2019教育創新100|運算思維是什麼?張琬翔跨界為孩子準備程式腦!

親子天下 更新於 2019年12月20日07:57 • 發布於 2019年12月20日07:57 • 李姿萱
2019教育創新100|運算思維是什麼?張琬翔跨界為孩子準備程式腦!
2019教育創新100|運算思維是什麼?張琬翔跨界為孩子準備程式腦!

走進台南崇學國小的校園中,遠遠地即發現其中一間教室佈置特別不同。教室裡,映入眼簾的是打破傳統制式的空間,老師不站在講台上課,而是可以坐在獨特的六邊型座位裡,與學生近距離的互動教學。

五花八門的桌上遊戲和機器人,讓經過的家長孩子駐足觀看。這是崇學國小的運算思維教室,幕後推手之一是學校老師,也是目前的課務組長張琬翔。

什麼是運算思維?「其實就是教孩子『邏輯思考』和『問題解決』。」張琬翔說著,運算思維不僅涵蓋了程式設計的訓練,更廣闊地培養孩子有系統地思考問題。

文組背景,同理學生的困難

「別人都以為我是理組的,以為我是程式設計出身。」談起背景,張琬翔笑著說,其實大學時期念的是初等教育,直到大三才開始接觸數位科技。但也因為不是「純理科人」,教學時特別能同理學生的需求,「我會想說,怎麼讓能力比較弱的孩子產生興趣,有信心學程式。」

直接講解迴圈、布林值(Boolean),學生第一時間無法理解,就會興趣缺缺。但在這間運算思維的教室裡,沒有艱澀的名詞解釋,而是讓孩子走進「桌遊大觀園」,學生動手摸索,「這些不插電的遊戲可以讓孩子在破關中學會拆解問題。」張琬翔自信滿滿地介紹。

「小儒是補救教學的學生,寒暑假來上補救教學時,眼神就會很渙散。」他提及,學校會在寒暑假時開班,課業較落後的學生要來「補救」程度。雖然是不同老師教學,方法也不同,但孩子對學科的挫折感存在,補救教學的效果仍有限,「我想到運算思維其實跟數學邏輯有關。」

平常上補救教學時,看到書死氣沈沈的小孩,聽到玩遊戲,眼睛馬上閃閃發亮,「他玩遊戲的時候很專注,你會發現他也做得到。」其實張琬翔在求學過程中經歷過挫折,「以前國小成績普通,考老師也花了七年。」所以在他眼中,這些孩子就像小時候的自己,拉他們一把,是他的教學使命。

桌遊《無敵闖關王》讓孩子在享受遊戲樂趣的過程中,學習建立規劃,順序推理和解決問題的能力。張琬翔提供

普及閱讀,不插電的程式設計

教學生涯中,前兩年是電腦老師,程式設計和Scratch軟體應用在崇學國小的資訊課中已推行近十年,「但學生學的時間只有一學期,常常囫圇吞棗就讓課程過去。」有感於學校資訊課的節數限制,張琬翔開始想著,如何讓程式設計跳脫資訊課,成為更普及的「全民運動」。

決定籌備教師社群,召集學校其他老師討論,張琬翔從課程擬定,辦營隊試教課程,到課程正式上路,他全程參與,不假他人之手。可是要老師改變,容易嗎?

「我們學校很重視閱讀,各個老師推廣閱讀時非常認真,也都有各自的特色。」張琬翔靈光乍現,崇學國小引以為傲的「閱讀」,成了全面推動最關鍵的一塊拼圖。

結合繪本,英文老師教程式碼的英文單字;國文老師的閱讀課,奠定資訊科學的理解速度;數學課中的座標、角度則是Scratch動畫繪圖的先修。張琬翔不再單打獨鬥,每個老師都是推動運算思維的齒輪。

為孩子尋找適合的書籍,沒有一步登天的訣竅,只有不斷試誤的恆心與毅力。「我很常逛書店,兒童類、青少年類跟資訊科技有關的,我就會立刻買一本來讀。」抬頭一望,才發現電子白板兩旁,張琬翔買的成冊的書,正慢慢地砌成一面牆。

學生透過長期閱讀,獲得程式設計的先備知識,到了五年級下學期進入電腦實作課程,拆解問題變得快速,邏輯也更清晰,再加上聽得懂、跟得上課程內容產生的自信感,雖然張琬翔坦言,仍在摸著石頭過河,但看見孩子臉上的笑容,再多的辛苦都值得。

低年級學生從《露比任務》繪本開始接觸程式設計,擁有先備知識後,高年級進行電腦操作時可以更快進入狀況。張琬翔提供

結合生活,micro:bit也是溫度計!

「以前教小孩寫程式,程式寫完就放在電腦裡沒有應用,但現在我們把它放進micro:bit(4x5公分的STEM教育用微電腦板)裡面,小朋友就可以實際操作,跟生活更緊密的結合。」張琬翔一邊介紹把玩在手心的小型電路板,一邊示範它如何像手機裡的陀螺儀,感應周遭環境顯示出不同的箭頭方向。

電路板上25顆LED燈,隨著寫入程式的不同變明變暗,形成不同的信號,「兩個人寫好之後還可以玩骰子,可以對戰。」張琬翔分享班上小男生們如何用小電路板競賽時,身體也跟著孩子的雀躍舞動了起來。

不只可以辨認方向,micro:bit還能感測「溫度」。「學校有綠屋頂,我給孩子電路板,讓他們去實測看看,學校有裝綠屋頂和沒裝的地方,溫度有沒有差別。」了解程式語言不是只能存在於電腦中,張琬翔帶著學生走出戶外,利用實作,融入生活的小常識與地球面對的大議題。

「不是一定要學會寫程式,而是學會思考。」張琬翔強調,學習任何事物都需要一點點的天份,所以並非要每個孩子都在程式設計上表現傑出,而是透過接觸,從中體驗運算思維的趣味,進而訓練電腦般有系統地規劃、思考,更有步驟地安排大大小小的事情。

帶著學生動手做、做中學、學中思,面對世界的快速變遷,張琬翔培養孩子透過運算思維拆解問題,也鼓勵這群未來的主人翁捲起袖子,參與改變,著手解決問題。

崇學國小建造的綠屋頂,讓孩子透過mibro:bit量溫度享受與大自然接觸的樂趣,也藉此了解全球暖化的議題。張琬翔提供

張琬翔│小檔案
 
教育創新特色:以閱讀理解、桌遊和程式軟體培養運算思維,讓孩子學會擬定計畫,有系統地解決問題。

教育創新不藏私 :分齡設計系列課程,先以不插電的情境童書與遊戲,引導孩子在生活中學習與程式設計相似的概念,再延展跨科教學,讓孩子準備相關知識,最後以電腦實作課程,加強程式應用的能力。

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