2017年6月17日 星期六

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。



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。



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^_^)



2017年6月14日 星期三

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」「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


(歡迎分享)