臺灣100專案介紹
陳金助 宜蘭縣竹林國小教師

低成本、低門檻的基礎科技教育


位於宜蘭羅東的竹林國小,資訊教室裡兩排電腦前都坐了六年級的小朋友,每個孩子都專注看著螢幕,雙手在鍵盤上不斷跳躍;這些孩子有的原本連開機都不會,但現在都能夠寫出自己的「PM2.5 細懸浮微粒自動監測警示系統」程式,一些更小型的生活中常見的應用程式更是信手捻來。

現在的孩子都無法抗拒科技時代的狂潮,竹林國小位於「不山不水」的宜蘭,偏鄉、沒錢的外在條件,孩子如何養成基礎的科技素養?因此陳金助老師 5 年前開始尋找適合的教學模式,發現 Scratch 積木式程式設計結合外部感應器,可以達成簡單的自動控制功能,進一步讓國中小學生創作一些作品改善生活或是增加樂趣,只要幾百元就可以開始讓學生堆疊心中的夢想。


專案具體內容:

5 年前,全世界開始吹起了一股程式寫作及「自造者」(Maker)風潮時,竹林國小資訊組長陳金助老師,希望能夠引導學生透過一連串的觀察與模擬實作,將科學理論融於教學中,引導學生探究及學習科技領域知識,讓學生了解日常科技產品的基本運作原理,培養學生解決「生活應用」問題的能力,幫助學生瞭解如何應用生活中常見的科技產品,讓學生對於科技影響生活能有一些更深刻的認知,使每一位孩子都能具備基本的科技素養。

【科技教育,面臨師資困難】

推動資訊教育,師資是一個大問題,很多學校的資訊老師不是本科系畢業的,平常還要兼任其他領域科目及許多雜事,實在無法好好專心在資訊課備課。陳金助老師認為,面對 12 年國教新課綱,小學校老師需要的應該是從基礎初級到進階專題都完整的教案,像課本一樣可以讓老師跟著一課一課的教下去,這樣學會基礎再學進階就容易了。

【簡化課程內容,更適合國小生入門】

傳統的機電整合創客課程需要使用文字編碼來控制外部感應器,學習內容較為艱深,國中小學生不容易學習;陳金助老師開始尋找適合教學模式,發現 Scratch 積木式程式設計結合外部感應器,可以達成簡單的自動控制功能,可以達成簡單的自動控制、機電整合功能,同時加入創新的內涵,發展出符合 STEAM(科學 Science、技術 Technology、工程 Engineering、藝術 Art 及數學 Mathematics)的教學課程,以整合的教學方式,培養學生掌握資訊科技的知識和技能,靈活運用以解決生活上的問題,內容包含跨學科、趣味、體驗、情境、協作、設計、藝術、實證和技術等融合課程。

這一套簡化過的 STEAM 課程,著重在基礎教學,培養運算思維能力,學生學習基本的電子、電路學概念,了解基本材料的特性,適合國中小學生入門學習。

學生上課時就從最基礎的認識電子零件、線路、程式設計開始練習創作,訓練邏輯思考,達到 108 課綱所要求的善用科技知能以進行創造、設計、批判、邏輯、運算的學習目標及啟發科技研究與發展的興趣,進而從事相關生涯試探與準備的學習目標,之後要更進一步做專題或是遇到要自己設計實驗時就能加以運用。

【課程內容融入環境教育】

不同於傳統的學習模式,將虛幻理論融於資訊教育,讓學生實際操作體驗,增加學習樂趣,加強學習效果。例如:結合跟生活密切相關的環保教育,發展出「PM2.5 細懸浮微粒自動監測警示系統」,當空氣品質不好 PM2.5 濃度太高時,系統就會發出警告,學校可以立刻廣播請學生不要在外面活動,不用再派人去升「空汙旗」,學校穿堂的電視牆上就有顯示即時顯示監測結果,學生只要經過穿堂就會看到了。

重要的是學生在課程中不但學習了 PM2.5 的環教知識,也學會雲端資料存取的物聯網的概念,並學習程式設計,自己動手寫 Scratch 程式,每個小朋友都會設計自己專屬的「自動監測警示系統」,落實程式設計結合 Maker(創客)的資訊教育。這套系統也獲得報紙及電視的報導並且在 LASS 年會中發表報告。

【教案放網路,老師照著教,學生就能入門】

為了讓所有老師都能夠一起來推動普及化資訊 Maker 教育,讓所有小孩(不管是不是偏鄉),都能夠享有平等的受教權,讓每個學生都能夠學會用簡單的方法解決生活問題,改變人生,陳金助老師開始寫了一連串的課程放在部落格,讓所有老師都可以隨時使用,老師可以依樣畫葫蘆,開始上課,讓每一位學生都有機會嘗試,讓學生有機會去探索自己的興趣和天分。

目前陳金助老師已經設計了超過 6 套完整的積木式程式(Scratch + Arduino)課程教案(逾 150 課),全部放在網路部落格公開讓所有老師免費參考使用,學生回家也可以自修學習,部落格教案獲得許多老師使用,點擊率已經超過 244 萬次。

105 年暑假,陳老師前往南山國小舉辦一天的教師研習課程,南山國小格夏黑玳老師開學後,就跟著部落格資料一課一課的教下去。106 年 3 月,格夏黑玳老師甚至能帶領學生參加宜蘭縣的程式設計比賽,這是第一次有偏鄉同學參賽。

這一整套公開在網路上的教案,現在也已免費提供教材給宜蘭縣教育資源網路中心及均一教育平台製作成教學課程,讓更多人可以直接透過網路學習。

【教師研習,推廣普及化科技 Maker 基礎教育】

為了更深入推廣讓國中小學校列入正式課程,陳金助老師於 105 年至 108 年,陸續辦理「科技師資培訓」、「種子教師研習」、「師生研習」、並擔任志工前往國中、小免費教導學生、針對學生舉辦營隊等,致力普及科技 Maker 基礎教育。

系列課程接觸到的學生相當廣,從國小到社會,因為我們正在一個革命性的世代,傳統工作都將被機器取代。在未來,每個人都必定要培養資訊能力。



成果與效益:

一、透過假日或寒暑假到偏遠學校辦理師生研習,或是各縣市辦理教師增能研習及參加各種公益推廣活動,希望讓各國中小學校能列入正式課程,讓所有學生都能接受完整的教育,讓更多學生有機會學習。

二、愈來愈多的學校老師接受普及化科技 Maker 基礎教育的觀念,並開始使用線上教案在學校教學,甚至在中國大陸也有人主動的幫我們錄製教學影片。還有很多學生因為學校沒有排課教學,回家自己使用線上課程自學。

三、因為課程適合國中小學生學習,老師也可以發揮創意發展許多更進階的課程,讓更多學生受惠。在許多推廣活動或教案比賽中都可以看到老師延伸課程的創意。

四、超過 6 套完整的積木式程式(Scratch + Arduino)課程教案(逾 150 課),全部放在網路部落格(竹林資訊站)公開讓所有老師免費參考使用,學生回家也可以自修學習,部落格教案獲得許多老師使用,點擊率已經超過 244 萬次。



影響力與擴散性:

一、免費分享教學課程
宜蘭縣教育資源網路中心及均一教育平台也將系列課程,製作成教學影片課程,讓更多人可以直接透過網路學習。

二、積極舉辦教師培訓與師生研習營
1、為了更深入推廣讓國中小學校列入正式課程,105 年利用寒、暑假共辦了 7 場師生研習,並擔任志工到大同鄉 4 所國中、小免費教導學生,也參加「2016 年科學教育傳播新途徑國際研討會」展示攤位宣導。
2、106 年陸續辦理「宜蘭縣106年資訊科技師資培訓」、「新竹縣種子教師研習」、「苗栗及台北師資培訓」、「岳明國小夏日樂學程式設計營」,參加「2017 科學玩意節」、「2017 兩岸 Scratch 社群交流聚會」、「苗栗縣 Scratch 與外部感應器研習」,讓更多學校老師及社會大眾能了解並運用相關課程。
3、107 繼續參與「107 台北市自造教育示範中心區域聯盟行星種子教師培訓」、「文化國中 Arduino 程式設計營」、「宜蘭縣 Scratch 外部感應器初階研習」、「夢的 N 次方台中場科技教育」、「宜蘭縣 108 課綱科技領域備課系列研習」、「用 Scratch 學物聯網研習」,也親自到多所學校推廣(文化國中、吳沙國中、三星國中、內城中小學國小部、復興國中),又支援 2018 智慧城市展宜蘭縣教育展區推廣課程,也獲頒「資訊月傑出資訊人才獎」並支援資訊月宜蘭縣教育展區推廣課程。
4、108 年辦理「107 學年度宜蘭縣寒假空氣盒子專題學生營隊」。



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【中時電子報】竹林學童寫程式 警示PM2.5
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