustracje z podręcznika

Ilustracje znajdujące się w podręczniku pozwalają dziecku wyobrazić sobie zagadnienia programistyczne na przykładzie z życia codziennego. Dzięki temu dziecko łatwiej zapamięta materiał. Skojarzy sobie z konkretną sytuacją.

Dodatkowo ilustracje mają zachęcić dziecko do nauki programowania i pokazać, że to jest też zabawa, że programowanie jest fajne.

Programowanie dla dzieci w języku C++

Elementarz młodego programisty Język C++ – to podręcznik do nauki programowania dla dzieci w wieku 10 -18 lat.

Zawiera 30 lekcji, napisanych przystępnym, zrozumiałym słownictwem. Każda lekcja zawiera przykłady, które są bardzo dokładnie omówione. Każda lekcja to osobne zagadnienie programistyczne. Niektóre tematy są zaprezentowane również na ilustracji.

Zawiera takie zagadnienia:
  • wprowadzenie do programowania – wyjaśnienie podstawowych pojęć: biblioteka programistyczna, kompilacja, linkowanie, kod źródłowy…
  • biblioteka iostream (cout, cin), zmienne, typy,
  • instrukcje warunkowe i pętle, operatory,
  • tablice, referencje, wskaźniki
  • tworzenie własnych funkcji
  • elementy programowania obiektowego: wprowadzenie do tematu, klasy, struktury, unie, dziedziczenie, polimorfizm.
Poniżej znajduje się przykładowa lekcja i ilustracje z książki.
 

Programowanie w języku C++ - przykładowa lekcja z Elementarza

Pierwsza lekcja z podręcznika zawiera omówienie budowy programu w języku C++. Dowiadujemy się co to są komentarze, do czego służy biblioteka iostream, jak wyświetlić napis na okno konsoli.

Przed lekcją pierwszą w Elementarzu znajduje się rozdział wprowadzający do programowania. Dowiadujemy się jak uruchomić pierwszy program, oraz poznajemy podstawowe pojęcia, które będą wykorzystywane w książce.

Nauka programowania dla dzieci Lekcja 1
Nauka programowania dla dzieci w języku C++ przykładowa lekcja

Programowanie w języku C++ - ilustracje z podręcznika

Przykładowe ilustracje z podręcznika pokazują instrukcje wyboru if, definicje tablicy na przykładzie wagonów pociągu oraz zastosowanie pętli while na przykładzie chomika biegnącego w kołowrotku.

Książka Nauka programowania dla dzieci Ilustracja
Nauka programowania język C++ Ilustracja
Ilustracja Książka do nauki dla dzieci

Kurs online: Programowanie dla dzieci w języku C++

Kurs online do nauki programowania dla dzieci jest dostępny na platformie e-learningowej.

Każde dziecko może zobaczyć, jak się programuje i uruchamia programy w środowisku programistycznym Replit. W każdej lekcji piszemy program, który pokazuje na przykładzie omawiane zagadnienie. Na końcu każdej lekcji są zadania do samodzielnego przećwiczenia tematu. Rozwiązania wszystkich zadań znajdują się w materiałach dołączonych do kursu. 

Dodatkowo kurs zawiera zadania wraz z rozwiązaniami, pochodzące z różnych etapów kształcenia szkolnego.

Poniżej znajdują się dwie przykładowe lekcje. Zapraszam do zapoznania się z materiałami.

Programowanie w języku C++ - przykładowe lekcje z kursu online

W lekcji tej poznajemy budowę programu i podstawowe pojęcia programistyczne. Uruchamiamy pierwszy program.

Poniższa lekcja jest wprowadzeniem do programowania obiektowego. Dowiadujemy się co to jest klasa, obiekt oraz na czym polega dziedziczenie.

Podsumowanie

Warto uczyć dzieci programowania. Dziecko rozwinie swoje zdolności, nabędzie nowych umiejętności, będzie czuć się pewniej w dorosłym życiu. Odpowiednio przygotowane materiały, dostosowane do wieku dziecka nie tylko ułatwią mu start ale i zachęcą do nauki i dalszego rozwoju.

Wprowadzenie do programowania obiektowego

Programowanie obiektowe dla początkujących

Na czym polega programowanie obiektowe ?

Programowanie obiektowe polega na opisywaniu świata rzeczywistego przy użyciu obiektów.

Załóżmy, że mamy za zadanie napisać program zawierający informacje dotyczące uczniów w pewnym mieście.

Wybierzmy sobie trzech uczniów, każdy ma pewne cechy indywidualne: imię, nazwisko, wzrost, waga, wiek, ulubiony przedmiot, chodzi do określonej szkoły. Każdy może wykonywać pewne czynności np. uczeń może się przedstawić. Zobaczmy to na schemacie poniżej:

Programowanie obiektowe - wprowadzenie
Każdy z tych uczniów w świecie programowania będzie osobnym obiektem. Mamy więc trzy obiekty: Uczeń 1, Uczeń 2, Uczeń 3. Każdy z uczniów posiada: imię, nazwisko, wzrost, waga, wiek, ulubiony przedmiot, chodzi do określonej szkoły i może się też przedstawić.

Np.
Uczeń 1 powie: „Mam na imię Roksana, mam 12 lat”
Uczeń 2 powie: „Jestem Julian Kowalski, mam 11 lat”

Cechy i zachowania (czynności), które mają te obiekty, są wspólne i możemy je pogrupować w jeden szablon. Taki szablon nazywamy klasą.

Klasa dla naszych obiektów: Uczeń 1, Uczeń 2, Uczeń 3 będzie wyglądać następująco:

Możemy zatem powiedzieć, że klasa to zestaw pewnych cech (właściwości) i czynności (funkcji) opisujących obiekty.

Programowanie obiektowe: obiekt i klasa

Obiektem w świecie rzeczywistym może być konkretny przedmiot, osoba, zwierzę, zjawisko, które posiada własne cechy, i może wykonywać pewne czynności np. Opel Astra 4 z silnikiem diesla, telefon komórkowy Samsung Galaxy S6, student Jan Kowalczyk, uczennica Maria Szymańska, kot o imieniu Stefan itp.

Klasą zaś w świecie rzeczywistym jest odpowiednio: samochód, telefon komórkowy, student, uczeń, kot.

Programowanie obiektowe: dziedziczenie

Wróćmy teraz do naszej klasy Uczeń. Stwórzmy kolejną klasę o nazwie Student. Mamy zatem dwie klasy przedstawione na schemacie poniżej:

Obie te klasy mają cechy i czynności wspólne. Są to cechy: imię, nazwisko, wzrost, waga, wiek i czynność: przedstaw się.

Każda z tych klas ma swoje cechy indywidualne. Klasa Uczeń posiada właściwości: ulubiony przedmiot i szkoła, a klasa Student właściwości: kierunek studiów i uczelnia.

Zauważmy, że cechy takie jak imię, nazwisko, wzrost, waga, wiek  nie dotyczą tylko ucznia, czy studenta, ale określają wszystkie osoby. Cechy te możemy zapisać w postaci jednej wspólnej klasy o nazwie Osoba.

Programowanie obiektowe Klasa bazowa Osoba

Załóżmy, że w naszym programie, chcemy stworzyć więcej obiektów, nie tylko klasy Uczeń i Student, ale i Taksówkarz, Programista czy Malarz. Definiując te klasy, zamiast w każdej z nich pisać wiele razy te same cechy i czynności, możemy skorzystać z klasy Osoba (odziedziczyć po niej wspólne składniki)  i dopisać w każdej z klas jedynie składniki wyróżniające je. Możemy to zobaczyć na poniższym schemacie

Klasa, po której dziedziczymy składniki, nazywamy klasą bazową. A klasy, które dziedziczą po klasie bazowej, nazywamy klasami pochodnymi.

 

Podsumowanie

Programowanie obiektowe nie jest takie skomplikowane, jak się początkowo wydaje. Najtrudniejsze jest zrozumienie czym jest klasa i obiekt oraz na czym polega dziedziczenie. Ten krok mamy już za sobą. Możemy teraz przejść do poznawania zasad tworzenia klas i obiektów w konkretnym języku programowania.

Artykuł ten powstał na podstawie jednego z rozdziałów z książki do nauki programowania: Elementarz młodego programisty Język C++.

W kolejnych rozdziałach pokazane jest, jak definiować klasy, tworzyć obiekty, korzystać z dziedziczenia  przy użyciu  języka programowania C++.

Algorytmy i schematy blokowe

Algorytmy i schematy blokowe - wstęp do programowania

Algorytmy wydają się być zagadnieniem bardzo skomplikowanym. Nic bardziej mylnego. Algorytmy są obecne w naszym życiu na każdym kroku, tylko nie zdajemy sobie z tego sprawy. Każdy, niezależnie od wieku, może nauczyć się tworzenia algorytmów. To naprawdę łatwe. A korzyści jest wiele. Nauka algorytmiki rozwija umiejętności: logicznego myślenia, analizowania i rozwiązywania problemów.

Algorytmy - przykłady z życia codziennego

Przepis na babeczki z czekoladą

Krok 1. Przygotuj składniki
Krok 2 . Wymieszaj w misce wszystkie suche składniki: mąka, cukier, cukier waniliowy, proszek do pieczenia.
Krok 3.  Dodaj wszystkie składniki płynne: Jajko, olej, mleko.
Krok 4.  Ciasto dokładnie wymieszaj do uzyskania jednolitej masy.
Krok 5. Nałóż po łyżce ciasta do każdej foremki, na środku każdej babeczki wetknij po kostce czekolady
Krok 6. Czekoladę przykryj dodatkową porcją ciasta, aby wypełniło ¾ wysokości foremki.
Krok 7. Piecz w 180 °C przez 25-30 minut

Zakupy - schemat blokowy

Algorytm - Schemat blokowy - zakupy

Pierwsza pomoc - schemat blokowy

Co to jest właściwie algorytm ?

Algorytm jest to zestaw kroków (czynności) prowadzący do rozwiązania pewnego konkretnego problemu (zadania).

Algorytmy możemy przedstawić w postaci opisu wykonywanych kroków lub w postaci schematów blokowych.

Co musi posiadać algorytm (właściwości) ?

  1. Algorytm wymaga podania jakiś danych wejściowych, czyli początkowych wartości.
  2. Każdy krok algorytmu musi być precyzyjnie zdefiniowany.
  3. Musi kończyć się po pewnej skończonej liczbie kroków.
  4. Na zakończenie oczekujemy na wyjściu jakiegoś rezultatu (wyniku).
  5. Dane wyjściowe często są uzależnione od danych jakie podaliśmy na wejściu.

Jakie są rodzaje algorytmów ?

  1. Algorytm liniowy (sekwencyjny) – jest to zestaw poleceń wykonywanych jeden po drugim, w kolejności w jakiej zostały zapisane.
Przykład:
Problem (zadanie): Napisz algorytm wyliczający sumę dwóch liczb.
Dane wejściowe do algorytmu: Liczba1, Liczba2
Dane wyjściowe (oczekiwany wynik): Suma dwóch liczb

Krok 1: Start
Krok 2: Podaj pierwszą liczbę (wczytaj z klawiatury Liczba1).
Krok 3: Podaj drugą liczbę (wczytaj z klawiatury Liczba2).
Krok 4: Oblicz sumę dwóch liczb: Suma = Liczba1 + Liczba2
Krok 5: Wyświetl sumę.
Krok 6: Koniec
  1. Algorytm rozgałęziony (zawierający wybór) – jest to taki algorytm, w którym wykonanie operacji opiera się na pewnym warunku. Jeśli warunek jest spełniony przechodzimy do jednej gałęzi, jeżeli nie jest spełniony to do innej gałęzi.
    W językach programowania zazwyczaj odnosi się do instrukcji if (jeśli), lub instrukcji switch.
    Na schematach blokowych pole wyboru jest zaprezentowane w postaci pola o kształcie rombu.
Przykład:
Problem (zadanie): Znajdź największą z dwóch liczb.
Dane wejściowe do algorytmu: Liczba1, Liczba2
Dane wyjściowe (oczekiwany wynik): Większa liczba – Max

Krok 1: Start
Krok 2: Podaj pierwszą liczbę (wczytaj z klawiatury Liczba1).
Krok 3: Podaj drugą liczbę (wczytaj z klawiatury Liczba2).
Krok 4: Jeśli Liczba1 jest większa od Liczba2, to Max = Liczba1
Krok 5: Jeśli Liczba2 jest większa od Liczba1, to Max = Liczba2
Krok 6: Wyświetl większą liczbę (max).
Krok 7: Koniec
  1. Algorytm iteracyjny (zawierający pętle) – wykorzystywany jest w przypadkach, gdy pewne instrukcje trzeba wykonywać wielokrotnie. Ilość wykonań uzależniona jest od spełnienia warunku w pętli.
    W językach programowania są to pętle while, for i do…while .
    Na schematach blokowych pętlę wskazuje strzałka wstecz.
    Przebieg pętli nazywamy iteracją. Bardzo ważne jest, aby warunek zakończenia pętli został spełniony po pewnej liczbie iteracji. W przeciwnym wypadku pętla będzie nieskończona. Spowoduje to zawieszenie się programu.
Przykład:
Problem (zadanie): napisz algorytm, który wyświetli liczby z pewnego zakresu (n, m)
Dane wejściowe do algorytmu: zakres (n, m)
Dane wyjściowe (oczekiwany wynik): Liczby z przedziału (n, m)

Krok 1: Start
Krok 2: Podaj dolny zakres (wczytaj z klawiatury n)
Krok 3: Podaj górny zakres (wczytaj z klawiatury m)
Krok 4: Wypisz n
Krok 5: Zwiększ liczbę n o 1
Krok 6: Jeżeli liczba n <= m to idź do kroku 4 w przeciwnym wypadku idź do kroku 7
Krok 7: Koniec

Schematy blokowe

Służą do graficznego zaprezentowania algorytmów. Składają się z pewnego zestawu elementów (symboli).

Podstawowe symbole powszechnie stosowane do tworzenia schematów to:

Algorytm Schemat blokowy Start End

Oznacza początek lub koniec algorytmu.

Oznacza proces, zazwyczaj są to działania, obliczenia, podstawienia.

Algorytm Schemat blokowy Wczytywanie danych

Oznacza operacje wejścia /wyjścia – wczytywanie danych z klawiatury i wyświetlanie na ekran.

Algorytm schemat blokowy Wybór

Oznacza pole wyboru. Umieszczamy w nim jakiś warunek. Z wierzchołków rombu wyprowadzamy dwie strzałki. 

Algorytm schemat blokowy arrow

Pokazują kierunek wykonywania poszczególnych kroków.

Algorytm wyliczania średniej arytmetycznej

Średnia arytmetyczna to suma liczb podzielona przez ich liczbę.

Średnią arytmetyczną wyliczamy według wzoru:

Średnia arytmetyczna wzór

Algorytm w formie opisowej

Krok 1. Start
Krok 2. Wczytaj ilość liczb do zmiennej n.
Krok 3. Ustaw zmienną suma na 0 ( Suma = 0 ) oraz indeks i = 1.
Krok 4. Jeśli pobrano wszystkie liczby, czyli   i = n, to wówczas przejdź do kroku 6, w przeciwnym wypadku idź do kroku 5.
Krok 5. Pobierz liczbę i dodaj ją do sumy, zwiększ indeks i o 1. Przejdź do kroku 4.
Krok 6. Wylicz średnią jako iloraz sumy i ilości liczb n.
Krok 7. Wypisz na ekranie średnią.
Krok 8. Koniec

Schemat blokowy

Algorytm Schemat blokowy Średnia arytmetyczna
Program Replit Średnia arytmetyczna cpp

Podsumowanie

Nauka tworzenia algorytmów nie jest taka trudna, jak się początkowo wydaje. Algorytmy są obecne w naszym życiu na każdym kroku. Cała trudność polega na dostrzeżeniu analogii między algorytmami z życia codziennego, a tymi ze świata matematyki. Gdy to zauważymy, projektowanie algorytmów do problemów matematycznych nie będzie już takie skomplikowane. Opanowanie ich oraz schematów blokowych to pierwszy krok do nauki programowania.

Co dalej...

Jeśli zainteresował Cię ten artykuł, zachęcamy do zapoznania się z naszymi kursami i książkami.

 

Wprowadzenie do programowania w języku C++

Zaczynając swoją przygodę z programowaniem warto zapoznać się z podstawowymi pojęciami programistycznymi i zrozumieć, co one oznaczają. Zajmijmy się w pierwszej kolejności budową programu. Na początku uruchomimy środowisko programistyczne i utworzymy nasz pierwszy projekt w języku C++. Bez względu na to jakie środowisko programistyczne wybierzemy (Visual Studio, Replit lub inne), to zostanie wygenerowany pewien początkowy program. Ma on następującą postać:
Wprowadzenie do programowania w języku C++
Kod pierwszego programu w środowisku Visual Studio

Gdy spojrzymy na wygenerowany pierwszy program, to zauważymy, że poszczególne słowa są podświetlone różnymi kolorami. Jest to tzw. podświetlenie (pokolorowanie) składni. Środowiska programistyczne takie jak Visual Studio  zapewniają taką funkcjonalność, aby program był bardziej czytelny i zrozumiały dla programisty.

Kolorem zielonym są oznaczone komentarze do programu. Możemy tam napisać np. autora programu, kiedy został utworzony program i inne informacje, które wydają się nam przydatne.

Kolorem niebieskim są oznaczone słowa kluczowe, są to inaczej słowa zastrzeżone. Oznacza to, że nie możemy z nich korzystać, tworząc własne nazwy w programie.

Kolor bordowy jest z kolei zarezerwowany dla danych tekstowych.

Przy tworzeniu własnych programów korzystamy z bibliotek. Biblioteka programistyczna jest to plik, który dostarcza nam gotowe podprogramy, funkcje, dane, typy danych, które możemy użyć w naszym programie.

Biblioteki takie dołączamy na początku programu po słowie #include.

Bardzo często używanym pojęciem jest kod źródłowy. To nie jest nic innego, jak kod naszego programu.

Program napisany w języku programistycznym jest niezrozumiały dla komputera. Aby komputer go zrozumiał, musi zostać przetłumaczony na język maszyny. Służy do tego kompilator. Jest to narzędzie, które jest dostarczone przez każde środowisko programistyczne. W Visual Studio dostępne jest z menu Kompilowanie => Kompiluj rozwiązanie. Podczas kompilowania sprawdzany jest kod programu, czy jest napisany poprawnie. Jeśli są jakieś błędy, to wówczas kompilator je nam wyświetli w oknie Dane Wyjściowe.

Gdy program zostanie skompilowany, dostaniemy wersję zrozumiałą dla komputera, ale jeszcze niepełną. Brakuje bibliotek programistycznych, które dołączyliśmy do naszego programu. Narzędzie służące do dołączania bibliotek nazywa się linkerem, a sam proces dołączania linkowaniem. Po wykonaniu linkowania otrzymujemy program, który nadaje się do uruchomienia. Ma on rozszerzenie exe , czyli jest to plik wykonywalny. W przypadku naszego programu jest to plik o nazwie PierwszyProgram.exe.

W Visual Studio nie mamy  dostępnej opcji wykonania samego linkowania. Gdy wybierzemy z menu Debugowanie => Uruchom bez debugowania, to zostanie uruchomiony proces kompilacji i linkowania, i jeśli wszystko przebiegnie bezbłędnie, to zostanie uruchomiony program.