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教育快報

未來人才必備能力 程式設計納入107課綱, Coding成為必修語言

作者:王惠英

發表日期:2016-04-01

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新世代的程式設計軟體沒有艱澀的語言,採用直覺式設計,只要會用滑鼠,就能學寫程式。滑世代的孩子很容易就上手,遇到卡關時,還會小組合作,共思過關祕笈,學習團隊合作、勇於嘗試錯誤、自學能力的培養,這些都是學習程式語言之外的附加價值。

 

你的孩子會說程式語言(Coding)嗎?近年來,全球掀起一股程式設計的教育浪潮,愛沙尼亞、英國、法國、奧地利、丹麥、波蘭、台灣等,均將程式設計納入課綱,不單單是為了未來大量需求的軟體人才,更為培養孩子解決問題、創造、勇於嘗試錯誤等能力,以及做好掌握數位生活的準備。

科技變遷一日千里,尤其軟體的發展速度之快,往往超乎你我的想像。Google、Facebook、LINE、觸控技術或智能裝置的問世,徹底改變了人們的生活模式及工作型態,因此,學習如何使用數位工具,並利用網路資源來進行學習,成為日益重要的教育課題。

由國家教育研究院規劃的107課綱草案,預計等到新政府上路後,教育部將會重組「課審會」進行審議。根據既定草案內容,程式設計屬於科技領域的一部分,國中、高中階段列為必修課程,但在國小階段,則可依照學校資源條件與學生特性,進行融入性的教學規劃,也可成立社團提供學生學習。

 


熱血教師率先將程式設計帶入校園

「台灣一直都有一群熱愛程式語言的教師,透過各種活動、競賽悄悄的將程式設計融入教學課堂中,」苗栗縣立新港國民中小學老師陳怡君指出,但礙於現今的課程綱要和科目節數限制,「其實教『程式』並不是一定要做的,端看老師希望為孩子的思考與邏輯訓練,如何畝下一塊豐沛的田地,灑下符合未來人才關鍵能力的養分。」

這群充滿熱情的教師,利用電腦課、彈性課、午休、社團活動,甚至週末假日或寒暑假等課餘時間,帶領孩子學寫程式,教導Scratch或Kodu等圖形化的程式語言,甚至擴大將軟件結合硬件,從小扎根創客(Maker)教育。

譬如台北市光復國小,最早於2009年2月開設Scratch程式設計的課後才藝班,學生報名踴躍,從此展開實驗性的歷程;2012年推廣程式教育普及化,全面在電腦課教寫程式,同時搭配Code.org等線上學習資源,掌握孩子的學習狀況。

目前該校不僅將Scratch課程從一學期延長為一學年,藉以深化孩子的學習經驗,也從2013年開始與橘子蘋果程式設計學苑合作,成立程式設計社團,包括Scratch初階班、Scratch遊戲進階班、C++班。

又例如台北市日新國小,該校系統師林岑威談到,大約三年前開始在普通班電腦課教Scratch,目前則延伸為整年的程式教育,後半年更結合了機械手臂,帶領學生由抽象進階到具體的實作,以增加學習動機、強化程式能力。

「小朋友覺得學寫程式很有趣,因為有點像自主學習,可以自己去思考如何解決老師給予的問題,」光復國小系管師陳建奇表示,兒童程式教育有助於培養運算式的思惟(Computational Thinking),如拆解問題、找出模式、建立步驟演算、資料分析等,都是為了有效解決所有的問題,就像搭車、烹飪,每天的生活也需要有一套思考模式。

 


從解決問題的過程中,學習不斷嘗試錯誤

此外,程式設計教育也能讓孩子從程式的使用者變成創作者,同時幫助他們在解決問題的過程中勇於嘗試錯誤。

光復國小教務主任陳靖旻強調,程式教育其實不只是程式教育,而能拓展學生的視野,從中訓練邏輯思考、嘗試錯誤、溝通表達或合作學習,「一般課程較不容易允許錯誤,但學寫程式一定要不斷嘗試錯誤,促使孩子在日常生活中也變得不怕犯錯。」

有時嘗試錯誤也可能帶來意想不到的效果。例如,有學生設計小精靈的遊戲,由於程式有瑕疵,小精靈可能連牆壁也吃掉,或跑出遊戲空間,讓怪物抓不到,引來哄堂的爆笑聲。

而在接觸日新國小等學校的經驗分享後,光復國小也透過社團發展創客課程,如智能積木班、機器創作班、創意智造班等。

創客風潮席捲海內外,過去學校偏重單向「想」的學習模式、欠缺實作課程,至今透過從「想」到「做」的連結過程,有助於找到答案、解決問題,同時可能誘發新的創意發明。

新港國民中小學在「創客風」的熱潮下,開啟「創課——創造自己的學習價值」主題課程,以英語、自然與生活科技等學習領域為本,融合了Kodu、Hour of Code、Scratch,甚至是3D列印機的導入,都是熱血團隊教師們為孩子帶來的學習革命。

陳怡君說,英語文本閱讀的故事引導,搭載自然課程中生態、環境教育議題,學生使用英語在Kodu中創造自己的角色和故事世界,設計故事中的對話文本,情節、結局、關卡……,在在需要各項統整能力的展現,如此多面向的學習軸線,才是真正學習能力本質的展現。

 

學寫程式,線上學習資源多

苗栗縣立新港國民中小學老師陳怡君表示,目前教育部並沒有「程式語言課綱及對應能力指標」的配套措施,基層教師只能自由發揮,依學生能力給予需要的學習內容,完全看老師們要為學生打一把什麼樣的鑰匙,去開啟未來世界的門。

「老師花了好幾天熟稔的程式,學生們卻可以在短短幾小時內就上手,」陳怡君認為,對於數位時代下的小孩,發揮數位科技的優勢、強化他們本體的學習,才是最夯、最符合未來人才養成的學習模式。

此外,程式設計的線上學習資源不少,Kodu、Scratch、Hour of Code、Blockly Games、CodeMonkey、CodeCombat、App Inventor都是免費且有趣的的線上學習課程,甚至是平板中App的對應如Lightbot、ScratchJr,也都是在載具上可隨時訓練自己的程式設計軟體。

陳怡君說,滑世代的孩子通常很容易上手,甚至遇到闖不過的關,還會小組互相合作,共思過關祕笈,這些團隊合作及自學能力的培養,成為學習程式語言之外的附加價值。

 


創客教育發掘孩子驚人潛力

日新國小推廣創客教育,更是不遺餘力,除了連續三年贏得台北市校際盃機器人競賽總錦標,在世界青少年發明展(IEYI)也屢創佳績。去年,該校一對姊弟以「智慧型空氣清淨系統」參賽,勇奪金牌,證明孩子的創意潛能無限。


PM2.5嚴重危害人體健康,空氣清淨機卻無法偵測空氣品質而智能啟閉,因此,這對姊弟藉由單晶片、感測器設計出智慧型空氣清淨系統,再透過3D建模與列印,製造系統的外殼,可搭接任何新舊款的空氣清淨機,並依照使用者設定的空氣品質來自動啟閉。

北投文化國小發生女童遭割喉事件,則催生了電子圍牆模型,同樣是運用單晶片等數位媒材,並以coding為基礎,從發現問題、探索問題、解決問題的過程中逐漸發展出來。

這些令人驚嘆的創造發明,全都是在一間看起來像工廠的教室內誕生,裡頭有BOSCH工具箱、3D列印機、雷射切割機,以及一堆機械零件。

日新國小資優班教師徐臺屏強調,「日新製造」與「學習能夠堆疊」是該校的兩大堅持。有關硬體的採購,從不購買一次性商品,而是購買一個個散件,但透過3D建模技術做成成品,而軟件的能力也要不斷堆疊,「Scratch結合機械手臂,重點不在做出多厲害的機械手臂,而是提升coding能力。」

日新國小校長邱馨儀表示,今年該校將推出衛星計畫——「創客教室:We’re Makers」,預計暑假動工興建並對外招生,9月即可開始上課,將先前的創客教學經驗,擴大服務校本方案的資優生,同時鼓勵親子或師生共學,「透過校際交流互動,卓越可以擴散。」

程式設計結合創客課程,無異翻轉了傳統教育的學習模式,孩子可以自主學習、探索問題,並在嘗試錯誤中不斷修正、找到解決問題的方法,沒有標準答案,卻更懂得如何選擇下一步。

 

微軟推直覺式學習法,師生一起共學

近年來,台灣微軟積極推動兒童程式教育,希望有更多孩子學會Kodu程式語言,該公司公共事務事業群資深協理彭樹裕認為,「唯有透過各式各樣的團體(Community)來推廣,才能普及化。」

他同時指出,Scratch和Kodu都是免費的程式語言,但前者資源分散、後者有微軟支撐,並能給予國小、國中到高中職等不同階段延續性的程式教育,尤其在107課綱上路後,資源的取得將會是關鍵。

公共暨法律事務處協理於慧堅談到,Kodu中文化、提供師資培訓、舉辦競賽等也是重要的推廣作法。

舉例來說,苗栗縣政府有一系列的程式語言培訓研習,由老師參加,再幫學生上課,微軟就是擔任縣內程式語言系列課程的講師。

又如台北市松山國小,學校沒有擅長程式設計的專業教師,而是借重微軟的專業協助,自去年9月開始教寫程式,遴選五年級有興趣的學生,每週兩次利用午休時間於電腦教室上課。

「因為Kodu是圖像式的語言,學生上一、二次課,懂得操作介面後,就能設計遊戲,」該校學務主任陳文賢表示,老師在教學過程中,如果遇到問題或困難,則會透過電話或FB向微軟求助,其實更像是師生共學的模式。

 

一小時玩程式在台灣起跑!

關心教育的公益平台文化基金會董事長嚴長壽,最近對教育有了新的關注:程式學習。從英國到美國,政府體認到小孩子應該了解數位世界運作的核心:軟體,透過學寫程式窺探科技工具的奧妙,紛紛在小學階段列為必修課程。

嚴長壽與好友誠致教育基金會董事長方新舟,最近聊天也常聊到這件事,兩人憂心忡忡,因為好多國家已經啟動,而台灣大多數人還渾然不知。兩人繼成功合作推動中小學線上課程「均一教育平台」(隸屬誠致教育基金會)之後,2016年有了新目標:推動「一小時學寫程式」(Hour of Code)活動。

「可以像冰桶挑戰一樣,由總統完成一小時學寫程式後,點名行政院長繼續挑戰,」嚴長壽正在思考如何擴大宣傳效果,甚至突發奇想,舉去年紅遍全球的「冰桶挑戰」活動比喻,由重要人士開始發動,並點名下一位重要人士接續挑戰,最終就能擴散開來,讓民眾都知道這件事。


全球已有2.3億人成功體驗一小時寫程式

一小時學寫程式活動由美國Code.org非營利組織發起,微軟是最主要的贊助者,透過免費的線上課程,號召民眾體驗寫程式,強調一個小時內每個人都學得會,消除民眾對程式深奧難解的恐懼。至今已有2.3億人完成體驗。

誠致教育基金會與公益平台文化基金會上月底舉行記者會,正式宣告在台灣推動一小時學寫程式活動,喚起注意。

年初,方新舟指出,「瘋狂貓咪盃─Scratch程式設計」已經在東部推動多次比賽,均一教育平台希望今年能夠推動成為全國性的比賽。Scratch是麻省理工學院開發出來的免費程式學習軟體,以類似電子積木的概念簡化寫程式,用滑鼠拖曳「電子積木」即可完成寫程式的任務。

目前,瘋狂貓咪盃已確定開放各縣市參加,正式成為全國性比賽,由新北市政府教育局主辦,基隆市教育網路中心、宜蘭縣教育資訊網路中心協辦,將於5月27日舉行。

不過,方新舟預見了另個新問題:程式學習有可能呈「M型化」,有資源的孩子學得愈來愈好,沒資源的孩子持續落後,就像英文學習的M型化一樣。誠致教育基金會和公益平台文化基金會因此迫切希望普及程式學習的觀念及資源。


線上免費資源多,學寫程式愈來愈簡單

現在,全球瘋學程式設計,Coding不再是艱澀難懂的「外星語」,並且能透過線上免費課程快速輕鬆入手。

一小時學寫程式線上免費課程很關注兒童,藉由讓孩子像玩遊戲一樣學寫程式語言,了解程式如何控制科技工具,而父母或教師也能從中觀察孩子的邏輯力及創造力。

不僅小孩,成人也能一起學寫程式。Hour of Code體驗課程涵蓋超過40種語言,從4歲到104歲、不需要有任何經驗,任何人在任何地方都能參加這個活動。目前全球已有兩億多人體驗過,就連美國總統歐巴馬、英國首相卡麥隆也來試過身手。

在台灣,有許多的家長和老師開始帶著孩子參與「一小時玩程式」活動,但絕大多數人仍對程式語言感到「非常困難」、「排斥學習」或「與我無關」,以致遲遲裹足不前。


均一教育平台號召20萬人來體驗

誠致教育基金會與公益平台基金會共同成立的均一教育平台,預計在今年底前,號召20萬人完成Hour of Code學習體驗。

目前該網站提供了八門體驗課程,有憤怒鳥、冰雪奇緣的Anna和Elsa、大英雄天團的濱田廣和杯麵,以及星際大戰的人物角色等,陪著一起畫圖、創作故事、設計遊戲,其中與微軟合作的《創世神》(Minecraft)共設計了14個關卡,頗受孩子的歡迎。

除有體驗課程之外,還有Kodable、Scratch、可汗學院的程式設計等教學影片,可協助父母或老師帶著孩子一起學寫程式,了解程式語言並非想像中困難,同時正視程式教育的迫切性。

有老師認為,每個人擁有不同的智能優勢,但都需要學寫程式,主要因為程式教育有助於啟發孩子的邏輯運算、創造力和自學能力。

學寫程式不是為了要每個人都去當程式工程師,而是要了解我們這個世界為何徹底被科技給顛覆了,學習程式將像學習英語一樣,成為現代人的必修。

 

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​本文出自當期雜誌: 未來Family2016年4月號(第10期)
​教育3.0 數位力顛覆學習究竟未來教室長怎樣?《未來Family》走訪全台數十個率先實施數位學習的教學現場,帶回第一手報導,這一波數位浪潮已經波濤洶湧,你不能不跟上。