培育孩子的運算思維與態度
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培育孩子的運算思維與態度

焦點專題
「運算思維」(Computational Thinking)顧名思義就是「像電腦科學家般思考」,不過運算思維絕不止於學會電腦語言編寫程式,而是思考及解難的過程和能力。有引入相關課程的學校更喜見特殊學習需要(SEN)學生因思維模式訓練而得益。運算思維既是新生代必須具備的能力,教師亦必須學習如何教授,師生可如何迎接這新挑戰?
 
英國是目前在運算思維教育發展較前沿的國家,已將之納入常規課程,中小學生均需透過編程學習。芬蘭近年亦取得進展,不過有別於將編程獨立教授,芬蘭是在跨學科中滲入編程的思維。至於美國只有部分州省如麻省各自制訂課程及標準。
 
無論是否納入常規課程,運算思維教育已在教育界漸漸成風。然而香港教育大學數學與資訊科技學系江紹祥教授認為,香港學生學習編程的時數並不足夠。去年推出的 「賽馬會運算思維教育」計劃(CoolThink@JC),便旨在研發一套運算思維課程,並將經驗供全港使用,江是督導委員會委員之一。
 
江表示,課程目的是培育學生成為具創意及解難能力,並可以運算角度觀察世界的人。課程主要透過編程活動進行,江強調:「我們不是要每一個學生成為程式編寫員,但他們需具備這種思維模式。」簡單而言就是讓學生習慣以電腦科學家模式思考,包括透過編程及相關課堂活動,學習發掘問題、拆解問題、概念化及模組化、找出可行的運算解決方案。
 
課程亦強調解決真實問題的重要性,故學生每個學期均要完成一個解決日常生活疑難的項目,江希望學生最終能建立一套發掘問題並想出解決方法的習慣。「我們希望三年後他們眼睛看出去的世界,會較其他沒上過這課程的學生更具競爭力」。
 
這嶄新的課程既令部分任教教師憂慮,但亦令他們為取得的教學成效相當鼓舞。樂華天主教小學是計劃先導學校之一,資訊科技主任馬樂怡老師坦言,9人團隊中只有數名教師曾接觸電腦科學相關知識,只能邊學邊教。但馬老師亦開心謂,學生相當投入,教師更發現課程對SEN學生成效顯著,不少SEN學生數理較語文強,且撇開較死板的學習模式,得以發揮創意及建立自信,運算思維的模式亦明顯有助他們學習及呈現成果。
 
計劃專家小組成員之一、美國麻省理工學院App Inventor課程總監 Josh Sheldon在培訓教師方面經驗豐富。他指教師無須過份憂慮,運算思維其實早已存在於各學科。例如以運算思維中的重用及重組的認知,分析歌曲的節奏;繪畫人臉亦包含了運算思維中的簡化算法,將人臉這「問題」拆解在畫布上的方格框內。
 
當然,教師亦需突破傳統教學模式。運算思維教育需配合大量互動的離線活動(unplugged activities)及電腦語言的學習,Sheldon強調,大部分教師都不是這方面的專家,因此更需要與學生一同學習,「我喜歡用『共同學習者中的專家(expert co-learners)』去形容這情況——教師知道如何取得資訊,並較學生學習得更快.... 另一種說法,是學生的同行者(guide on the side),而不是講台上的智者(sage on the stage)」。
 

昔日電子報