Il modo migliore per insegnare a un principiante a programmare? [chiuso]

Domanda originale

Sono attualmente impegnato a insegnare a mio fratello a programmare. È un principiante assoluto, ma molto intelligente. (E in realtà vuole imparare). Ho notato che alcune delle nostre sessioni si sono impantanate in piccoli dettagli e non mi sento molto organizzata. ( Ma le risposte a questo post hanno aiutato molto. )

Cosa posso fare di meglio per insegnargli efficacemente? Esiste un ordine logico che posso usare per scorrere concetto per concetto? Ci sono complessità che dovrei evitare fino a dopo?

La lingua con cui stiamo lavorando è Python , ma i consigli in qualsiasi lingua sono i benvenuti.

Come aiutare

Se ne hai di buoni, aggiungi quanto segue nella tua risposta:

• Esercizi per principianti e idee di progetto
• Risorse per insegnare ai principianti
• Screencast / post di blog / e-book gratuiti
• Stampa libri adatti ai principianti

Descrivi la risorsa con un link in modo che io possa dare un'occhiata. Voglio che tutti sappiano che sto sicuramente usando alcune di queste idee. I tuoi invii verranno aggregati in questo post.

Risorse online per insegnare ai principianti:

• Una dolce introduzione alla programmazione con Python
• Come pensare come uno scienziato informatico
• Alice: un programma 3d per principianti
• Scratch (un sistema per sviluppare competenze di programmazione)
• Come progettare programmi
• Struttura e interpretazione dei programmi per computer
• Impara a programmare
• Come leggere un programmatore di Robert Read
• Microsoft XNA
• Genera la prossima generazione di hacker
• Lezioni di informatica COMP1917 di Richard Buckland (richiede iTunes)
• Tuffati in Python
• Python Wikibook
• Project Euler - problemi di esempio (principalmente matematici)
• pygame - una semplice libreria Python per la creazione di giochi
• Inventa i tuoi giochi per computer con Python
• Fondamenti della programmazione per un prossimo passo oltre le basi.
• Squeak di esempio
• Snake Wrangling For Kids (Non è solo per i bambini!)

Libri di stampa consigliati per insegnare ai principianti

• C ++ accelerato
• Programmazione Python per il principiante assoluto
• Codice di Charles Petzold
• Python Programming: An Introduction to Computer Science 2nd Edition

Ho dovuto lavorare con diversi programmatori principianti (non ho mai scritto una riga di codice) e in autunno farò un seminario post-scuola con studenti delle scuole superiori. Questa è la cosa più vicina alla documentazione. È ancora in fase di elaborazione, ma spero che sia di aiuto.

1) FizzBuzz. Inizia con i programmi da riga di comando. Puoi scrivere giochi o strumenti divertenti molto rapidamente e apprendi molto rapidamente tutte le funzionalità della lingua senza dover prima imparare gli strumenti della GUI. Queste prime app dovrebbero essere abbastanza semplici da non dover utilizzare alcun vero strumento di debug per farle funzionare.

Se non altro cose come FizzBuzz sono buoni progetti. Le tue prime app non dovrebbero avere a che fare con DB, file system, configurazione, ecc. Questi sono concetti che confondono la maggior parte delle persone e quando stai imparando la sintassi e le funzionalità del framework di base non hai davvero bisogno di più complessità.

Alcuni progetti:

• Ciao mondo!
• Prendi l'anno della mia nascita e calcola la mia età (solo (ora - allora) nessuna correzione mensile). (matematica semplice, input, output)
• Chiedere una direzione (Su, Giù, Sinistra, Destra), quindi dire all'utente il proprio destino (cadere in una buca, trovare una torta, ecc.). (Logica booleana)
• FizzBuzz, ma conta una volta al secondo. (Loop, timer e più logica)
• A seconda della loro età ad alcuni piace davvero un'app che chiama gli utenti un insulto casuale a un certo intervallo. (Loop, array, timer e random se si rende casuale l'intervallo)

2) Progetto semplice Una volta che hanno una buona conoscenza delle funzionalità del linguaggio, puoi avviare un progetto (i giochi semplici e divertenti funzionano bene.). Dovresti provare a completare il primo progetto entro 6-12 ore. Non perdere tempo a progettarlo presto. Lascia che lo progettino anche se fa schifo. Se cade a pezzi, parla di quello che è successo e del motivo per cui ha fallito, quindi scegli un altro argomento e ricomincia.

È qui che inizi a introdurre le funzionalità di debug dei tuoi strumenti. Anche se riesci a vedere il problema leggendo il codice, dovresti insegnare loro come utilizzare gli strumenti e quindi mostrare loro come potresti vederlo. Ciò ha il duplice scopo di insegnare gli strumenti di debug e insegnare come identificare gli errori senza strumenti.

Una volta, o se, il progetto diventa funzionale, puoi usarlo per introdurre strumenti di refactoring. Va bene se puoi quindi espandere il progetto con alcune semplici funzionalità che non hai mai pianificato. Questo di solito significa refactoring e debugging significativo, dal momento che pochissime persone scrivono anche a metà codice decente per la prima volta.

Alcuni progetti:

• Gioco dell'impiccato
• Sperimentare con la robotica ( Vex e Mindstorms sono opzioni)

3) Progetto reale Avvia un progetto reale che potrebbe richiedere del tempo. Usa il controllo del codice sorgente appropriato e cerca di avere un programma. Gestisci questo progetto come un vero progetto, se non altro la sua buona esperienza deve avere a che fare con gli strumenti.

Ovviamente devi adattarlo per ogni persona. La cosa più importante che ho trovato è far applicare anche le prime semplici app a ciò che la persona è interessata.

Alcuni progetti:

• Tetris
• Motore di blog basato su file di testo
• Lavori di robotica più avanzati

Potresti provare ad usare Alice . È un programma 3D progettato per l'uso in classi di programmazione introduttiva.

I due maggiori ostacoli per i nuovi programmatori sono spesso:

• errori di sintassi
• motivazione (scrivere qualcosa di significativo e divertente piuttosto che inventato)

Alice usa un'interfaccia drag and drop per costruire programmi, evitando la possibilità di errori di sintassi. Alice ti consente di costruire mondi 3D e avere il controllo del codice (semplice) personaggi e animazioni 3D, che di solito è molto più interessante dell'implementazione di elenchi collegati.

I programmatori esperti possono guardare Alice come un giocattolo e deridere il trascinamento di righe di codice, ma la ricerca mostra che questo approccio funziona.

Disclaimer: ho lavorato su Alice.

Raccomando Logo (aka la tartaruga) per mettere giù i concetti di base. Fornisce una buona sandbox con feedback grafico immediato e puoi dimostrare loop, variabili, funzioni, condizionali, ecc. Questa pagina offre un eccellente tutorial.

Dopo il logo, passa a Python o Ruby. Raccomando Python, in quanto basato su ABC, che è stato inventato allo scopo di insegnare la programmazione.

Quando insegno alla programmazione, devo dare seguito al suggerimento di EHaskins di progetti semplici e poi progetti complessi. Il modo migliore per imparare è iniziare con un risultato definito e un traguardo misurabile. Mantiene le lezioni focalizzate, consente allo studente di sviluppare abilità e quindi sviluppare quelle abilità e dà allo studente qualcosa da mostrare agli amici. Non sottovalutare il potere di avere qualcosa da mostrare per il proprio lavoro.

Teoricamente, puoi rimanere con Python, poiché Python può fare quasi tutto. È un buon veicolo per insegnare la programmazione orientata agli oggetti e (la maggior parte) degli algoritmi. Puoi eseguire Python in modalità interattiva come una riga di comando per avere un'idea di come funziona, oppure eseguire interi script contemporaneamente. È possibile eseguire gli script interpretati al volo o compilarli in file binari. Esistono migliaia di moduli per estendere la funzionalità. Puoi creare una calcolatrice grafica come quella in bundle con Windows, oppure puoi creare un client IRC o qualsiasi altra cosa.

XKCD descrive un po 'meglio la potenza di Python:

Dopo puoi passare a C # o Java, anche se non offrono molto di quello che Python non ha già. Il vantaggio di questi è che usano la sintassi in stile C, che molti linguaggi (oserei dire di più?) Usano. Non devi preoccuparti ancora della gestione della memoria, ma puoi abituarti ad avere un po 'più libertà e meno padronanza dell'interprete linguistico. Python applica spazi bianchi e rientri, il che è bello per la maggior parte del tempo ma non sempre. C # e Java ti consentono di gestire il tuo spazio bianco rimanendo fortemente tipizzato.

Da lì, lo standard è C o C ++. La libertà in queste lingue è quasi esistenziale. Ora sei responsabile della tua gestione della memoria. Non esiste una raccolta rifiuti per aiutarti. Qui è dove si insegnano algoritmi davvero avanzati (come mergesort e quicksort). Qui è dove impari perché "errore di segmentazione" è una parolaccia. Qui è dove si scarica il codice sorgente del kernel Linux e si guarda nell'Abisso. Inizia scrivendo un buffer circolare e uno stack per la manipolazione delle stringhe. Quindi sali su.

Un buon corso su Python è A Gentle Introduction of MIT's Programming at Python . È tutto online gratuitamente e non devi essere un esperto del MIT per capirlo.

Modifica [ Justin Standard ]

Questo corso utilizza questo libro online gratuito: Come pensare come uno scienziato informatico Lo
trovo sicuramente abbastanza utile.

Pacchetto Python VPython - Programmazione 3D per Ordinary Mortal ( video tutorial ).

Esempio di codice:

from visual import *

floor = box (pos=(0,0,0), length=4, height=0.5, width=4, color=color.blue)
ball = sphere (pos=(0,4,0), radius=1, color=color.red)
ball.velocity = vector(0,-1,0)
dt = 0.01

while 1:
    rate (100)
    ball.pos = ball.pos + ball.velocity*dt
    if ball.y < ball.radius:
        ball.velocity.y = -ball.velocity.y
    else:
        ball.velocity.y = ball.velocity.y - 9.8*dt

VPython bouncing ball http://vpython.org/bounce.gif

Inizia con la grafica Turtle in Python.

Vorrei usare la grafica tartaruga che viene fornita di serie con Python. È visivo, semplice e potresti usare questo ambiente per introdurre molti concetti di programmazione come iterazione e chiamate di procedura prima di entrare troppo nella sintassi. Considera la seguente sessione interattiva in Python:

>>> from turtle import *
>>> setup()
>>> title("turtle test")
>>> clear()
>>>
>>> #DRAW A SQUARE
>>> down()        #pen down
>>> forward(50)   #move forward 50 units
>>> right(90)     #turn right 90 degrees
>>> forward(50)
>>> right(90)
>>> forward(50)
>>> right(90)
>>> forward(50)
>>>
>>> #INTRODUCE ITERATION TO SIMPLIFY SQUARE CODE
>>> clear()
>>> for i in range(4):
        forward(50)
        right(90)
>>>
>>> #INTRODUCE PROCEDURES   
>>> def square(length):
        down()
        for i in range(4):
            forward(length)
            right(90)
>>>
>>> #HAVE STUDENTS PREDICT WHAT THIS WILL DRAW
>>> for i in range(50):
        up()
        left(90)
        forward(25)
        square(i)
>>>
>>> #NOW HAVE THE STUDENTS WRITE CODE TO DRAW
>>> #A SQUARE 'TUNNEL' (I.E. CONCENTRIC SQUARES
>>> #GETTING SMALLER AND SMALLER).
>>>
>>> #AFTER THAT, MAKE THE TUNNEL ROTATE BY HAVING
>>> #EACH SUCCESSIVE SQUARE TILTED

Nel tentativo di compiere gli ultimi due incarichi, avranno molti tentativi falliti, ma i fallimenti saranno visivamente interessanti e impareranno rapidamente mentre provano a capire perché non ha disegnato ciò che si aspettavano.

La cosa fondamentale è che la persona in questione deve avere qualche problema che desidera risolvere. Se non hai un programma che vuoi scrivere (e qualcosa di sensato e ben definito, non "Voglio scrivere il prossimo terremoto!"), Allora non puoi imparare a programmare, perché non hai nulla per motivarti . Voglio dire, potresti leggere un libro e avere una comprensione approssimativa della sintassi e della semantica di una lingua, ma fino a quando non avrai un programma che vuoi scrivere non afferrerai mai l'ortica.

Se esiste questo impulso, tutto il resto è solo un dettaglio minore.

Non so se qualcuno ha parlato di questo qui, ancora, ma si potrebbe desiderare di controllare Zed Shaw 's imparare Python the Hard Way

Spero che questo ti aiuti

http://tryruby.hobix.com/"> Try Ruby (nel tuo browser)

Come progettare programmi

Struttura e interpretazione dei programmi per computer . Lezioni video su http://www.swiss.ai.mit.edu/classes/6.001/abelson-sussman-lectures/

Questo è un libro fantastico che i miei fratellini imparavano:

http://pine.fm/LearnToProgram/

Naturalmente, la cosa più importante è iniziare IMMEDIATAMENTE un programma reale e utile di qualche tipo dopo aver finito il libro.

Se è interessato, i dettagli minori non sono le parti buone? Usando Python, hai già interrotto la GUI in modo che la confusione scompaia. Perché non scegliere un progetto, un gioco o qualcosa del genere e implementarlo. Il classico gioco d'ipotesi di numeri hi-lo può essere semplicemente implementato dalla riga di comando in 20-30 righe di codice (a seconda della lingua ovviamente) e ti dà variabili, condizioni, loop e input dell'utente.

Gli lasciavo solo scrivere tonnellate di codice. Lascialo guidare in tutto ciò che fai, e sii disponibile a rispondere alle domande.

Che ci crediate o no, dopo alcuni mesi di scritti tonnellate di codice schifoso, inizierà a prendere l'idea e inizierà a scrivere programmi migliori. A quel punto, puoi impantanarti nei dettagli (memoria, ecc.) E parlare anche di principi generali di progettazione.

Ho sentito che ciò che separa i grandi artisti da quelli mediocri è che ogni volta che si esercitano, migliorano qualcosa, non importa quanto piccolo. Lascia che tuo fratello si eserciti e migliorerà ogni volta che si siede alla tastiera.

Modifica: [Justin Standard]

Esteban, questo mi ricorda un recente messaggio di orrore di codifica , e io non credo che tu abbia ragione. Ma penso che valga ancora la pena trovare metodi per guidare la sua pratica. Non c'è dubbio, voglio che scriva tutto il codice che sa come fare. Questo è uno dei motivi per cui sto chiedendo progetti di esempio.

Prima di tutto, inizia come tutti gli altri: con un programma Hello World . È semplice e dà loro una sensazione di base per il layout di un programma. Prova a ricordare a quando avevi programmato per la prima volta e quanto erano difficili alcuni concetti: inizia in modo semplice.

Dopo Hello World, passa alla creazione di alcune variabili di base, l'aritmetica, quindi alla logica booleana e alle istruzioni if ​​/ else. Se hai uno dei tuoi vecchi libri di testo di programmazione, dai un'occhiata ad alcuni dei primi esempi e fagli scorrere quelli. Basta non provare a presentare troppo tutto in una volta, o sarà travolgente e confuso.

Qualcosa di cui dovresti essere molto attento mentre insegni a tuo fratello a programmare è che non deve fare troppo affidamento su di te. Spesso, quando mi trovo ad aiutare gli altri, inizieranno a pensare a me come un libro di risposta a tutte le loro domande e invece di sperimentare per trovare una risposta, mi chiedono semplicemente. Spesso il miglior insegnante è la sperimentazione e ogni volta che tuo fratello ha una domanda del tipo "Cosa accadrà se aggiungo 2 a una stringa?" dovresti dirgli di provarlo e vedere di persona. Inoltre ho notato che quando non riesco a trasmettere un concetto a qualcuno, aiuta a vedere un codice di esempio in cui possiamo guardare ogni segmento individualmente e spiegarlo pezzo per pezzo. Come nota a margine, le persone che non conoscono la programmazione hanno spesso problemi con l'idea della programmazione orientata agli oggetti,

Insegnavo programmazione e tuo fratello ha un vantaggio principale sulla maggior parte dei miei studenti che vuole imparare :)

Se decidi di andare con C un amico ha un sito che ha il tipo di programmi che quelli usati dalle generazioni precedenti ricordano come digitazioni di base. I più complessi usano ncurses che in qualche modo negano il loro uso come sussidio didattico, ma alcuni di loro sono piccole piccole cose e puoi imparare un sacco senza che ti venga insegnato.

Personalmente penso che Python e Ruby farebbero grandi prime lingue.

EDIT: l' elenco dei compiti di programmazione per principianti che appare durante la notte potrebbe essere proprio quello che stai cercando.

Dipende molto dallo stile di apprendimento di tuo fratello. Molte persone imparano più velocemente sporcandosi le mani e semplicemente entrando in essa, cristallizzando i concetti e il quadro generale mentre progrediscono e sviluppano le loro conoscenze.

Io, preferisco iniziare con il quadro generale e approfondire il nocciolo. La prima cosa che volevo sapere era come si adatta tutto, poi tutto quel gobbledygook orientato agli oggetti, poi su classi, istanze e così via. Mi piace conoscere i concetti di base e un po 'di teoria prima di apprendere la sintassi. Ho avuto un piccolo vantaggio perché ho scritto alcuni giochi in BASIC 20 anni fa, ma da allora non c'è molto.

Forse è utile oscurare un processo di produzione iniziando con una dichiarazione di missione generale, quindi un piano e / o diagramma di flusso, quindi elaborando un pseudo codice (inclinandosi verso la sintassi che alla fine userete) prima di scrivere effettivamente il codice.

La regola d'oro qui è capire lo stile di inclinazione del tuo studente.

Se tuo fratello ha accesso a iTunes, può scaricare lezioni video di un corso introduttivo di informatica tenuto da Richard Buckland all'Università del Nuovo Galles del Sud. È un istruttore coinvolgente e copre i fondamenti dell'informatica e del linguaggio C. Se non altro, dì a tuo fratello di riprodurre i video in background e alcuni concetti potrebbero affondare nell'osmosi. :)

COMP1917 Higher Computing - 2008 Session 1 http://deimos3.apple.com/WebObjects/Core.woa/Browse/unsw.edu.au.1504975442.01504975444

Se il collegamento non funziona, ecco un percorso:

Home -> iTunes U -> Ingegneria -> COMP1917 Higher Computing - 2008 Session 1

c'è un wikibook che è abbastanza buono per imparare il pitone .

Non so come siano i wikibook per altre lingue, ma ho imparato personalmente il pitone dal wikibook com'era nel febbraio 2007

ps - se non hai familiarità con i wikibook , è fondamentalmente la versione di Wikipedia per la creazione di libri. è difficile da descrivere, ma se dai un'occhiata ad alcuni dei libri lì sopra vedrai come funziona

Programmazione Python per il principiante assoluto

Programmazione Python per la copertina per principianti assoluti http://safari.oreilly.com/images/1592000738/1592000738_xs.jpg

Penso che Python sia un'ottima idea. Gli darei alcuni compiti di base da svolgere da solo e gli direi che ogni vicolo cieco che può essere risolto probabilmente può essere risolto con un viaggio su Google. Per me, almeno, risolvere un problema da solo lo ha sempre fatto rimanere meglio di qualcuno che mi ha detto la soluzione.

Alcuni possibili progetti (in nessun ordine particolare):

• Simulatore di lancio della moneta. Consenti all'utente di inserire il numero desiderato di prove per il lancio della moneta. Eseguilo e visualizza i risultati insieme alla percentuale di testa o croce.

• Crea un convertitore di temperatura con un menu che accetta l'input dell'utente per scegliere il tipo di conversione che l'utente desidera eseguire. Dopo aver scelto la conversione e averlo fatto, dovrebbe tornare al menu principale.

  Ecco un esempio di convertitore esteso con la stessa idea: http://pastebin.org/6541

• Crea un programma che accetta un input numerico e visualizza il grado di lettera che tradurrebbe. Finirà per valutare l'input rispetto alle istruzioni if ​​ed elif per trovare dove si adatta.

• Fai un semplice quiz che passi attraverso diverse scelte multiple o riempi le domande vuote. Alla fine mostrerà come ha fatto l'utente. Può scegliere tutte le domande che vuole.

• Prendi un input di un numero (presumibilmente grande) di penny e convertilo in tagli più grandi. Ad esempio, 149 penny = 1 dollaro, 1 quarto, 2 dimes e 4 penny.

• Crea un semplice gestore di elenchi. Essere in grado di aggiungere / eliminare elenchi e aggiungere / eliminare voci in tali elenchi. Ecco un esempio di un gestore di liste di Natale: http://pastebin.org/6543

• Crea un programma che costruirà e quindi verificherà se i numeri inseriti formano un quadrato magico (con un array 2D). Ecco un po 'di codice di esempio, ma dovrebbe davvero stampare il quadrato ad ogni passo per mostrare dove si trova l'utente in termini di bulidare il quadrato: http://pastebin.org/6544

Vorrei anche suggerire di fare alcune cose con xTurtle o un altro modulo grafico per mescolare le cose e impedirgli di diventare noioso. Ovviamente, questa è una programmazione molto pratica e non lo scripting per cui molte persone userebbero davvero Python, ma gli esempi che ho dato sono praticamente presi direttamente da quando stavo imparando tramite Python e ha funzionato benissimo per me. In bocca al lupo!

Basta renderlo divertente!

Incredibilmente Scala potrebbe essere il più semplice se provi Kojo

Se a tuo fratello piacciono i puzzle, consiglierei Python Challenge . Non lo userei come strumento di insegnamento formale in un tutorial 1 su 1, ma è qualcosa che può fare quando non sei insieme per sfidare se stesso e divertirsi.

Python Challenge

Dopo aver esaminato alcuni e-book gratuiti, ho scoperto che il miglior libro per imparare a programmare era Head First Programming pubblicato da O'Reily Press. Utilizza Python come lingua e ti offre programmi su cui lavorare fin dall'inizio. Sono tutti più interessanti di "Hello World". Vale la pena spendere i soldi che ho speso per questo, e dato che è stato fuori per un po 'potresti essere in grado di trovare una copia usata più economica su Ebay o Amazon.

Se vuoi insegnare le basi della programmazione, senza essere specifici della lingua, c'è un'applicazione chiamata Scratch che è stata creata in MIT. È progettato per aiutare le persone a sviluppare capacità di programmazione. Man mano che gli utenti creano progetti Scratch, imparano a creare condizioni, loop, ecc. Esiste anche una comunità di progetti scratch, da cui è possibile scaricare i progetti, in questo modo è possibile esplorare i programmi di altre persone e vedere come sono stati costruiti.

Penso che una volta che abbia le basi (variabili, loop, ecc.) Dovresti cercare di aiutarlo a trovare qualcosa di specifico a cui è interessato e aiutarlo a imparare le necessità per farlo accadere. So di essere molto più propenso e motivato a fare qualcosa se mi interessa. Inoltre, assicurati di lasciarlo lottare nonostante alcuni dei problemi più difficili, nulla è più soddisfacente del momento in cui lo risolvi da solo.

Mi è stato insegnato imparando a risolvere i problemi in modo agnostico linguistico usando diagrammi di flusso e PDL (Program Design Language). Dopo un paio di settimane, ho imparato a convertire il PDL che avevo scritto in una lingua. Sono contento di aver imparato in quel modo perché ho trascorso la maggior parte dei miei anni a programmare, a risolvere problemi senza essere legato a una lingua. Quale linguaggio che uso è sempre stato un dettaglio di implementazione e non fa parte del progetto.

Dover risolvere il problema suddividendolo in passaggi di base è un'abilità chiave. Penso che sia una delle cose che separa quelli che possono programmare da quelli che non possono.

Per quanto riguarda il modo in cui affronti l'ordine dei concetti di una lingua, credo che il modo più semplice sia quello di decidere se avere un progetto in mente e affrontare i concetti quando sono necessari. Ciò ti consente di applicarli quando sono necessari su qualcosa che ti interessa fare. Quando impari una lingua è bene avere in mente diversi progetti semplici e alcuni con complessità progressiva. Decidere su questi ti aiuterà a mappare i concetti necessari e il loro ordine.

Consiglierei anche di guardare alcuni screencast: sono generalmente creati nel contesto di una tecnologia specifica, non una lingua, anche se se viene visualizzato il codice Python, lo farà :). Il punto è: sono creati da alcuni bravi programmatori e guardano come un buon programma per programmatori sia una buona cosa. Tu e tuo fratello potete fare anche qualche programmazione tra pari, che potrebbe essere un'idea ancora migliore. Non dimenticare di spiegare PERCHÉ fai qualcosa in questo modo e non in quel modo. Penso che il modo migliore per imparare la programmazione sia da buoni esempi e cercare di non vedere nemmeno quelli cattivi.

Robert Read ha scritto una guida utile, Come essere un programmatore , che copre una vasta area di problemi di programmazione che un principiante potrebbe trovare utile.