好友推薦文集之二 - CS T_T 偷插電的資訊科學

成功大學 蘇文鈺老師

資訊科技雖說最終會把電腦綁進來，可是它的學習過程，甚至是研究過程可以不必非得一開始就這麼做。 對我來說，當一項資訊科技發展到60~80%時才是進入Coding的階段。所以我認為孩子不一定一開始就要透過程式來學習資訊科技。

多數資訊科技的重要背後是一種思維方式，不管是排序，最短路徑等最基本的技術，還是機器學習與大數據分析，以我自己的研究而論，我是先想像一個很多年以後「可能」會用到的技術，架構或是應用，在腦子裡思考一切的可能性，用紙筆或是電腦記錄下來「可能」的步驟，然後才是用「程式」來印證其「可能」性。雖然這幾年我已經不自己寫code了，而是指導學生，由學生來寫code，但是我還是很清楚知道研究應該有的走向。

你一定會問我，自己不寫code，怎能了解很多效能的問題？

這必須分成兩種不同的層次來看。目前我在想的技術通常不是現行世界看得到的，如音樂感知與演奏分析，所以技術的可行性與可重覆性才是最重要的，效能，佔據的記憶體，計算量等等都不是我要考慮的。多數的前瞻性創新都是如此。就如早年的類神經網路能解的問題不多，但是當電腦效能上來，一切就會不同。但是沒有先期的研究，不可能有後來。

當效能，佔據的記憶體，計算量等等成為重點時，那麼就是這些技術「可能」可以賺錢的時候了，原來的技術已經不是重點，反而是把效能提升的技術才是重點，所以coding在這階段變得相對重要，多數的維持性創新的重點也在此。我過去從事的晶片設計就是這類。

前瞻性創新與維持性創新都重要，但是前者的獲利高，相對風險也高，Google在做的很多是前者。台積電以前是前者，現在是後者，算是一個很好的典範，不過這類例子不多。

對於孩子的教學，當然是要給他們「視野」，讓他們發揮大人已經逐步喪失的「想像力」，讓他們學習，甚至是精熟過於靠近後者的，如語言與語法這類的比較像學科的東西並不合適。資訊科技的進步越來越快，對還在唸中小學的孩子來說，現在盛行的程式語言在他們長大以後可能都不在「盛行」，甚至是消失了。我大學時寫過的pascal以及學商的同學用的cobol現在還有多少人在使用呢？

未來的世界，我認為語言已經不是障礙，多數人要使用的程式語言將比現在的主流語言要簡單非常多。但是還是有5~10%需要學習以效能為重點的程式語言。

雖說資訊科技進步很快，但是很多基本概念在可預見的15~20年還是不變的，如排序法，搜尋法，routing等等。當我看到軟體自由協會翻譯的「不插電的資訊科學」時，我非常讚歎老外的點子。可是當我的團隊用它來教學時，卻發現聽者還是不容易接收這些概念。我仔細思考後，覺得是其操作性，可現性，互動性與戲劇性需要再加強。

當時，我想組織成大資工的學生把「不插電的資訊科學」一書用若干應用程式或是戲劇的方式來呈現。不過，很快地，我發現謝宗翔老師已經進行了一陣子了，而且比我這老頭子能想到的還更簡單易懂。所以我全力支持謝老師的「偷插電的資訊科學」的開發。同時也連結成大的 Edu.FOSS學生社團，請謝老師與軟體自由協會的 Franklin Weng來指導他們繼續做下去。

也因此， 中華民國愛自造者學習協會 Program the World Association轉而開發「不插電的Scratch」，這是後話，容我以後再來陳述。

「偷插電的資訊科學」是一個讓本來不在資訊領域的人，不管是學生，老師，或是想了解資訊科技的基礎的朋友可以好好運用的工具書。我們幾個社團也會努力在對「不插電」與「偷插電」的方面有所增補，敬請期待。

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南投縣僑光國小 洪旭亮校長

不太記得謝ＫＫ提起「偷插電」是什麼時候了，但第一次聽到「偷插電」的相關內容是在去年(2016)年底的TPET中部小噗聚的聚會中，當時一小段二進位與十進位轉換的簡短課程驚艷在場的好朋友們，大家都認為像這樣的基礎概念在現階段的教材中是絕無僅有的。

教材內容簡單易懂且設計活潑，搭配顏國雄老師的動畫，能讓沒有太多相關背景的老師簡單上手，不必進入電腦教室也可以帶著小朋友進入「運算思維」的世界。

如果你對新課綱的「運算思維」還沒有什麼想法，建議你讀一讀這本教材，那是混沌黑暗中的一道光，相信這本教材能給未來新課綱上線時的科技領域老師一些參考。

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彰化縣原斗國小 林怡辰老師

我先生葡萄樹十幾年擔任網管和資訊教師，素有閱讀障礙的他，看到我拿《偷插電的資訊科學》這本書，驚嘆：「喔！我本來要訂，沒想到你買了，這本給我！」由此可知，這本書的價值。

作為一個非資訊專長的教師，對資訊教學停留在幾個程式的教學使用上，直到這幾年世界風潮、及參加「教育噗浪客」，程式設計和運算思維受到重視，我才發現，國小端許多神人已經開發使用許多這類型的教學研究。

我跟著做了一些，像是讓孩子程式設計等，發現在解決問題、推論、挫折忍受、程序性思考上，這些思考問題的面向上，許多是課內缺少的，也發現幾個孩子也許課業表現不佳，卻很有這方面的天賦，解決能力強大。

去年噗八，聽到的《不插電的資訊科學》這本書的介紹，立馬訂購。舉凡二進位、密碼學、運算思維等問題，竟然都可以用超級接地的有趣比喻和遊戲，讓孩子在不使用電腦的情況下了解。對我來說，把難的知識這樣有趣呈現，簡直就是藝術了。從中我也得到許多創意點子。

再沒想到，我的偶像謝宗翔和顏國雄（GS Yan）兩位神人，竟然行動力十足的又把這本書詮釋更高階，轉化成在教室中，可以在一般教室、或是電腦教室都可以實施的課程，連進度表都已經有了（包括二進位、數字表示圖像、資訊理論、錯誤發現修正、演算法、排序、文字壓縮、網路通訊、加密等⋯⋯）好玩、有趣、又充滿知識效能。

不禁想，實施這套教材的國中孩子，多幸福啊！其他軟體可自學，這套課程可難得啊！（不過其他神人可以再幫忙出一套國小的嗎^_^）

讓我們用不一樣的角度看運算思維

參考文章：
【美國推動的資訊科學教育與程式教育、創客教育有何不同】
http://chinese.classroom-aid.com/2017/05/computer-science-education.html/

『在資訊素養中，編程能力與演算法只是其中一小部分，學生還應該了解網際網路運作原理與安全性問題、電腦軟硬體系統運作原理、資料科學 (數據收集/儲存/分析/建模/呈現)、與電腦對社會之影響 (人際溝通/隱私/道德/法律/工作)。而成功應用電腦解決問題不僅需要知識，還需技能，這包括創建能力、溝通能力、合作能力、抽象推理能力等等，對軟性技能的強調要求是整合在該學習框架中的。』

這篇文章已經把我的想法大致都講出來了，所以我不打算另寫專文討論「運算思維」與「程式設計」兩者之間的不同。有時間的話可以先瀏覽過連結原文後，再繼續往下閱讀。

好吧，也許大家都能同意文章之中的觀點，但是為什麼現在一談運算思維，無論是從媒體、從網路或是從學者的口中，仍然脫離不了要「教程式設計」的觀點？就算是換個角度談機電整合、創客教育、MAKER的培養，也無法完全脫離這件事。

『一般常看到的創客教育或 STEM 教育經常從有形的工具出發來設計，而容易流於片段狹隘技術的養成，不是全面素養的養成』

在幾場的宣講之中，我會跟與會的老師談到，如果我們在資訊課中把接在電腦上的那些硬體拿掉、把堆疊積木式的程式設計教學拿掉之後，發現我們就無法再繼續教運算思維的話，那這就不是一個正常的資訊教學。

我當然也會收到反向的疑問，你不教這些東西，我們還能教什麼？怎麼教？如果我是第一線的資訊老師、非本科專業的老師、或是未來有可能會因為配課而教資訊的老師，我的心中都一定會有一大塊疑問。

我曾經一直在等待人家可以告訴我答案，到最後是自己找到了解法，原來我們在面對新的課綱時，應該思考的是如何用新的觀點來詮釋資訊的教學。

我與台北市力行國小顏國雄老師合作，為國中生開發了「CS T_T 偷插電的資訊科學」教材。我們不帶學生看程式設計，而是以不插電的遊戲、解謎題、魔術、插電的教學輔助程式、軟體與網路的應用，在自我探索、討論、協同合作、與生活經驗結合的過程，結合基礎資訊科學議題，讓學生除了了解理論之外，真的能具備分析問題、解決問題的能力。

在國中階段先對資訊科學產生興趣，日後想要鑽研更多的內容時，再更深入的去探討。對於老師來說也是這樣的，先帶著學生在每週都有的資訊課之中培養紮實的基礎，再依據自己的能力加深、加廣，行有餘力推廣社團或活動，這才是我心中理想的資訊課的樣貌。

如果你願意更深入地了解這套教材，我們把活動與相關訊息都整理在「CS T_T 偷插電的資訊科學粉絲專頁」
https://www.facebook.com/ComputerScienceTT/

如果你需要參考教材全文電子書、輔助程式、文件、教學投影片、教學影音頻道，或是想要訂購實體書，請洽「中華民國軟體自由協會線上書城」
http://cstt.slat.org


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