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教育下一波:程式設計開啟孩子的未來

作者: 張瀞文、賓靜蓀、程遠茜(親子天下雜誌 76期)
教育下一波:程式設計開啟孩子的未來
鄒保祥攝

曾經是宅男與工程師專屬的「程式設計」,為何成為和閱讀、算數一樣重要的「新世代讀寫素養」?全球瘋程式設計的現象,將如何改變下一代的教育?

程式設計讓你想到什麼?

一看到就頭昏眼花、充滿一堆看不懂符號的反白黑底螢幕?不修邊幅的宅男?難以溝通的電腦工程師、駭客?

這個世代的程式設計已經和你的刻板印象不同!全球現正興起一股不分國籍、年齡與性別的「程式熱」。

程式設計是全世界兩億大人、小孩體驗過的「新流行」。美國非營利組織Code.org發起「一小時學寫程式」(Hour of Code)活動,利用動畫《星際大戰》、《冰雪奇緣》、遊戲《當個創世神》,吸引四歲到一百零四歲的人上線學寫程式。

這項全球超過兩億人參與、有史以來最大規模的學習活動,獲得美國政商、科技界的全力加持。總統歐巴馬(Brack Obama)成為全球第一位寫出程式碼的總統;微軟創辦人比爾.蓋茲(Bill Gates)、臉書創辦人馬克.祖克柏(Mark Zuckerberg)、Dropbox創作者安德魯.休斯頓(Andrew Houston),都錄製教學短片,直接教你寫程式的訣竅。

程式設計變成小孩的「新遊戲」。美國麻省理工學院專為兒童開發的程式語言Scratch,藉由堆疊、組合積木式指令,創造屬於自己的遊戲、動畫、影音和故事。Scratch官網從二○○七年開站以來,已有超過九百萬名會員(年齡集中於十到十五歲),創造出一千二百萬個作品。

培養國家競爭力 各國政府納程式設計入課綱

程式設計更成為世界各國開創國家競爭力,教育體系從小培養未來人才的基礎關鍵能力。

全世界最早將程式設計納入小學教育課綱的國家,是Skype的發源地、波羅地海小國愛沙尼亞。從二○一二年起,該國孩子從小一開始,邊玩機器人邊學寫程式,希望他們「不只會用電腦,還會設計電腦、創造新電腦」。愛沙尼亞總統曾經公開說明:「對美國而言,學程式是怕工作未來被科技取代,但對僅有一百四十萬人口的愛沙尼亞來說,學程式是為善用每一個人力,將決定國家未來的生存。」

創意大國英國也在二○一四年將程式設計納入課綱。英國孩子從五歲起學習Scratch,到十一歲,必須具備電腦的「雙語」能力:至少能夠使用兩種程式語言。全新課程不僅教導「使用科技」,更能從「玩家」變成「開發者」,進而培養「孵育新想法,並努力去實現」的創業精神。

到目前為止,全世界已經有包括歐洲十五國、澳洲與台灣共十七個國家,正式將程式設計納入課綱。另外,南韓、以色列、荷蘭等國,程式設計沒有進入課綱,卻直接成為中小學課程。

美國總統歐巴馬今年一月底更直接宣布,「在新經濟時代,電腦科學不再是選修科目,而是基礎能力,就像讀、寫、算數一樣重要。」將投入四十億美元,提供各州從幼兒園到高中完整的電腦科學教育,而學習程式語言是這一切的基礎。

加值工作能力 透過電腦,分析數據、拆解問題

為什麼,程式設計成為下一個世代教育關鍵字?

1. 大量軟體相關工作的需求

根據美國勞工局調查,到二○二四年全美將有一百萬個電腦科學專業相關職缺,卻只有四十萬名相關系所畢業生能勝任。在軟體逐漸主導的世界,除了程式設計師、軟體工程師,也需要更多不同類型的專業加入。

還有更多不直接和電腦資訊科學有關聯的工作,例如,金融銀行業、醫學界、新聞界、甚至娛樂業,也都需要懂程式語言和程式設計的人才。

未來,各行各業的工作者都必須透過電腦,把巨大的問題拆解成一系列小問題,找出最好的解決方案。

歐巴馬在演講中舉例,現在的汽車技工除了更換機油,還必須懂得修改上百萬條的電腦程式,比打造太空梭還複雜;醫院的護士也要看懂數據分析,才能利用電子系統管理病人健康。

2. 掌控數位生活的便利

未來的日常生活,也只會愈來愈走向數位化,被電腦產品包圍。

美國思科(Cisco)及洋基通運公司(DHL)聯合趨勢報告指出,全球現在有一百五十億個科技產品,到二○二○年將有五百億個物聯網產品(Internet of Things)。

台灣的之初創投管理顧問公司創辦人林之晨提醒,二十一世紀的現在,每個人身邊至少已經有二、三個

電腦相關的用品。未來,生活中的一切,車、冰箱、

電視都會透過網路驅動,「了解程式語言會讓設備來服務你,更符合你的需要,而不是受限於他人的設計,」他說。

面對全面數位化的時代,每個人都要懂得電腦的語言,設計語言簡單的說,就是電腦的語言。

學習程式語言,常被比喻為學習另一種「外語」。學英語讓我們得以和不同國家的人溝通,程式語言則讓我們和電腦溝通。學會程式設計,就懂得如何對電腦下指令,指揮它做出你指定的動作。

各國將程式設計納入基礎教育,主要目的不只是培養軟體工程師,更是要培養:

1.電腦的邏輯思維、問題解決的能力

2.駕馭科技的能力,利用科技來創新,改變世界

3.新的表達和創造能力

Scratch研發者、麻省理工大學(MIT)媒體實驗室的密契爾.瑞斯尼克(Mitchel Resnick)看見全球Scratch愛好者,創造出來無數獨特的互動遊戲、影片、甚至節慶賀卡,因此主張,「程式設計是一種未來人們組織、表達、分享想法的新形式,就像學英文,不僅學單字和文法,更學會自由表達自己。」

理工不再是男性專利 透過科技助人,女孩更有自信

在這波全球程式設計運動中,女孩成為注目焦點。和理工科領域中女性是稀有動物一樣,目前,從事全世界的程式設計相關工作,只有一一%是女性。因此,提高女孩參與的興趣和能力,也成為全球領袖的當務之急。

找到讓女孩起而效尤的典範。全世界第一位電腦程式設計師愛達.勒芙蕾(Ada Lovelace),是英國著名詩人拜倫的女兒。六?年代,替超音速協和式客機設計飛行紀錄器黑盒子軟體程式的,也是一群女性軟體工程師(見一三?頁)。

全球出現許多「女生專屬寫程式」的社群團體。Google特別為女孩推出Made with code網站,以皮克斯動畫《腦筋急轉彎》中的主角雷莉吸引女孩進入程式世界; Girls Who Code則集結各行業喜歡程式設計的女性,彼此交流和分享,找到安慰和共鳴。

鼓勵女孩學程式的動機也和男孩不同。比起單純學程式設計的「技能」,女孩對於幫助別人、拯救世界更有興趣和感覺。因此訴求給女孩的程式設計課的包裝,絕不能以程式語言html、Python為標題,而必須從社會影響力、解決危機與問題的主題出發,加入情感、溫暖的元素,才會讓她們有學習動機。

程式設計風潮,也吹到台灣。

除了中小學生將在二○一八年開始學程式設計,台大、清大、交大等大學人文、社會科系,也開出文科專屬程式設計選修課,讓學生有跨領域專長,為未來職涯「加值」。

在程式設計還未普及到每個孩子的學習之前,已經有少數孩子因此改變了學習重點,甚至生命方向。

高一的廖偉涵是自學生,原本對未來的期待是「考建中、上台大」,走一條穩當安全的人生勝利組之路。但小六那年學程式設計之後「看到一個更大的世界」。於是廖偉涵在九年級開始在家自學,透過線上課程自學進階程式設計,他改變了人生的規劃,「決定冒險,目標是要去矽谷闖一闖」。

十六歲的廖偉涵臉上不脫稚嫩,但說起程式設計卻滔滔不絕難掩熱情,在程式設計的學習過程裡,他除了學到程式設計的技巧,還有面對失敗、解決問題、自主學習,程式設計也為他搭了一座橋,讓他認識國內寫程式的愛好者,以及世界產業趨勢。

翻轉學習定義 沒有對錯的世界,挑戰的都是自己

程式設計的學習過程,也將挑戰傳統教育裡的舊思維和做法。

程式設計沒有所謂「唯一正解」,也因此沒有標準答案、沒有一百分。「程式設計是個從點子發想、動手創作、不斷反思的過程,沒有所謂及格六十分、滿分一百分,每個題目都有千萬種解法,沒有『正確』與否,可以不斷挑戰以更短的程式行數,達到同樣的目標,」創造「鄉民文化」的 Ptt 創站站長戴志洋說。

他回想,自己從小在電腦中摸索、犯錯、揪錯、發明新的解決方案,培養了抗壓性和耐挫力。現在他成為爸爸,也不斷提醒自己,要當一個放手讓孩子不斷嘗試錯誤的父親。

程式設計同時也是培養自學、創新、實作能力的最佳方法。

台大電機系教授葉丙成從自己學習和教課的過程中體會到,「學程式最快的方法不是靠老師在台上一直講,而是靠自己學、自己動手試。在過程中常常會碰到不懂的問題,就上網找資料、或去網路論壇爬文、問人。」這種自學的訓練和能力,正是未來人才不被淘汰的關鍵。因此,他認為程式設計教育是讓孩子自己思考、設計並實作的各種創作體驗中,成本最低的方式,愈早開始學習愈好。

許多非本科系的大人,也為了工作需要,而自學程式設計,開拓了對教養、教育的地平線。

自認是電腦白痴的媽媽陳彥融現在是網站企劃,她自學程式語言的歷程,讓她格外重視孩子邏輯思考、及動手做能力的養成。她陪伴女兒從小一開始接觸Scratch,「如果只是為了將來找一份好工作,那太無趣了。」她說,程式設計有趣在於,一台電腦就可以做出會跑、會動的東西,可以把腦袋中的想像力化為實際,可以不斷嘗試錯誤、修正、建構,可以觀察人們的需要、解決大家的難題,享受創客(Maker)的成就樂趣。

程式設計並不會取代原有的教育價值。相反的,當程式設計教育能夠依循孩子的發展,才可能在教育領域落地生根,而非曇花一現的教育流行。

「沒有標準答案」的程式設計教育,主張孩子在有趣的環境中去「玩程式」,不斷從錯誤中嘗試。它的精神和主張,影響所及絕不僅是科技教育,也將重新定義對學習的看法。

你不一定要擁抱程式設計,但必須了解它,才能在孩子開始學習程式設計時,鼓勵、支持他,勇敢駕馭科技、改變世界。

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台灣、歐洲15國,程式設計已納入課綱

▲ 愛沙尼亞,2012年全球最早納入中小學課綱

▲ 英國,從5歲開始循序漸進學習電腦科學、程式設計

▲ 西班牙、法國、奧地利、保加利亞、捷克、丹麥、匈牙利、愛爾蘭、立陶宛、馬爾他、波蘭、葡萄牙、斯洛伐克,這些國家均已納入課綱

▲ 芬蘭、比利時預計2016年研議入核心課綱

▲ 台灣已納入2018年要實行的「十二年國民基本教育課程綱要」

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未來電腦科學 專業人士薪水多40%

▲ 美國布魯金斯智庫公司(Brookings)研究,同樣是大學畢業生就業(終身薪資119萬美元),電腦科學領域畢業生薪水將多40%(終身薪資167萬美元)

▲ 美國勞工統計局(U.S Labour Stastics)調查,2024年全美將有100萬個電腦科學專業相關職缺

▲ 歐洲學校網(European Schoolnet)指出,2020年時全歐洲就業市場將會需要80萬名具備電腦科技能力的人才

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程式設計培養7大能力

▲ 了解電腦的邏輯思維

▲ 解決問題的能力

▲ 駕馭科技的能力

▲ 用科技表達和創造的能力

▲ 實做的能力

▲ 自學的能力

◎完整報導請見《親子天下》雜誌76期《程式設計》>>

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5則留言/看更多留言

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  • 傅俊隆

    翻轉學習定義 沒有對錯的世界,挑戰的都是自己

    2016-04-07 檢舉
  • emily g

    真的是很棒的文章,非常值得分享

    2016-03-12 檢舉
  • Vickie Chiou

    很實用的文章!!!!!

    2016-03-04 檢舉
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