教育部委辦 運算思維推動計畫

 

計畫緣起

 近年來資訊科技之發展迅速,資訊科技已與人類生活各方面事事交織習習相關;因此,各先進國家為了提高國家競爭力,皆已於中小學教育中開設資訊課程,例如美國、英國、德國、荷蘭、日本、澳洲等(國家教育研究院,2013)。而運算思維更列為各國課綱的核心素養;其中,美國電腦科學教師協會 (Computer Science Teacher Association, CSTA) 於2016提出之K-12電腦科學課程標準中,將其列為五大核心概念之一;而英國2013年修訂之課綱中,也期望透過資訊教育使學生能夠運用運算思維和創造力來理解和改變世界。而澳洲2014年訂定之數位科技課綱的課程核心,則是運用運算思維與資訊系統來定義、設計、實踐數位解決方案(digital solutions);紐西蘭2017年發佈之數位科技課綱亦將運算思維列為兩大關鍵能力之一。顯示出科技先進國家都將運算思維的培養、資訊科學與資訊科技的學習納入國民教育之中。

 我國課綱中「資訊科技科」亦是以運算思維為主軸,透過資訊科學相關知能的學習,培養邏輯思考、系統化思考等運算思維,並藉由資訊科技之運用與實作,增進運算思維的應用能力、解決問題能力、團隊合作及創新思考能力。綜合各國之資訊科技學習規劃可以看出,在國民小學階段,學生應能運用資訊科技工具處理生活與學習事務,並培養基本運算思維;在國民中學階段,學生應能以運算思維整合使用資訊科技來解決問題,進行團隊溝通與創作;在高級中等學校階段學生應更進一步瞭解資訊科學內涵,內化運算思維,從而發展創新思考與團隊合作之能力。

 而除了正規體制的資訊科技學習外,與國際運算思維相關活動的連結亦可是重要的學習啟發。基於前期計畫的執行經驗,可以得知國際運算思維活動有別於傳統學習活動,不但題材範圍廣,且參與過程有趣,因此參與人數逐年提昇。除此之外,透過國際活動的參與,亦可直接與各國家交流資訊教育的具體作為與成效。據此,本計畫將延續前期計畫部分工作,持續推動我中小學學生運算思維能力的培養。 

計畫目標

 本計畫之願景為:引導程式設計學習、接軌國際運算思維活動。

 為了落實臺灣學生程式設計之學習,本計畫的目標為辦理教學活動及提供教學活動素材,讓教師得以用來啟發學生對資訊科學的興趣,提高學生對資訊科技的學習動機。本計畫有三大具體工作項目:(1) 辦理國際運算思維挑戰賽,(2) 辦理海狸一日營,(3) 辦理運算思維與教學活動到縣市(學校)推廣。

  其中國際運算挑戰賽與海狸一日營皆可用以啟發資訊科學學習興趣;再藉由到縣市(學校)推廣活動,讓教師認識運算思維教學活動,並將活動適時地運用於教學當中,落實新課綱之教學。

前期計畫主要成果摘要

 為提升學生之運算思維能力,新課綱之資訊科技科必、選修學分數皆已增加且教學內容也改為以運算思維貫穿學習內涵,為了因應此改變,現職中小學資訊教師需要有適當的專業增能。有鑑於此需求,前兩期計畫分別辦理教師增能研習、運算思維教學活動、以及程式學習教學活動,希望能夠幫助教師落實新課綱的教學。

 前期計畫延續辦理實施多年之國際運算思維挑戰賽 (International Challenge on Informatics and Computational Thinking);近年挑戰賽參與人數每年平均成長10%,108年度共計143,075位學生參與,顯示教師逐漸重視學生運算思維能力的培養。

  除了辦理國際運算思維挑戰賽外,前期計畫亦延續辦理挑戰賽延伸活動──海狸一日營,於國、高中辦理8場一日營隊,108年度共計有650位學生參與。從活動回饋問卷可看出,學生對於營隊活動相當投入,並表示高度肯定營隊價值。多數學生表示,營隊活動很有趣,讓他們享受思考解題的過程;另外有部分學生表示,藉由營隊活動而認識到資訊科學,燃起大學希望就讀資訊相關科系的興趣,甚有些學生來信告知決定申請就讀資訊工程系。

  本計畫另辦理「運算思維到校(縣市)推廣」的活動,讓第一線教師了解運算思維內涵,同時透過實作介紹可在課堂中進行的教學活動。108年度共計辦理15場推廣活動,共計368名教師參與。

 

團隊成員

                                                      

     計畫主持人 李忠謀 教授                                     共同主持人 柯佳伶 副教授

現職 國立臺灣師範大學 資訊工程系(所) 教授                        現職 國立臺灣師範大學 資訊工程系(所) 副教授

  

 

 

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