2019教育创新100|运算思维是什么?张琬翔跨界为孩子准备程式脑!

如题所述

第1个回答  2022-11-23

以绘本学程式码单字,把micro:bit当温度计,用阅读训练逻辑。张琬翔将运算思维融入一般课堂中,用桌游带孩子了解简易程式概念,动手操作机器人玩创意!

走进台南崇学国小的校园中,远远地即发现其中一间教室布置特别不同。教室里,映入眼帘的是打破传统制式的空间,老师不站在讲台上课,而是可以坐在独特的六边型座位里,与学生近距离的互动教学。

五花八门的桌上游戏和机器人,让经过的家长孩子驻足观看。这是崇学国小的运算思维教室,幕后推手之一是学校老师,也是目前的课务组长张琬翔。

什么是运算思维?「其实就是教孩子『逻辑思考』和『问题解决』。」张琬翔说著,运算思维不仅涵盖了程式设计的训练,更广阔地培养孩子有系统地思考问题。

「别人都以为我是理组的,以为我是程式设计出身。」谈起背景,张琬翔笑着说,其实大学时期念的是初等教育,直到大三才开始接触数位科技。但也因为不是「纯理科人」,教学时特别能同理学生的需求,「我会想说,怎么让能力比较弱的孩子产生兴趣,有信心学程式。」

直接讲解回圈、布林值(Boolean),学生第一时间无法理解,就会兴趣缺缺。但在这间运算思维的教室里,没有艰涩的名词解释,而是让孩子走进「桌游大观园」,学生动手摸索,「这些不插电的游戏可以让孩子在破关中学会拆解问题。」张琬翔自信满满地介绍。

「小儒是补救教学的学生,寒暑假来上补救教学时,眼神就会很涣散。」他提及,学校会在寒暑假时开班,课业较落后的学生要来「补救」程度。虽然是不同老师教学,方法也不同,但孩子对学科的挫折感存在,补救教学的效果仍有限,「我想到运算思维其实跟数学逻辑有关。」

平常上补救教学时,看到书死气沈沈的小孩,听到玩游戏,眼睛马上闪闪发亮,「他玩游戏的时候很专注,你会发现他也做得到。」其实张琬翔在求学过程中经历过挫折,「以前国小成绩普通,考老师也花了七年。」所以在他眼中,这些孩子就像小时候的自己,拉他们一把,是他的教学使命。

桌游《无敌闯关王》让孩子在享受游戏乐趣的过程中,学习建立规划,顺序推理和解决问题的能力。张琬翔提供

教学生涯中,前两年是电脑老师,程式设计和Scratch软体应用在崇学国小的资讯课中已推行近十年,「但学生学的时间只有一学期,常常囫囵吞枣就让课程过去。」有感于学校资讯课的节数限制,张琬翔开始想着,如何让程式设计跳脱资讯课,成为更普及的「全民运动」。

决定筹备教师社群,召集学校其他老师讨论,张琬翔从课程拟定,办营队试教课程,到课程正式上路,他全程参与,不假他人之手。可是要老师改变,容易吗?

「我们学校很重视阅读,各个老师推广阅读时非常认真,也都有各自的特色。」张琬翔灵光乍现,崇学国小引以为傲的「阅读」,成了全面推动最关键的一块拼图。

结合绘本,英文老师教程式码的英文单字;国文老师的阅读课,奠定资讯科学的理解速度;数学课中的座标、角度则是Scratc *** 绘图的先修。张琬翔不再单打独斗,每个老师都是推动运算思维的齿轮。

为孩子寻找适合的书籍,没有一步登天的诀窍,只有不断试误的恒心与毅力。「我很常逛书店,儿童类、青少年类跟资讯科技有关的,我就会立刻买一本来读。」抬头一望,才发现电子白板两旁,张琬翔买的成册的书,正慢慢地砌成一面墙。

学生透过长期阅读,获得程式设计的先备知识,到了五年级下学期进入电脑实作课程,拆解问题变得快速,逻辑也更清晰,再加上听得懂、跟得上课程内容产生的自信感,虽然张琬翔坦言,仍在摸著石头过河,但看见孩子脸上的笑容,再多的辛苦都值得。

低年级学生从《露比任务》绘本开始接触程式设计,拥有先备知识后,高年级进行电脑操作时可以更快进入状况。张琬翔提供

「以前教小孩写程式,程式写完就放在电脑里没有应用,但现在我们把它放进micro:bit(4x5公分的STEM教育用微电脑板)里面,小朋友就可以实际操作,跟生活更紧密的结合。」张琬翔一边介绍把玩在手心的小型电路板,一边示范它如何像手机里的陀螺仪,感应周遭环境显示出不同的箭头方向。

电路板上25颗LED灯,随着写入程式的不同变明变暗,形成不同的信号,「两个人写好之后还可以玩骰子,可以对战。」张琬翔分享班上小男生们如何用小电路板竞赛时,身体也跟着孩子的雀跃舞动了起来。

不只可以辨认方向,micro:bit还能感测「温度」。「学校有绿屋顶,我给孩子电路板,让他们去实测看看,学校有装绿屋顶和没装的地方,温度有没有差别。」了解程式语言不是只能存在于电脑中,张琬翔带着学生走出户外,利用实作,融入生活的小常识与地球面对的大议题。

「不是一定要学会写程式,而是学会思考。」张琬翔强调,学习任何事物都需要一点点的天份,所以并非要每个孩子都在程式设计上表现杰出,而是透过接触,从中体验运算思维的趣味,进而训练电脑般有系统地规划、思考,更有步骤地安排大大小小的事情。

带着学生动手做、做中学、学中思,面对世界的快速变迁,张琬翔培养孩子透过运算思维拆解问题,也鼓励这群未来的主人翁卷起袖子,参与改变,着手解决问题。

崇学国小建造的绿屋顶,让孩子透过mibro:bit量温度享受与大自然接触的乐趣,也借此了解全球暖化的议题。张琬翔提供

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