作者:李德財(中央研究院院士、中研院資訊科學研究所特聘研究員)

圖片資訊:Hung Chung Chih/shutterstock.com

程式設計入課綱推手李德財認為,我們無法預知,未來還會誕生什麼平台解決人類面臨的傳統或新興挑戰?但是如果我們懂程式設計,就有機會解決自己的問題,與國際接軌並占有一席之地。

我讀大學時,台灣還沒有資訊科系,我是念電機的。後來(1974年)到美國伊利諾大學香檳分校才念資訊工程(他們稱作Computer Science電腦科學)。當時美國已經積極發展電腦科學,伊利諾大學當年也在設計ILLIAC IV(其第一代電腦早在1952年就已經完成,也是第一個由學術單位完成製作的電腦),當時系上有一部大電腦,雖然稱之為Mini Computer,但是它很大,速度很慢。那時候寫程式是用紙卡,一張卡片80個洞,只有念電腦科學領域的才懂。

1978年畢業後,在西北大學任教期間,有一篇期刊論文被美國農業部的研究員看到,邀請我幫他們寫程式。他們為了造林,要建置樹林的幾何模型,需要知道每棵幼苗的位置,計算每棵樹的樹冠面積,作為其日照、成長的預估。避免讓長大後的樹,遮蔽到隔壁的樹,影響其日照及日後之成長。那是我除了學生時代,繳交程式作業外,第一個撰寫大型的應用程式,將幼苗幾何位置、其他參數輸入之後,經過程式運算,將輸出的幾何模型,以時間軸、「視覺化」方式顯示在螢幕上。至今我依然很佩服他們對跨領域知識的涉獵、整合能力與用心,當時並沒有網際網路,到底他們如何找到我的文章!

1990年代,桌上型電腦開始普及,網際網路、電子郵件的發明,讓傳輸變得方便。台灣在70年代末期也開始有了資訊工程學系。我1998年從美國返台到中研院資訊所擔任所長,投入數位典藏國家型科技計畫的工作,透過資訊科技與人文的結合,將國家的重要典藏數位化,並建立國家數位典藏。與國際間推動的數位圖書館、數位博物館等國際趨勢相呼應,是當時國家很重要的科技人文計畫。

資訊科技與我們的生活息息相關,從家裡的電話、電視節目,到Google Map,甚至是Uber、Airbnb,都是資訊科技應用的一環,大大地改變了人類生活的方式。年輕世代與科技的互動很多,像是部落格、臉書、傳LINE簡訊、線上遊戲等,但是會利用科技來表達想法、創作的人卻很少,真的很可惜。

學寫程式就是學習表達

Scratch程式語言創辦人瑞茲尼克(Mitchel Resnick)曾在TED演講中說過,學習程式設計就像學習閱讀一樣。每個人一開始都是會先學語言,學會讀,才進入寫作與創作。在程式設計也是,我們都在接觸科技,使用軟體,不論是玩遊戲、使用App,已經是我們生活的一部份,所以接下來就是要能利用科技,理解軟體、進而創作、設計軟體程式。如同我們嫻熟閱讀之後,就要能夠寫作,嫻熟軟體科技之後,就要能夠利用科技,創作屬於自己的軟體,這就是為什麼我們要學程式設計。

學習程式設計,現在正是時候,現在的程式語言比起過去更親近、更容易嘗試。以前寫程式都是一行一行的特殊語法,一定要專家才懂、才能寫,對一般人來說有些遙遠。但是現在像是Scratch,它用塊狀的模組,可以積木式地組裝,程式就可以堆疊而成。而且寫完後立刻測試,很快地得到反饋,也給人很大的成就感。就像瑞茲尼克在2012年母親節前夕,想製作電子賀卡給媽媽,上網搜尋時卻意外發現很多孩子(8歲多)已經利用Scratch做了不少創意、有動畫的賀卡,看了之後,他打消了製作電子賀卡的念頭,取而代之地寄給他媽媽一系列的創意動畫賀卡的連結,給他80多歲高齡的媽媽一個驚喜。可見程式設計是,非常有趣、簡單,連小孩都能上手。

學程式設計並非為了培養下一個祖克柏(Mark Zuckerberg,臉書創辦人),而是在這過程中培養孩子邏輯運算的思維、解決問題的能力。當他們遇到問題時,要知道如何一步一步地解決它。就像蓋房子必須從底層一層一層往上蓋一樣。這個能力的培養,不只是學資訊工程的人要學,而是所有人都要具備的。

跟上國際趨勢 學寫程式勢在必行

2012年開始,愛沙尼亞、英國、美國都陸續地推動小朋友寫程式,有非常多社群網站在教寫程式,可見程式設計已經是國際趨勢。現在教育部國家教育研究院正在推動十二年國民基本教育的課程綱要的研修,已經將程式設計的理念納入資訊科技領域的課綱,我們也一定要跟上世界潮流,全面推動。

比較遺憾的是,資訊學科因為不是考科,長期不受重視,所以我們亟需把學寫程式設計的理念推廣出去。由於新課綱2018年就要上路,剩下兩年的時間有沒有辦法讓具有專業的師資、教材到位,令人擔憂。還有一些鄉鎮地方的網路基礎設施、頻寬都不健全,亟待改善。另外,網路上學習程式設計的網站多是英文,像是Code Academy,CoderDojo,Girls who code,Black girls code等,要讓小朋友能從國外網站學習新知,我們也需要提升孩子們的外語能力。

雖然資訊學科不是考科,但是在高中可以用選修的模式開課,提供加深加廣的學習。我們必須要鼓勵大學,利用特殊選才招生的管道,將程式設計等選修課程也納入甄選考量,讓學習程式設計的高中生可以有管道甄試入學,我相信這樣的誘因機制,會吸引更多人投入。學生與家長也會更安心,不會覺得學程式設計是一場空。

要解決的師資的問題,我的想法是,除了透過師資培育中心,積極培育具有資訊教育訓練的老師,也必須鼓勵老師在職進修與研習,雙管齊下,提供管道與資源,讓資訊專業的大學教授、博士後研究員或資深的博士生等,可以到高中甚至到國中,與資訊學科的老師協同教學,讓老師了解並養成運算思維、解決問題的能力,同時學習程式設計。國外有很多程式設計的社群或俱樂部(像code academy, code club等),提供學子課外學習程式設計的機會,這些公益社群,都有企業界的大力支持,台灣除了要有政府的政策引導,也需要社會企業的贊助,動員有志之士,志工們來組織這類的社群,帶著老師、學生一起學習程式設計。

目前台灣有一些零散的老師在作程式設計的教材研發,讓學生不再畏懼程式設計,透過遊戲來學習,像台大電機系葉丙成教授,台北南港高中的高慧君老師、高雄民權國小葉士昇老師等,這些各自的能量,如果能夠透過政府重視程式設計的政策宣示,挹注資源來整合,加上民間企業的支持,一定可以發揮綜效。美國歐巴馬總統曾在YouTube上公開呼籲全國各界投入並支持資訊教育,甚至也自己學寫程式,成為全球第一位會寫程式的總統。或許我們的準總統也可以做類似的示範!

網路無遠弗屆,軟體已經變成今日社會與生活中很重要的連接媒介:幫助我們處理從科學研究、社交生活、到食衣住行、娛樂的各種日常實踐。人人學會程式設計製作軟體,才能在不同領域中發揮更多樣的創意與長才。像是我們現在看到非常多的平台,都是因應人們的需求而建立。未來還會誕生什麼平台、提供服務,解決人類面臨的傳統或新興挑戰?我們無法預知,但是如果我們懂程式設計,就有機會解決自己的問題,與國際接軌並占有一席之地。台灣號稱是資訊大國,除了政府的政策支持,也需要企業界一起幫忙,包括贊助一些程式設計的社群,將程式設計的觀念推廣出去,讓coding 蔚為風潮,作到每日一code,「你,今天coding 了嗎?」才能讓台灣的孩子不只是「玩」電動遊戲,還要能「寫」出自己的遊戲!

文章轉載自 翻轉教育_程式設計入課綱推手李德財:如果孩子懂程式設計,就能與世界接軌

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