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用機器人玩出5c能力

‧得獎名稱:教育部103年資訊科技融入教學創新應用典範團隊」選拔活動

‧學校名稱:宜蘭縣國華國民中學

‧簡  介:

「無敵鐵金剛」是許多人難忘的純真回憶,陪伴許多人度過童年的美好時光。在國華國中,也有一位為之著迷的老師。他夢想能將兒時心目中的偶像-無敵金剛,帶到上課的講堂與學生分享;他夢想冷冰冰的資訊教室能幻化成一座綺麗繽紛的夢工廠;夢想學生能親手創造出專屬於自己獨一無二的無敵鐵金剛。如何才能將無敵鐵金剛重現教室中,這時,團隊成員想要利用「機器人」來幫忙實現夢想。就這樣,這個從最純真的童年開始的教學發想,希望透過活化、整合的課程,把學習主導權還給學生,陪伴學生找到學習最單純的快樂讓每位學生用機器人『想、學、用、心、玩』。


‧資料來源:教育雲

‧主辦單位:教育部

‧承辦單位:臺北市政府教育局、臺北市西湖國民小學

在傳統的資訊及科學教育教學過程中,資訊教育完全著重於應用軟體的教學,如文書處理、簡報、網頁製作等套裝軟體的應用方式。應用軟體教學固有其重用性,但若以長達七年的電腦課程,讓學生一再反覆 練習應用軟體操作,不僅未能幫助學生運用資訊科技學習如何問題解決及培養邏輯思考與創新思維,更不免虛擲了可貴的學習時問。

教師團隊不僅要反思,這樣的資訊課程是現在學生需要的嗎?現在的學生需要什麼課程?需要培養什麼能力?而我們的課程是否適合現在的學生?我們的課程是否能培養現在學生未來的能力?我們學校是否能發展出屬於自己的課程?教師團隊開始著手設計一套以「數位使用者」,升級為「數位設計者」為出發點的課程。

而科學教育因只注重知識的形成與建立,無法和生活做有效的聯結,學生雖具備科學知識,卻無法活用於日常生活之中,甚至無法真正理解所學科學知識概念。
  那麼面對新世代數位原民及 12 年國教,學校的資訊及科學教育到底該教些什麼?又該如何讓電腦成為良好的輔助學習工具呢?在眾多推陳出新的數位科技內容中,特別值得注意的是,程式設計已經成為數位科技使用流暢度的共同指標,因為數位流暢度需要使者的,不是聊天、瀏覽和單純作互動的能力,而是創造和發明新的影音媒體的能力(Marc Prensky,2010)。

用機器人玩出5c能力      title="用機器人玩出5c能力" alt="用機器人玩出5c能力"

因此,本課程方案以課程統整的思考脈絡,透過專家諮詢、教師學習社群分析及相關教學資料探討,整理出學生學習資訊、數學與科學等課程的相關問題與 可能解決之道,據此發展出課程教材,即強調問題解決的歷程,以學習者的思考立場出發,統整數學、科學與資訊課程的學習並融入藝文教育,透過問題解決 的情境模式,引發學生能應用數學、科學及科技知識來設計簡易的 Scratch 程式及機器人,並激發學生的學習動機、腦力思考及創造力,以期讓學生能在國中階段培養良好的學習態度,主動探究的精神,不僅體驗到電腦程式語言、互動電子裝置 arduino 及機器人動手做的創造設計,也在設計及動腦的過程中,再次學習到原本不易理解的數學及科學課程相關概念,讓互動科技當學生的學習夥伴,預期學習科學、數學及科技對他們而言將不再會是枯燥乏味或是令人害怕的事,取而代之的將是熱切與期盼的學習心態。

用機器人玩出5c能力

課程規劃以資訊、數學、自然及藝文知識做為課程統整的概念,並整合互 Google 3D 機器人繪圖課程、 心智圖課程、Scratch 資訊數學課程、S4A 機器人動手玩科學及藝文機器人美學,並規劃於本校的一年級資 訊課及藝文課實施全面性統整教學,課程單元如下。

用機器人玩出5c能力

影片瀏覽:

用機器人玩出5c能力-教學歷程影片

課程從無到有,從有到完整

當我們在設計課程時,希望能有所參考,但機器人課程在全台沒有一所國中有實施過。抱著既期待又怕失敗的心態,我們戰戰兢兢地研究新課程,終於有了 一套完整的課程。

學生多元學習,學以致用

「動手玩機器人課程」以資訊課程為主,統整了數學、藝文課程,讓學生的學習更有彈性,可以發揮多元的能力,激發學生有創意的思考、引導學生有系統化的推理、促進學生與他人合作,並將在數學及藝文 課堂上所學得的,應用在「機器人」作品上。

學生學習效果明顯提升

學生對於資訊課使用 Scratch 融入數學領域學習方式,皆表示非常能接受,因為用遊戲式的方式引入數學教學,讓學生在學習數學及程式設計時能充滿著趣味性,對於學習數學也有所期待,不會排斥。

用機器人玩出5c能力

教學團隊在九十六年教育部的創新教學研討會下首次接觸到 Scratch。Scratch 是一套圖形化程式設計軟體,是一種新的程式語言,讓人們可以輕易的創造自己的數位作品。近年來麻省理工學院致力將 Scratch 推動於中小學,讓學生在學習程式設計時擁有免費的視覺化程式設計軟體。

團隊教師從九十六年起開始著手規劃 Scratch 課程,其間經過嘗試、修正、再調整,為的是想建構一套適用於國中學生使用之機器人資訊科學教材課程。另外還運用設計發展研究 DBR(Design-Based Research,簡稱 DBR)。

DBR 是強調教育研究者必須在實際的教學環境中進行研究,藉以了解學生如何學習,並建立及發展出可以應用在教學現場的實務理論,還要設計設計出可以用來改善教學實務的教學方案。

用機器人玩出5c能力

堅持夢想 不斷前進

凝聚共識「堅持夢想‧創造未來」,營造出友善的 12 年國教多元學習環境,播下永續發展種子。讓每位參與課程的學生以「學習、成長、服務」大手拉小手的精神把愛傳下去!

多元學習環境 創造未來

近年來,印度及韓國軟體工業的快速成長,正是其程式設計教育成功的最佳例證,帶動英國在今年也發起兒童學習程式設計教育計畫,讓孩童從五歲開始學習程式設計。而美國著名科技巨頭比爾•蓋茨、 Facebook 創辦人馬克扎克伯格等人呼籲美國重視學童程式設計教育,而我們台灣從國小三年級就學 Word、 PPT 與影像處理,到國中還是學一樣的,高中再重學 一次,這是我們目前普遍存在於學校的資訊教育。

本創新教學方案為迎接十二年國教的來臨,經營一 個友善及多元的學習環境,運用資訊化與科技化的教育模式,跳脫傳統課堂學習方式,來提升學生的學習動機及興趣。用創新的嘗試規劃多元的課程,希望培養學生資訊擷取、應用與分析、創造思考、問題解決和溝通合作的能力。實施成果可感受到學生的學習力極強、創意無限,不僅在學習新資訊科技的表現更快、更好,對結合之領域科目學習內容的吸收,多數學生也都有正面增長的回饋,極有相互加乘效果。故,若能有效推廣與實施,亦能對資訊及科學教育的未來方向提供更豐富的資訊。

大手拉小手把愛傳下去

未來本校將以「童玩文創。機器人美學」概念,結教合電腦 3D 繪圖及 3D 列印技術以回收材料,如木材(宜蘭為木材的故鄉)、回收科技資源環保概念,推動木創、綠色資源等創意教學,「用機器人資訊科學培育國之菁華、機器人教育在國華發光」,也希望參與課程的機器人志工以「學習、成長、服務」大手拉小手的精神把愛傳下去!

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