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2019年10月9日 星期三

在2019年,談「兒童程式教育」之我見




一個程式師媽媽的嘆息-兒童程式教育之我見
(原作者:唐瑤瑤 / 臺灣大學計算機及資訊網路中心程式設計組程式設計師)


108課綱正式上路,科技領域、運算思維與程式設計教學如火如荼地展開了,說是各大門派、各個山頭百花齊放都不足以形容那個熱烈的程度。對於如何在學校實施教學,也都可以看到多有不同的看法與觀點。不能說誰講的是不對的,其實大家對於資訊教育都有一鼓熱情(我常常說這些都是熱血笨蛋,包括我自己也是),都是在用自己的力量在努力著。

這篇三年前的文章,似乎是反對程式教育在學校的實施,又或者是對於資訊老師的能力表達了一股不信任之意,乍看之下其實難免觸動一些敏感的神經,容易造成不必要且多餘的誤會。

就我的看法嘛,其實它的內容,還是有值得參考、借鏡以及提醒我們的,有一些盲點趁機透過解釋來釐清,也是不錯的啊。

『會發現任何一種程式語言本身都不難,甚至基本精神架構都差不多。通常困難點是對問題了解的程度(包括拆解問題模組、解決問題的能力)、問題的複雜度、系統流程控制、甚至是使用者因素。所以個人認為數學邏輯力是寫程式的基本能力,但除非你是要幫華爾街寫演算法,否則並不會用到很艱深的數學喔。』

不管是常常在相關的研習被提到的運算思維核心:問題拆解、模式辨別、抽象化與演算法,還是一直被強調的問題解決能力,我們都同意數學的邏輯能力是很重要的基礎,能夠用程式語言去實際解決一件任務當然是好事,但是在「兒童程式教育」上的重點,並不在於得趕緊讓孩子選擇學習特定的程式語言了。(曾經聽到有人在討論孩子該學Python好還是Java好,還煞有其事地討論著不同語言的優缺點,我都不禁懷疑起自己的耳朵了…)

運算思維的四大核心示意圖

『但若不想以此為生,可以多學些其他語言,像是英語、西班牙語、德語、越南語等,和真實的人類溝通要比和電腦溝通有趣,不要把自己侷限在一方螢幕裡。』

在各國都方興未艾(覺得自己很會用成語)地把程式語言列為第二外語的時候,我們這些大人難免會覺得焦慮或擔心,萬一如果搞不好很可能不小心因為我們沒把程式教學給教好,孩子們就可能喪失競爭力、失去什麼重要的適應未來的什麼能力之類的,這樣是不是很不好啊怎麼可以放任這種事發生!就算我自己是資訊老師,我還是得說,喜歡寫程式、學會寫程式當然很好(以下省略到底有多好的解釋2萬字),但是把這個能力當成唯一、變成宗教式的信仰來鼓吹,其實有點太過了。

『其實個人針對兒童時期的觀察,邏輯能力其實用紙筆就可以,桌遊、紙牌都是很好的訓練。休閒娛樂在真實的人群裡才有溫度,虛擬的網路世界會造成疏離及冷漠。我懷疑兒童沒有更值得花時間去做的事嗎?像是學習舞蹈、樂器、親近大自然或飼養小動物?解決問題的能力更應該在日常生活及大自然中訓練,只是我常見到一台平板就能讓孩子安靜的度過一天。』

不插電(unplugged)的教學,在近幾年已經是一門四處可見的顯學。難免有人擔心,只是一味地不插電,沒有真實地與程式設計連結,淪為紙上談兵豈不是太過小看資訊的世界了。我想啊,讓孩子們先利用不同的媒介認識邏輯,有了基礎之後再動手寫程式,過程可以是好幾年的時間,到底我們這些大人在急什麼呢?

其實資訊科學就是生活,帶著孩子們在現實世界中培養觀察周圍現象的習慣,他們因為認識過資訊科學,能夠發現可以應用得到這些概念的場合,或是因為有了運算思維的基礎對於這些事物能有不一樣的看法,我認為對於大部份的孩子而言,這比能不能以程式設計的方式「實作」還重要得多了。

從排隊塞車現象看資訊科學,在「什麼啦!這也是資訊科學」一書中有提到,更進階一點還能從CPU排程的角度來討論


『話說回來,如果兒童連if、else、end、while等英語單字意思都不懂,或者在數學中的= equal,和程式中的 = assign 會被混淆的話,建議不需要過早接觸。』

我常常在課堂中提醒學生,日後想好好地深入學習資訊的話,數學跟英文都是不可或缺的基本能力。兒童的英語能力本來就不會太好(國高中的老師表示…)之前,當然不適合直接學習文字型的程式語言,我想這點大家應該沒什麼意見,所以有積木式的、中文化的界面很好(對,就在說你這隻小貓!),用遊戲的方式練習基礎的程式概念也很棒,但是我想提醒大家的是,以後我們要帶著孩子動手寫程式的時候,也千萬別忘了數學基本觀念的認識與引導。

舉例來說,變數的設定是學寫程式的第一步沒錯吧?原作者文章中所提變數的賦值、equal跟assign的分辨,我們花過多少時間帶著孩子認識跟了解之間的差別?還是我們只是用簡單幾個口令就帶過了?我們是要急著教會學生使用重覆結構、寫出很厲害的迴圈,還是應該先讓他們認識這些觀念、擁有使用它們的邏輯?
迴圈的經典案例:河內塔(大誤)


『兒童在使用3C、電腦時,若沒有家長在旁督導(老師都不見得顧得到),他們很快會受這虛擬世界吸引,商人餵他們什麼都直接買帳,完全沒有過濾也不需要思考。我們本來希望能培養邏輯觀念強、會思考的未來人類,結果很可能是提早毀了他們的身心。個人的建議是在兒童閱讀能力及數學邏輯基本觀念未培養完成前,請不要給他們電腦(3C)。先學會親近自然、愛好藝術、多多閱讀會是我個人的選擇。』

這篇文章寫到最後,又讓我想到常常在演講中被問到的問題:「小學的孩子們應該多早開始學程式設計?」

不變的回答,也是我一直以來未曾動搖的理念。我覺得比起坐在電腦前面,孩子們應該先做的事是擁有良好的閱讀習慣。對於文本的理解、摘取重點、用自己的方式與觀點傳達裡面的內容,也都是在訓練他們日後理解問題、拆解問題、設計問題解決方式的過程。

這個時候如果有這樣的讀物,除了本身就是很好的閱讀材料之外,還能順便讓孩子認識邏輯、嘗試動腦,那是不是很棒呢?由我擔任審訂者的「不插電 小學生基礎程式邏輯訓練繪本」,就是很好的選擇之一。

還有啊,這本「什麼啦!這也是資訊科學」正是我的另一個大膽的嘗試。我試圖想要讓大家理解,資訊科學的世界還很廣大,除了動手寫程式之外、除了大量的3C產品之外,體驗資訊的世界、理解資訊的思維還有不同的方式。從小學的高年級開始,到國中、高中甚至是所有想要入門資訊科學的人們,它都會是值得你閱讀的好書喔!(看啊!寫了這麼多字終於如此不著痕跡的置入行銷惹~)


2019年9月16日 星期一

【什麼啦!這也是資訊科學】番外篇之從排隊策略看資訊科學

電腦的中央處理器(CPU)在面對同時執行許多程式的時候,需要良好的「排程(Scheduling)」方式,讓它的效能能夠因此而提升,在資訊科學的專業領域被稱為提高CPU的「輪流循環(I/O burst)」,也就是設法提升流量(throughput)、降低等候時間(waiting time)的概念。(寫這些看起來很厲害的名詞時候一定要同時寫中、英文才能表示出專業的氣息)

這件事情延伸到現實生活中,可以對照在商場排隊結帳時的狀況。一般來說,櫃檯採取的是「先來先結帳(First In First Serve)」策略,看起來沒什麼大問題也很合乎思考邏輯的方法,如果有個櫃檯出現同時要結帳大量商品的客人,就會讓那一列的客人陷入比預期中還要久的等待。

(我明明前面只排兩個人,等了半小時。旁邊那一列已經結了十個人了,我要不要換一列然後重新排啊…)






比較大的賣場,可能會出現「快速通道」的結帳策略應用,讓結帳商品量小的客人因此可以省掉過多的等待時間,這個方法稱為「優先佇列排隊(Priority Queue)」。

(其實,反過來設定「量大專用通道」也是可以啦,只是一般市民對於何謂「量大」的解讀,不見得跟你我一樣就是了…)








還有一種「循環制排隊法(Round Robin)」,如果結帳的量超過一個程度,就只能先結清部份商品,然後你必須帶著剩下的東西,回到隊伍最後方重新再排一次。如果你今天正在排隊購買好吃又熱門的包子,店家會要求一個人能夠買的份量,不然有可能所有的量就被一個人給買光光了。只是,在商場買家用品採用這種排隊策略會容易被認為「違反人性」,想想,問題究竟出在哪裡?






[延伸閱讀 - 全聯結帳「慢慢蛇」? 網秒指:三寶客人害的]
https://news.tvbs.com.tw/life/1200668

2017年9月27日 星期三

因為偷插電而開啟的大冒險行程,這次我來到的地方是…


有好朋友開玩笑說,最近這幾年來,每一年我都要做一件驚人的事來嚇嚇週遭的人。從一口氣減重二十公斤搖身一變成為馬拉松跑者,在運動網站的網路票選活動得到前幾名,因為談論寶可夢事件登上了新聞媒體版面,一直到去年開發了偷插電的資訊科學而一戰成名,四處受邀演講成為網紅,他真的想不到這個年度我還會搞出什麼事來。

帶著偷插電進總統官邸

 


在
2016年9月9日,我正式將我開發的資訊教材定名為「偷插電的資訊科學」;
在2017年9月9日,我帶著這本「偷插電的資訊科學」踏進了總統官邸,親手把書送給了總統與教育部長。

也許他們不見得有時間看、不見得有興趣看,但是我知道今天的這件事情將會在我的教職生涯中,留下一個深刻的印記。這是一個里程碑,足以讓我回味很久很久。我依然要將這個得來不易的肯定,與偷插電的共同開發者顏國雄老師、中華民國軟體自由協會、TPET教育噗浪客,以及所有曾經幫助過我們的好朋友們共享。

當我接到來自於總統府的邀請,說是總統想要找幾個基層的教師一起到官邸聊聊天、談談教育。其實當下我以為是詐騙,因為天底下超棒的老師何其多,怎麼想也輪不到我啊!(集合的時候跟出席的老師閒聊,發現有詐騙想法的不只我一個)雖然朋友總喜歡網紅網紅地跟我互相開玩笑,但我仍然認為我並不值得得到這麼多的關注,有能力的老師太多太多了,也許我只是剛好搭上了科技教育的這個風頭浪尖而已。

出發前就連家裡的人也跟著很緊張,對於這將會什麼樣子的活動,充滿了不確定與各種的猜測。總之,公文發到學校了、我也到台北了、搭上接駁車了、坐在官邸的餐廳了、然後總統坐在我的對面了,原來這一切是真的!

相較於由政府單位正式邀請,今天像是聚會而不是開會,受邀的八個老師分別來自於不同的教育階段、有不同的兼任職務、也有不同的代表身份。這裡有校長、有主任、有第一線的老師,有資深的前輩也有充滿活力的年輕人,有高職、綜合高中、國中國小以及來自原住民部落的代表。



在開始之前,看看大家坐立難安、面帶緊張的神情,幕僚們特別提醒我們待會不要太嚴肅,這樣總統也才不會太嚴肅。所以我們就從善如流地在這樣和諧又沒有壓力的情況下,一邊享用著簡單的茶點,一邊開始了今天的活動,短短的兩個多小時很快地就過了。

除了總統之外,教育部長也全程參與這次的活動。也許是覺得機會難得,大家除了介紹自己之外,也急切地想談談自己所關注的教育問題。口才不好的我,相較之下話就顯得少了,大部份的時間都在聆聽老師們的意見,也聽聽總統與部長的回應。我知道在教育界的朋友裡,喜歡總統的人數是比較少的,所以我的心得儘量不談政治以免失去了焦點。正在閱讀這篇文章的朋友,也請控制一下政治的情緒,拜託了。

 
期待著一位救世主的出現,是不切實際的幻想


對於一些長時間無法解決的棘手問題,有時候我們難免希望會出現一個救世主,在他一個人的力量之下所有事情都能迎刃而解。但是萬一他達不到我們心裡的期望,情緒在失望之餘可能轉變為怒氣,然後就可能對那個人做出言語或是其他的攻擊,只是因為我們的需求沒有被滿足而已。

我們期待只要總統、部長聽到我們的聲音之後,那些我們希望被協助處理的事情就能馬上、立即地被妥善處理,對於這個階層的行政官員,我們可能更不願意等待、期望也可能更高。

其實身為老師的我們是不是也常常被賦予過高的期許?當導師的人可能會遇到這樣的家長,希望你用一己之力就能夠幫他拉回小孩的偏差行為、導正他們的學習態度、糾正他們的生活習慣。我們都知道學校教育的功能還是有限度的,我們都知道家庭教育是同時相輔相成的,但是當最後成效並沒有達到家長心中的要求時,被責難的我們心裡會不會有一絲的不平?

近幾年台灣出現許多熱血老師,站在檯面上登高一呼便吸引了眾多的目光,他們享受了被關注、被肯定的光環之後,隨之而來的也會是期待他們解決許多教育問題的要求。但是我們是不是忘了,教育界不需要捧出一個又一個的神,也不是等待著有一個救世主站出來幫我們挽救所有的問題。與其坐著仰望這樣子被塑造出來的典範,我們需要的是共同的努力不是嗎?

領導者要面對的,不只是一件事,還有一群人


從在座的老師身上,我看到了他們充滿了熱情與理想,其中當然也不乏曾經自發地參加許多精進研習的老師。當這樣的人回到學校想要推廣新的理念給學校的同仁,或是想進一步為學校成立教學專業的社群時,卻有可能遇到許多的阻礙。他也許會發現,不是人人都有這樣的動力,也不見得人人都該如他所願地配合著他的步調,往往一個理想、一個願景就可能在冷淡的氣氛下而胎死腹中。

在面對一次又一次的挫折後,不只會對自己產生懷疑,漸漸地那個想要更好的力氣也跟著失去了。當一位領導者想要推行政策的時候,往往也不會是在他一聲令下之後,所有的同仁、下級的所有單位就全都同心同德、一心一意完全配合。只要其中有一個環節給卡住了,不論是不願意配合甚至是原意被扭曲了,一件好事很可能因為執行的問題就會導致結果完全走樣。

我發現其實說到最後仍舊是人的問題,而人的問題往往就是最難處理的。我們面對一個班級的三十位家長尚且無法讓他們的意見一致,當要管理面對的人數變成幾百位、幾千位時,需要的可能就不只是智慧而已了。經過今天的對談之後,我稍微可以冷靜下來看現在許多紛紛擾擾的問題。

活動結束了,然後呢?



聚會結束後,我們在大門口一同留下了合照,坐在高鐵的歸途之時,才開始意會到我已經完成了一件不太真實的任務。

今天老師們反應了許多的事情,都是在他們的視野中所關注的重要問題,在短短的時間之內也只能稍做表達與說明,不見得都能得到立即的解決。看起來好像什麼都沒改變?但是我還是願意對今天的活動予以肯定之意,對於總統願意透過這樣不是很官僚的、不是很嚴肅的方式,直接聽聽第一線教育工作者的心聲,事先沒有媒體知情、也沒有記者隨行記錄,單純地、直接地聊聊天,能有這樣的心就是件非常棒的事了。我真誠感受到他們真的是想來聽聽這些代表內心的想法,而不是虛應了事、走個過場而已。


台灣還有許多對教育的未來還有所期望的老師,在他們的崗位上默默地為教育努力著,他們也會有需要被理解、也會有需要被幫助的時候。更重要的,在對於老師這個職業的要求越來越高,卻同時出現越來越多的對立與不願同理的社會氛圍時,我們需要的不只是口頭的肯定、而是發自內心的尊重。現在說來也許有點晚、也許有點無力,但我個人認為比起其他的問題,應該關注的是先讓老師有感到安心的教學環境,他們才能心無旁䳱地帶著教室裡的孩子一起學習、一起成長。


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」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


(歡迎分享)

2017年5月7日 星期日

好友推薦文集之一 - CS T_T 偷插電的資訊科學

台灣大學 葉丙成教授

【最適合台灣孩子的資訊科學教材】

資訊科學與程式教育,目前是全世界國家都在關注的焦點。許多國家都將這視為培養未來競爭力的重要項目。目前全世界已有十七個國家將資訊科學與程式教育列為中小學生的課程。英國的課程規劃甚至訂出目標,希望小學五年級十一歲的孩子能具有「雙語能力」。這邊的「雙語」指的不是一般的語言,而是程式語言。他們希望小學五年級生能具備兩種程式語言的能力。

在這種國際趨勢下,教育部也規劃了新的課綱。從明後年開始,國中的資訊教育會有很大的變化。運算思維等資訊科學議題與程式教育將會是國中必修要學習的內容。在這當中,程式教育在台灣坊間才藝班或是一些學校老師,都有提供這樣的課程,網路上也有很多的相關資源。雖然要推廣到全台灣還是有其挑戰性,但這部分要怎麼教,至少有可以借鏡的經驗。

然而談運算思維的資訊科學議題該怎麼教,這就是最大的挑戰了。因為在台灣,除了大學外,過去比較少在對中小學生教運算思維這樣的議題。更不要談開發可以推廣給全台灣老師使用的全學期教材。因此目前教育現場,許多基層的老師對此感到非常的焦慮。縱然政府有積極規劃幫老師們增能的培訓,但老師增能後是否就能設計出適合孩子們的教材,那又是另一個問題了。因此對於即將上路的國中資訊科學教育,很多國中老師都在期待,是不是能有一套真正適合台灣國中生的資訊科學教材內容。

最近由台灣推動資訊融入教育最具規模的「教育噗浪客」社群的南投埔里國中謝宗翔老師,以及台北市力行國小的顏國雄老師,他們與中華民國軟體自由協會所開發的這套「偷插電的資訊科學」教材與教法,是目前在運算思維上第一套真正在國中教過、被驗證過可以讓國中生學會的運算思維教材。這會是未來國中資訊教育很重要的一塊基石。

看到這個教材的產生,讓我覺得很感動。台灣的中小學老師,真的是臥虎藏龍,高手非常多。兩位中小學老師的努力,開發出這個教材來幫助台灣所有的資訊教師。有了這一套教材,老師們可以安心的教會孩子。更重要的是,可以讓孩子覺得很有趣,學得很有感覺。這不就是我們當老師最想做到的嗎?

如果你是中小學資訊教師,或是對轉任中小學資訊教師有興趣的老師們,我強烈推薦你這本「偷插電的資訊科學」。看完以後你將不會再焦慮,因為你會發現原來資訊科學的教學,竟然可以這麼有趣!也請大家一起來強力推薦「偷插電的資訊科學」給你教育界的夥伴們,讓更多老師能幫助更多台灣孩子,真正建立「運算思維」的能力!


教育噗浪客 deediao


最近一直在研究107課綱,除了理解一下國中端的「核心素養」、「學習內容」與「學習表現」外,也試著找尋如何在107課綱的架構下,順利且有效的協助學生銜接國中的課程。除此外,還有個任務是讓資訊課程可以向下延伸。因為目前本校的資訊課程依舊是3-6年級,如果要繼續維持這個課程架構,勢必得在正式學習架構(國中)下,將課程延伸到三年級。

不過在設計課程時,我們會遇到一個頗大的問題,就是107課綱揭櫫的「素養」兩字。經過這段時間的研究,我認為他還是脫離不了「認知」、「情意」、「技能」三個範疇(雖然他還有寫能力,不過我認為前面三項已經可以概括,沒有必要多長出一個概念)。不過細膩的來說,我們又可以從12年國教的總綱裡找到一些思考點 「核心素養」強調學習不宜以學科知識及技能為限,而應關注學習與生活的結合,透過實踐力行而彰顯學習者的全人發展。

綜整相關文獻及討論後,核心素養強調培養以人為本的「終身學習者」,並與「自發、互動、共好」的基本理念相連結,提出「自主行動」、「溝通互動」及「社會參與」等三大面向,三大面向再細分為九大項目:「身心素質與自我精進」、「系統思考與解決問題」、「規劃執行與創新應變」、「符號運用與溝通表達」、「科技資訊與媒體素養」、「藝術涵養與美感素養」、「道德實踐與公民意識」、「人際關係與團隊合作」、「多元文化與國際理解」。」 好了,學術的部分大概告一段落。接著我們要來解決實際面的問題-「教學設計」。

據我所知,目前從中央到地方,好像都無法提供適當的教學範例,引導現場教師設計出符合素養取向的教學設計。如果長此以往,會出現什麼樣的狀況呢?我想應該不出兩種,一種是照著出版社版本的教科書上課就是,另外一種是按照自己的邏輯上課,反正我寫出來的教學設計相關學習內容與學習表現字面上完全也都可以符合107課綱上的文字敘述,那請問這樣子的課綱是在寫心酸的嗎?

幾年前,當我在研究code.org這個網站時,發現有些不插電的活動(unplugged activity)相當好玩,除了可以讓孩子暫時脫離電腦螢幕讓眼睛休息一下外,也能同時利用這些有趣的活動教導孩子運算思維。今年,正值全台灣資訊教育界都在討論107課綱將資訊列為正式課程,但是卻普遍缺乏適當教材的時候,謝宗翔老師這本橫空出世的「偷插電的資訊科學」給資訊教育界帶來了許多驚喜。

除了延續不插電活動的創意之外,謝老師也力邀顏國雄老師撰寫程式,讓不插電的活動升級到了「偷」插電,也讓老師的選擇可以更多樣,更能因地制宜的調整授課內容。不過,這樣的課程容不容易理解呢?透過我自己閱讀再搭配上謝老師提供的教學影片與程式,我可以這樣告訴您,「透過遊戲的方式與有趣的活動設計,以往艱深難懂的各種資訊概念真的可以輕易的理解」。如果你也想讓你的資訊課程可以在談笑之間協助學生瞭解艱深的資訊概念,那麼「偷插電的資訊科學」應該是你不容錯過的好選擇。



文淵閣工作室 黃信溢(茶米)


[課程推薦] 偷插電的資訊科學

隨著數位科技不斷推陳出新,新的產業結構與需求已經在現代人的生活中產生變化,資訊應用正在滲透我們生活的每一個部分。生長在現代的孩子從一出生所接觸到的環境,就與他們家長的生長背景截然不同,他們會遇到更多科技所延伸出的應用與問題。因此,理解科技並掌握它的溝通語言,對於每個人的未來價值觀與職涯發展上是有絕對的幫助。於是學習程式設計成為教育領域中一個新的風潮,也在許多國家的教育趨勢上成為很重要的指標。台灣並沒有在這個趨勢下觀望,教育部針對12年國教的目標規劃推出了新的課綱,為培養下一代善用科技知能以進行創造、設計、批判、邏輯、運算等思考,進而整合理論與實務以解決問題和滿足需求。

面對這樣的目標,對於教學現場的老師無疑又是更大的挑戰。資訊教育在推行上原來就不僅是單純的教學而已,還必須解決不同層次的問題。由硬體上電腦教室的建置與使用,軟體上應用程式的選擇與安裝,都在考驗著學校的資源與教師的能力。更重要的是教學內容的準備與進行,才是整個教學活動的重要關鍵。每個環節,缺一不可。

去年看到了「不插電的資訊教學」一書所倡導的不需要在電腦,只需要紙筆與簡單教具就能進行的資訊教育課程,讓我感到無比的震憾。課程的進行跳脫了一般電腦課給人既有的上課概念,老師能夠藉由活動遊戲的設計,即能在沒有電腦的環境下培養孩子們進行邏輯思維的成長。

而近期看到了由南投埔里國中 謝宗翔 老師,以及台北市力行國小的 GS Yan 顏國雄老師,他們與中華民國軟體自由協會推出的「偷插電的資訊科學」更讓我感到驚喜。「偷插電的資訊科學」的設計緊扣著培養邏輯運算課程中每個關鍵,以活潑且貼進孩子們的話題進行活動,帶領學生能夠在短時間內了解並領略每個主題中所要帶來的知識,並能藉由實作將深奧的理論融入實際應用。

除了豐富的活動內容與實用的教具讓人印象深刻,「偷插電的資訊科學」更將每個活動的程式以HTML5的技術開發出線上的遊戲網頁,也因為HTML5互動功能強大並能跨平台應用的特性,教師在使用時除了電腦之外,還能應用平板電腦,甚至智慧型手機,只要透過網路,即能帶領學生在不同載具上進行課程,讓整個教學方式跳脫環境與空間的限制,無所不在,無遠弗屆。

我相當興奮能看到這個課程的推出,因為工作的關係,我已經收到許多教學共修在應用這個課程進行教學後的好評與回饋。謝老師與顏老師還不因此而停下腳步,對於課程的修正、補充,甚至接續課程的延伸設計,教學活動的推廣,正都如火如荼的進行!對於二位老師的熱忱與付出,讓一樣投入資訊教育的我感到無比的佩服!

跟您推薦這樣不一樣的課程,也期待您能跟我一樣感受到這課程的魅力。



國立暨南國際大學電機工程學系

師資培育中心黃健銘


我是一位資訊人,從事於資訊的教學工作者,也熱愛與孩子們玩轉運算邏輯思維;甚至我也經常被問到"老師,資訊教學就是一定要使用電腦,才算是資訊課嗎?”,這句話曾經在我我的內心打上個問號。

還記得我剛開始學習所謂的運算邏輯思維時,老師們總是告訴我們電腦的異次元空間充滿著0和1的訊息,所以這叫二進制運算;當時年邁還小的我於是就不加思索的背了下來,甚至於其他的觀念也是如此。如今我身為一個教育的工作者,當我用這樣的觀念教導大學部勉強還可以,但是當年齡層逐漸降低這樣的教學方式就大有問題。因為孩子們熟悉的是十進制的數學運算,所以如果如突然教導孩子使用不同的進制運算,除這位老師很有能耐,又或者說也是個資訊人,啊不然就很難對孩子解釋道讓孩子們理解為什麼。那就更別說是排序、加密解密甚至於壓縮等重要的資訊概念。參加了”偷插電的資訊科學”的工作訪後,終於解開我內心的那一個問號。

電腦的問世主要的目的是為了快速解決人類運算的問題,既然是如此就應該是個工具,當需要的時候使用它,不需要的時候可以捨去它。偷插電的資訊科學不僅延續了不插電的資訊教學的生命,更能讓整體的學習過程中更生動有趣。然而我不是一位光說不練喜歡紙上談兵的人,我也實地的在教學現場中實際的操作與試驗,印象最深的是我嘗試在國二的八年級生作文字壓縮的指導,當時的環境只有一台電腦在老師身上,學生是沒有電腦的情況下。透過單槍告訴孩子們文字壓縮的過程,再由孩子們親自的自行運算後續的壓縮結果。藉由競賽的方式進行,發現每位孩子都玩得很開心也熟知文字壓縮的過程與方法。