思維 陳富傑 老師 屏東縣民生國民小學 · 2017. 5. 4. ·...
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CONTENTS NO.1 緣起
NO.2 運算思維意義與步驟
NO.3 轉化中的課程
NO.4 教學現場的實踐與成果
NO.5 問題與討論
1 緣起
1 緣起 Background
“軟體”吃掉全世界
“every company needs to become a software company.”
Marc Andreessen ,2016, TechCrunch
圖片來源
2 運算思維意義與步驟
2 什麼是運算思維 Computational Thinking
發現
問題
分析
關鍵
工具
策略
解決
方案
行動
解決
2 什麼是運算思維 Computational Thinking
解決問題的方法與過程
理解問題的本質。
發展可能的解決方案。
運用電腦、人或是兩者都可以理解方式。
呈現解決方案。
將複雜的問題解構，找出關鍵、關係、和差異，重構，組合成容
易理解的樣貌。
按照指示的方式執行就是使用程式。
2 什麼是運算思維 Computational Thinking
•如果你今天和朋友約在一個從沒有去過的地方，你可能出門前，會
先規劃路線，你會想那些路線可以到，以及那一條路最好。例如最
短、最快、或有經過喜歡的商店，接下來就會按著計劃的一步一步
進行。
•以上計劃的過程就是運算思維，按照指示的方式執行就是使用程式。
2 運算思維 四部曲 Computational Thinking
問題分解(Decomposition)
模式識別 (Pattern Recognition)
抽象化(Abstraction)
演算法設計(Algorithm Design)
拆 問題分解
(Decompositio
n)
找 模式識別
(Pattern
Recognition
模 抽象化
(Abstractio
n)
計 演算法設計
(Algorithm
Design)
解
2 運算思維 四部曲 Computational Thinking
問題分解(Decomposition)
將一個複雜的問題分解成很多的小問題，進而能夠更容易的了解，處理跟維護。
模式識別 (Pattern Recognition)
尋找問題中的相似之處，找出規律性。
抽象化(Abstraction)
摘要重點，只專注於重要的信息，忽視無關緊要的細節。
演算法設計(Algorithm Design)
處理步驟，開發解決問題的步驟、規則。
2 運算思維 四部曲 Computational Thinking
問題分解(Decomposition)
• 將一個複雜的問題分解成好幾個簡單小問題並逐一分析。
• 警官在思考破案問題的時會將複雜問題“分解”成一系列的小問題
– 是犯了什麼罪
– 犯罪何時發生
– 在那裏發生
– 有什麼樣的證據
– 是否有任何證人
– 最近是否有類似的罪行
2 運算思維 四部曲 Computational Thinking
模式識別 (Pattern Recognition)
找
規律性 共同
模式
2 運算思維 四部曲 Computational Thinking
模式識別 (Pattern Recognition)
找到 模式
沒找到 模式
按圖索驥，簡單化
大海撈針，雜亂化
速度快 速度慢
為什麼需要找模式
簡化
迅速
2 運算思維 四部曲 Computational Thinking
模式識別 (Pattern Recognition)
例如：想要畫一系列的貓
哪些屬性是大多數貓咪都有的？
眼睛，尾巴，毛髮，叫聲，喜歡吃魚。
2 運算思維 四部曲 Computational Thinking
抽象化(Abstraction)
具體化 共同
模式 模 板
（model）
2 運算思維 四部曲 Computational Thinking
演算法設計(Algorithm Design)
步驟 指示 計畫
2 運算思維 四部曲 Computational Thinking
演算法設計(Algorithm Design)
起始點
清楚的中間步驟
終結點
2 運算思維 四部曲 Computational Thinking
將問題拆解成許多小問題～拆解
比對舊經驗～找出規律性～比對
建立新經驗歸納～抽象化～建立模式
新舊經驗變成自己的工作方法～計畫～演算法
解決問題
複習一下
拆
問題分解
(Decompo
sition) 找
模式識別
(Pattern
Recognitio
n
模
抽象化
(Abstractio
n)
計
演算法設計
(Algorithm
Design)
解
3 轉化中的課程
3 轉化中的課程 12年國民基本教育課程綱要
基本理念
24
自 發 互 動 共 好
有意願，有動力 有方法，有知識 有善念，能活用
核心素養項目內涵
以核心素養為主軸 支援各教育階段之間的連貫以及各領域/科目之間的統整。
3 轉化中的課程
25
終身 學習者
自主行動
會 社
參 與
溝 通
互 動
系統思考 與解決問題
規劃執行 與創新應變
身心素養 與自我溝通
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
多元文化 與國際理解
人際關係 與團隊心得
道德實踐 與公民意識
生 活 情 境
生 活
情 境
活 生
情 境
終身學習者
社會參與
溝通 互動
自主 行動
學習意願 學習方法
活用學習
課程發展主軸－－核心素養 3 轉化中的課程
26
27
核心素養的轉化與發展
領域「學習重點」與核心素養相對應
✓學習表現
學習者面對生活環境、議題與情境時
所展現的能力、態度與行動
✓學習內容
認識人類探索世界累積的系統知識，作為解決問題過
程中的必要基礎
28
Learning
課程願景：適性揚才 終身學習
秉持自發、互動、共好的理念，透過與生活情境的結合，
學生能夠理解所學，進而整合和運用所學，
解決問題、推陳出新，成為與時俱進的終身學習者。
因應課綱的改變
若干領域/科目的師資需求將增多
30
本土
語文 新住民語文
科技
領域
第二外國語文
107年課程綱要
31
領域
科目/年級
產生領域課程綱要文件 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
本國語文
國語文 國語文
(中華文化基本教材) 國語文（1）
本土語文（閩南語文、客家語文、原住民族語文）（3）
新住民語文（1）
英語文（含第二外國語選修）（1）
本土語文/新住民語文 -
英語文 - 英語文 英語文
(含第二外國語選)
數學 數學 數學（1）
社會
生活
課程
社會 社會
(歷史、地理、公民與社會)
歷史
生活課程（1）
社會（1） 地理
公民與社會
自然科學 自然科學 自然科學
(理化、生物、地球科學)
物理
自然科學（1） 化學
生物
地球科學
藝術 藝術
藝術
(音樂、視覺藝術、表演藝術)
音樂
藝術（1） 美術
藝術生活
綜合活動 綜合活動 綜合活動
(家政、童軍、輔導)
生命教育
綜合活動（1） 生涯規劃
家政
科技 - 科技(生活科技、資訊科技)
生活科技 科技（1）
資訊科技
健康與體育 健康與體育 健康與體育(健康、體育) 健康與護理
健康與體育（1） 體育
全民國防教育 全民國防教育 全民國防教育（1）
科技領域課程綱要-國中小研修範疇
科技領域時間分配及科目組合
• 科技領域包含生活科技與資訊科技兩個科目，其時間分配如下：
• 國小階段
– 國小階段宜在三至六年級利用彈性學習課程每週授課二節課。
• 國中階段
– 國中階段科技領域每週二節課。依學期開設，採生活科技與資訊科技上下學期對開，每週連排二節課。
• 高中階段
– 高中階段生活科技與資訊科技之必修課程各為二學分，科技領域選修共八學分。
– 授課時間分配規劃：建議依學期開設，採生活科技與資訊科技上下學期對開，每週連排二節課。
3 轉化中的課程 國小階段資訊課程
基本資訊能力(用Google、Powerpoint、Excel等的能力)
三~五：資料搜尋、資料組織與表達、資料運算與分析
基本資訊素養( 指的是在網路的道德、以及怎麼保護自己等)
三~五：個人資料保護、資訊科技合理使用原則、資訊安全
四~六：資訊科技重要社會議題、 資訊倫理與法律
資料原理(資料怎麼從現實世界到電腦中存取並轉換)
四~六：資料數位化、 數位資料的表示、 資料處理(整理、壓縮、轉換)
程式設計
五~六：演算法基本概念、循序與選擇結構(Sequential & if else)、重複結構(loop)
教學典範（教師中心）
1. 知識+學習的方法
2.學習是個人與競爭。
3.學習情境與場域：特定地點與
特定時間、情境及內容。
學習典範（學習中心）
1.知識、 學習的方法及問題解決
能力
2.學習是個人亦是合作與分享
3.學習是符合學生需求達任何地點
與時間的學習
3 轉化中的課程
教 T
學 S
3 轉化中的課程
教 T
學 S
SBL PBL
焦點 教師 學習
隱喻 水桶 探照燈
方式 講述 引導、合作、討論、發現、探究、自學
角色 知識的提供者、演員 引導者、諮詢者、共同學習者、導演
目標 記憶、理解、獲得 記憶、理解、獲得、參與、啟發
4 教學實踐與成果
4 教學實踐與成果 教育現場的教師
▶外在：資訊科技工具 ▶內在： 學習理論+運算思維
4 教學實踐與成果 教育現場的孩子
孩子需要 ”被看見„
動機
自信
自學
合作
成就感
受挫力
數位
機會
媒體
素養
能力
素養
4 教學實踐與成果 運算思維課程實踐模式
課綱轉化
• 能力指標
• 教學目標
課程計畫
• 螺旋進階
• 教材編寫
教學實施
• 教學策略
• 學習策略
評量反饋
• 成效分析
• 補救教學
拆解(Decomposition) 模式識別 (Pattern
Recognition) 抽象化(Abstraction)
演算法設計(Algorithm Design)
4 教學實踐與成果 程式中的運算概念
參考自兒童程式設計KidsCoding
•對某一個任務，確定一系列的步驟 序列（sequence）
•重複執行相同的序列 迴圈（loops）
•在同一時間讓許多事同時發生 平行（parallelism）
•一件事引發另一件事的發生 事件（events）
•根據條件做決定 條件（conditionals）
•支援數學與邏輯的表達 運算子（operators）
•儲存資料、讀取資料與更新資料 資料（data）
4 教學實踐與成果 螺旋進階教材與教學
4 教學實踐與成果 螺旋進階教材與教學
0
2
4
6
8
10
12
遊戲式 任務式 專題式
技術性
趣味性
難
易
遊戲式學習-LightBot
序列（sequence）
迴圈（loops）
平行（parallelism）
事件（events）
條件（conditionals）
運算子（operators）
資料（data）
4 教學實踐與成果
4 教學實踐與成果
一小時玩程式
序列（sequence）
迴圈（loops）
平行（parallelism）
事件（events）
條件（conditionals）
運算子（operators）
資料（data）
任務式學習-Code.org
序列（sequence）
迴圈（loops）
平行（parallelism）
事件（events）
條件（conditionals）
運算子（operators）
資料（data）
4 教學實踐與成果
任務式學習
Blockly-Games
4 教學實踐與成果
E GAME –打寇島
序列（sequence）
迴圈（loops）
平行（parallelism）
事件（events）
條件（conditionals）
運算子（operators）
資料（data）
4 教學實踐與成果
自發、互動、共好
專題式學習
序列（sequence）
迴圈（loops）
平行（parallelism）
事件（events）
條件（conditionals）
運算子（operators）
資料（data）
面對問題
分析問題
提出方案
執行方案
資料來源：http://coding4fun.tw/
4 教學實踐與成果
自發、互動
你觀察到甚麼？
面對問題
分析問題
提出方案
執行方案
角色 背景 物品
變數 音效
面對問題
分析問題
提出方案
執行方案
4 教學實踐與成果
4 教學實踐與成果
面對問題
分析問題
提出方案
執行方案
（學）自學合作：
分享作品、重複與混用
（思）主動思考：
使用測試、除錯
（達）表達分享：
提出創作的媒介、回饋
4 教學實踐與成果
自發、互動、共好
4 教學實踐與成果
自發、互動、共好
5 問題與討論
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