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教學現場

  為了讓各領域課程能夠專注在領域課程的設計,一些活動統籌由本項計畫進行,以節省經費也讓活動更順暢進行。重要策略與措施如下:

  • 一般性線上教學資源搜集與匯總;
  • 一般性課程模組,例如計算思維與軟體設計的工程概論,由本計劃設計提供,各分項計畫靈活應用;
  • 基礎建設,例如教材之放置與課程之管理,由本分項計畫執行,包含建立 MOOCs 課程管理與線上程式語言練習環境;
  • 聯合性的種子師資培訓,由本計畫統籌空間、時間及活動之安排,各分項計畫負責專業教師之邀請等活動;
  • 聯合性的程式設計競賽,由本計畫統籌空間、時間及活動之安排,各分項計畫負責評審教師之邀請,出題等活動。

本工作小組包含以下工作事項:

  • 線上教學資源搜集與匯總:
    ● 盤點國內外程式設計教學資源。目前國內外已有不少程式語言相關的資源,但未必適合臺灣環境與大學生。我們將盤整優良的程式設計資源,包含有以下的呈現方式:

    ○ 電子書:以 PDF 電子書或網頁方式呈現的數位教材。其優點是便於反覆閱讀,但操作性的介紹較少,也比較單調而學生不願意閱讀學習。

    ○ Youtuber 的個人教學:許多 Youtuber 會手把手地教導各式程式語言的技巧。其優點是多媒體的聲光效果較吸引學子,缺點是沒有互動,學生可能看過就忘沒有深刻的印象。

    ○ 以MOOCs 教學網站。除了影片以外,還有許多測驗題,老師也會不斷的透過 email 來提醒閱讀。

    ○ 具備線上實習的教學網站。除了文字或多媒體的介紹以外,課程會提供若干的線上執行程式的環境,方便學生馬上看完馬上練習,加強學習成效。

  • ● 產出一網頁形式的電子書,便於大眾可以觀看參考。
    ● 教材設計交流。盤整匯總後我們會做一發佈,邀請此領域或有興趣的專家學者與業界人數對現有教材做討論,並給予意見。
  • 教材設計建議:
    了解現有教材的現況與聽取大家的意見後,將制定/修正教材設計建議。包含
    ● 教材的呈現方式
    ● 教材的範圍與模組架構
    ● 業界對於此教材設計的建議
    ● 使教材編撰者了解教材設計的方法,特別是針對非資訊學生
    ● 活潑的教材設計方法
    ● 多媒體教材設計方法
  • 共通性教材製作:
    ●「計算思維」(computational thinking) 共通性教材設計。程式是由許多邏輯運算所組成,我們藉由體驗Hour of Code或scratch中圖形化程式,解析程式邏輯運算,帶領學生了解程式語言之架構,或體驗不插電的資訊科學中許多邏輯小遊戲,讓學生學習解決問題、提高創造力以及訓練思維三目的。藉由此教材,學生將能快速學習以及理解程式語言之撰寫邏輯與架構,使學習由淺入深,降低學生之心裡牴觸以及提升學習意願。本教材之規劃流程包含:

    ○ 蒐集現有教材:國外推廣程式語言行之有年,有許多公開之成熟教材,如由Code.org所製作之教學網頁Hour of Code或由麻省理工媒體實驗室開發之電腦程式開發平臺Scratch,這些教材及平臺都已發展成熟,有完整的教學步驟、流程及體驗環境。我們首先先蒐集這些國內外之程式設計教學教材及資源。

    ○ 挑選、篩選及精緻化搜集到的教材:教材搜集來源是網路,因此品質良莠不齊,須經由人工篩選後選出適合初學者之教材,並整合所蒐集到之教材,整理出多份相對有系統及架構之教材。

    ○ 開發新教案:我們藉由開發具趣味性之教材引出學生學習的慾望,將與程式設計相關知識,如演算法、資料結構等專業知識,結合遊戲或日常生活例子製成教材,補強現有教材之不足。

    ○ 將以上素材針對國內不同類型的大專院校做客製化:不同大專院校之需求不同,因此我們將深入了解大專院校之需求差異,並客製化搭配出不同的教材組合,組合擁有線上以及線下兩種教材,在課堂內使用線下教材加強師生間互動,也可以經由同儕間討論激發思考,也提供線上教材讓同學回家自行操作,增加對計算思維之訓練。希望能藉由以上兩種不同教材之結合達到因材施教、事半功倍的目的。

    ○ 推廣教材:藉由招募志工講師籌辦工作坊形式,讓懂程式設計的講師,先教會一批大專院校之老師,再藉由這些老師帶回各個校園,推廣至全國學生。


    本模組預計以實體教具呈現與引導計算思維,將介紹的經典概念將包含但不限於:

    ○ 電腦運作原理:二進位的基本概念、電腦為什麼無法精確地儲存小數、邏輯閘等基本概念。

    ○ 搜尋與排序:利用線性搜尋、二分搜尋、泡沫排序、插入排序等範例介紹演算法與演算法複雜度的基本概念。

    ○ 圖論:利用一筆劃問題、最短路徑、最小成本擴張樹等範例介紹將實際問題抽象化的計算思維。

    ○ 最佳化問題與啟發性演算法:以存貨、定價、位址選擇、路徑選擇等生活中的案例介紹最佳化問題的概念,並且透過直觀的啟發性演算法介紹計算思維的兩大核心結構:選擇與迴圈。


    ● 「軟體開發的工程概論」(software engineering for non-CS students) 共通性教材設。對於非資訊專業的學生而言,學習程式語言可以增進對軟體的認識,有助於日後與資訊人員合作。了解軟體開發的工程方法對於軟體專案的合作也是十分重要的,本模組的內容包含:

    ○ 軟體設計的團隊溝通方法:透過介紹敏捷開發的方式讓非資訊人員知道一個專案如何進行。會以不插電、遊戲的方式來讓學生體會軟體開發的精神。

    ○ 軟體設計的原則與方法:了解軟體設計是程式設計的核心靈魂;軟體設計需要不斷的溝通與討論,並介紹一些軟體設計的基礎方法。

    ○ 軟體品質管理的基本:軟體測試與品質是很重要但常常被程式設計初學者忽略的議題,有必要在養成教育時即培養此一觀念。

    ○ 開源軟體與軟體版權:開源軟體已成為現在軟體開發重要的一環,對開源軟體與軟體版權的基礎認識有助於對程式開發的應用認識。


    ● 以上課程將以網頁電子書及MOOC 影音模式呈現
  • 「建立線上編程環境」環境:
    建立可以即時編譯,即時執行的線上環境。對於非資訊人員,能夠降低學習門檻是很重要的。許多的程式語言需要特定的機器,軟體安裝與設定,往往造成學習者的挫折,因此排斥學習程式語言。本計劃擬建立以 python 為基礎的線上編程環境,讓學生可以使用一般瀏覽器就開始進行練習。圖 8為國外 trinket 系統的畫面截圖,左方程式碼撰寫區,右方為程式碼執行區。
  • MOOC 課程建立與管理:
    ● MOOC 課程 (Massive Online Open Course) 是以影片為主的線上教學課程,近年來在國內外成為新興的學習方式。一個 MOOC 課程平臺會提供教學影片、練習題以及互動討論,一般而言可以分成教師帶領(instructor-paced)與自學(self-paced)兩種模式,前者老師會逐步地釋出教材並且充分引導討論; 後者則有賴於學生自我掌控進度與學習。許多 MOOC 也可以用於實體課堂的翻轉學習,讓學生先看影片了解課程內容,在課堂上透過練習討論充分的學習該知識點。
    ● 目前國內以有許多 MOOC 學習平臺,本計畫將與之合作,建立一個為此計畫的專頁,一方面有效利用資源,一方面充分應用 MOOC 的特點。學生於平臺的學習歷程也會被記錄下來,作為了解學生學習成效的參考。本分項計劃亦擬與平臺合作,讓線上編程的環境與 MOOC 平臺整合,提供學生更便利的學習方式。
  • 聯合種子教師培訓:
    ● 教師與助教的培育十分重要,本分項計畫預計舉辦兩場聯合的種子教師培訓,統籌培訓之時間、地點與活動的進行,種子人員之邀請由各領域分項計畫提供。
  • 聯合程式競賽:
    於期末舉辦跨領與(分項計畫)的程式競賽。競賽之目的在讓學生激發學生的創意,應用程式設計於各專業領域。競賽可分為兩階段
    ● 資格:非資訊相關科系的學生。
    ● 工具:以本計劃所推廣之工具與程式語言為限。
    ● 初賽:內容主要是基礎的程式能力檢驗,通過後始進入複賽。
    ● 複賽:以黑客松的方式進行比賽,競賽的內容為程式語言/工具融入各專業領域的創新。
    ● 本分項計畫負責統籌時間、地點與活動的進行,題目與評審委員由各分項計畫提供。

計畫人員介紹

  • 薛念林教授
  • 主持人
    逢甲大學 薛念林教授

  •   逢甲大學資訊工程教授兼系主任,主要研究領域為軟體工程,特別是軟體設計與軟體測試系統領域。自2017年擔任台灣軟體工程學會的理事長,致力於軟體工程的推廣及與國際的接軌。在校內主要講授程式語言、軟體設計與軟體品質等課程,在教學上強調實務的技能與期末專題的製作。近期也從事教育科技的推廣與研究,包含開設線上課程、執行教育部計畫推廣大學程式教育,亦建置 OpenEdu 系統,是台灣主要的線上學習系統之一。