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數位教與學 給我的啟發:終身學習者未來科技的跳板 —公私協力STREAM PBL程式研發教學平台規劃

作者: 
林逸馨
日期: 2021-01-07

   美國發起的STEM教育,後來加了藝術(Arts)變成STEAM,現在又演進為STREAM,多出來的R指的就是寫作。未來世界,寫作是一項異常重要的團隊合作和溝通能力。美國獲得諾貝爾獎的科學家和美國國家科學院院士跟一般的科學家來做對比,差異在什麼地方。差別不在他們的科學素養,而在寫作。而在未來教育中,最具代表性的寫作就是編寫程式,尤其在資優教育的發展上。

   未來的學校,實際上就是盡量利用信息的技術把我們低層面的東西交給學生去自學,然後更多的是活動,過往傳統課堂重視知識、理解,但未來課堂重視應用、分析、綜合、評鑑;資優生與一般生最大差距在於解決問題的能力,以寫程式為例,資優生能立即因題目變動改寫程式,如將10進位遊戲改寫為2進位。

    Steve Jobs once said, "Everybody in this country should learn how to program a computer... because it teaches you how to think."   「這個國家的每個人都應該學習如何對寫程式……因為它可以教您如何思考。」—蘋果公司創辦人之一史蒂夫·賈伯斯

    Learning to write programs stretches your mind, and helps you think better, creates a way of thinking about things that I think is helpful in all domains. - Bill Gates, Chairman, Microsoft    「學習編寫程式可以使您大長見識,並幫助您更好地延展思考,並創建一種思考角度,這種思考能力在任何領域上都很有幫助。」—微軟開創人比爾·蓋茲

    程式語言是獨一只可透過書寫詮釋的語言,也是一個由0和1建構的學習場域(數位訊號),既不能容忍任何差錯、卻又沒有「標準答案」,凡事只能靠不斷地嘗試失敗、摸索磨練中,追求優化再優化的成果、並提升自己的能力;學習寫程式最重要的事情,不在於程式語言本身,而是在改變了一生的學習態度,這學習態度就是在學習歷程中需保有相當的堅持與熱情,而我也深信,這樣的學習態度,是任何專業領域都可以受益匪淺的珍貴財富!

    學習程式最看重的是一點一滴的積累和再三思辨。思考題目的含義,思考如何設計答案及找尋答案的能力,先專擅地選擇一門自己真正頗感興趣的領域,如Python,等你由始至終學完一門課的時候,想學下一門的膽怯和障礙也必然大幅度降低。在遭遇瓶頸時與其正面交鋒,你更應該做的是適時稍停,放下手邊的問題,過一段時間後,也許你會意外地發現探求已久的答案往往近在眉睫。

於教學現象場內應優先發展以下四大方向:
一、自造基地--運用專業知識,創新的態度,與教學夥伴策略結盟。
二、3D列印--融入課程,學習「人人談創新,時時想創新,處處求創新」精神。
三、scratch程式軟體設計--啟發和激勵學生在愉快的環境下經由操作去學習程式設計、數學和計算知識,同時獲得創造性的思考,邏輯編程,和協同工作的體驗。(搭配code.org一小時玩程式及班級群組進度有效個別化差異教學)
四、Arduino開發板機電整合硬體實踐--設計和製造單板微控制器和微控制器套件,用於構建數位裝置和互動式物件,以便在物理和數位世界中感知和控制物件。

公私協力STREAM PBL程式研發教學平台規劃:
一、scratch程式軟體設計專區-- (整合積木程式教學平台) 搭配code.org一小時玩程式及班級群組(能掌控各自進度,策使有效個別化差異教學),或E-gmme打寇島(是一個由高雄市教育局所開發的一個線上解謎遊戲以遊戲的方式規劃程式設計學習的關卡)。
二、其他軟體程式專區 Python網路爬蟲技術應用、C語言、C++…等。
三、開發板機電整合硬體實踐專區—(初階課程主要是開發板接電路,進階課程則是寫程式) Arduino、聯發科 linkit(line機器人製作、手機下載linkit Remote APP)、Micro:bit、人機介面設計(手機和平板介面設計不同)…等。 (以Arduino為例,五種模組建立由易到難課程教學影片,放置所有外接模組套件及程式)
四、機器人專區—如程式自走車(mBot)、四軸飛行器(Tello EDU飛行器) 、仿生機器人、LEGO®Education SPIK™ Prime機器人…等。
五、AI專區—AI人工智慧機器人組(威盛AI系統,在教學師資上可找台師大科技系合作)、AI自駕車、ESP32-CAM結合AI影像辨識-自動結帳系統、HaloCode光環板結合IoT和AI應用…等。

國小程式語言教育規劃-一週至少2節課,最好連續2節(含收硬體套件時間)

    學校需在教學部分跟大學結盟,爭取師範大學(工業設計系)發展生活科技、及實踐大學、國立戲曲學院的協助。未來科工館將成為國內科技人才培育重點搖籃,若能結合圖書館、科工館活動,如圖書館付講師費及彙整報名民眾資料,自造中心提供場地,民眾自付材料費或科工館提供場地,民眾自付材料費,此將成為成人教育新模式,未來漸趨成熟促使終身學習正向發展,自造中心必將跨領域、跨階段別整合相關教育資源,如以科技輔導協助特教EBD學生。創客(maker)的風潮席捲全球,強調學生可以藉由科技或傳統工具結合科學(science)、技術(technology)、讀寫(writing)工程(engineering)、藝術(art)、數學(mathematics)等學科知識,自由發想、發揮創意動手做出創意。創客精神的實踐就是十二年國教新課綱最強調的素養,協助學校營造具前瞻性的創客環境,引領孩子能與世界同步,徜徉在自造運動的天地以期發展未來關鍵的6C創造力與想像力、批判性思維與問題解決、溝通、合作、品質教育、公民的權利與義務。

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