21世紀數碼新思維 運算思維解問題
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21世紀數碼新思維 運算思維解問題

焦點專題

運算思維是廿一世紀學生必須具備的能力,以解決現今社會的複雜問題,透過應用編程、人工智能等,相關技能可得以提升。學界近年大力推動STEM和人工智能(AI)教育,並於中小學階段引入編程教育,以培養學生的運算思維能力。

陳瑞祺(喇沙)小學多年前已在校內積極推動運算思維課程,成功啟發學生勇於嘗試、敢於拆解難題。研究本地科技教育發展多年的香港大學教育學院助理教授黃家偉博士則認為,運算思維與科技教育的關係非常密切,目前本地教師對STEM教育的理念和模式並不陌生,發展正逐漸步入「鞏固期」,學校應釐清STEM教育中四個科目的角色,並更深入反思學生的真正興趣所在,改善其學習過程。

編程教育 啟發數碼創意潛能

陳瑞祺(喇沙)小學林惠玲副校長及教師團隊,在四年多前參與「賽馬會運算思維教育」計劃,為校內師生引入編程教育,旨在培養學生運算思維能力,校方其後積極於校內推行多項改革,鼓勵師生發展運算思維能力。

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(陳瑞祺( 喇沙)小學常識科科主任黃志鴻老師(前排左三)、數學科科主任劉俊樂老師(後排左一)及多位教師於「賽馬會運算思維教育嘉許計劃」中獲獎。)

林副校長稱,運算思維的課程包含很多邏輯思維訓練,教師教學時格外需要透過提問,以及啟發思考的活動,助學生掌握過程中的解難方式。故此,該校特別重新編配時間表,增加數學科、常識科和電腦科課時,部分年級甚至增加隔週一次的雙節課,令學生有充足時間均衡發展STEM與運算思維能力。此外,任教不同科目的教師會共同備課,各按其專業範疇共同設計迎合學生需要的教案,例如英文科外籍教師亦會參與編程教學,務求讓教學發揮最大作用。她稱該校學生以往一般較害羞、膽小,自從加入STEM等教育後,他們雖則年紀小小,卻變得勇於嘗試、較有自信,令教師非常有滿足感。

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(學生學習使用Scratch進行編程。)

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(學生以「家居抗疫小法寶」為主題,製作智能家居助理系統,提升學童在家的抗疫意識。)

融匯教師所長 共同協作

她強調,學校要成功推展運算思維教學,就必須全校投入參與。該校着重教師專業培訓,每年會安排不同教師參與進修課程,包括英文科、數學科教師等,不讓電腦科專美。在她眼中,運算思維不單是一個科目,而是一項技能、態度,以至知識的培養;將運算思維融入各科,讓學生於不同領域都能運用,才是成功培育未來人才的關鍵。

開展AI教育從何入手?

香港大學教育學院助理教授黃家偉博士亦分享了他對運算思維、STEM教育及AI教育三者的見解。黃博士認為STEM教育和AI教育均旨在培養學生的解難能力,應對未來複雜多變的社會環境。他指出,科技與工程有機會取代科學和數學成為引領世界的主流,學生須利用解難能力,刺激思維,發展更多工具解決生活中的難題,而人工智能與運算思維能力兩者實是相輔相成。

黃博士深信,AI是帶領未來科技潮流的主要方向,他建議本地學校在推行AI教育時,可從三方面入手,包括AI概念、AI應用、AI道德。例如,AI可應用於跨學科,協助學生培養面對綜合社會問題的解難能力,小學生於資訊科技課學會使用AI工具後,常識科教師可在課堂上帶領學生思考不同議題,討論解難方案,再把議題及方案帶回資訊科技課上動手實踐,成為專題研究;數學科的處理數據能力,亦同樣可輔助學生理解及應用AI。

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(香港大學教育學院助理教授黃家偉博士展望,未來AI教育發展可更多元化且深入,學界應更積極參與,一起為學生的全方位學習作出貢獻。)

學習AI的意義

黃博士自小接觸編程,醉心研究新科技悠悠數十載,他稱目前AI技術已經存在於不同學科,包括科學、商業、醫學應用等範疇:「我們並非要利用AI學習數學,反而該好好反思如何教導學生學好數學、科學知識,讓學生在運用AI解決日常問題的方案中,好好利用所學的知識,為不同科目的知識賦予學習意義,提升學習動機。」

他看好未來的科技教育發展,認為本地學校具備豐富條件創造理想的AI教學環境,並鼓勵教育界各持分者應盡早將目光放遠。他強調,科技每分每秒都會更新,要令學生不害怕科技,就需要培育他們對科技的興趣。「我們不期望每個學生都對科技抱有興趣和堅持,但學校是一個為學生提供不同學習機會的重要場所,讓他們透過不同體驗找出自己的學習和專業興趣所在,使他們不害怕接觸科技,並明白科技是協助他們完成夢想的工具。」

欲探討更多有關運算思維及AI教育的策略,請留意於7月20至23日期間舉辦的LTE Online,學者及經驗教師將於網上研討會中分享箇中成功之道;以及瀏覽教育局的培訓行事曆,報名參與7月7日舉行的「科技知識增益系列:(1) 研討會 – 人工智能 」,緊貼最新發展。

焦點專題, 網上教學, 運算思維, STEM, 編程, 人工智能

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