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   第928期
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電子報內容
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【2019/9/12 教育部電子報
pic   教育部推動數位自造教育 委託高師大研發公版軟硬體教具 8歲到88歲都可用 pic
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  為提升教師自造教育的教學能力,並有效融入自然、生活科技、數學、人文與社會等學習領域,教育部委託國立高雄師範大學統籌辦理「STEM+A課程導向數位自造教育扎根計畫」,透過「恆星X行星X衛星」的星系分層合作概念,於全國設置近200個星球基地,讓數位自造教育扎根校園。今年度共有79所學校138位教師提出教具申請,預計在本學年將會有16,558名學生受惠。

  教育部日前舉辦「STEM+A課程導向數位自造教育扎根計畫」第一期計畫暨第二期計畫第一年成果發表會,研發團隊並且現場展示8套可供廣泛運用的創新公版軟硬體教具。教育部政務次長范巽綠表示,第一期自造教育計畫於2016年開始啟動,在南臺灣7個縣市的中小學共建置11個行星基地,執行南臺灣以及外島中小學教師的培力。而在延續南臺灣的經驗以後,到了今年更連結到北中南的三個恆星基地,成為一項完整推動數位自造的國家級計畫。

  自造教育計畫北中南三個恆星基地分別設置在國立臺灣師範大學、國立中興大學、國立高雄師範大學,目前在全國各地也已經建置有20個行星基地、173個衛星基地,以星系分層合作的概念,建立計畫自主永續執行的體制,由大學恆星基地負責新興科技數位教具的研發及生產、教案教材設計及編撰、分區推廣及提供教師輔導與支持;行星基地則負責召募鄰近學校加盟,並在地辦理教師研習;各學校在簽約並通過培訓後可成立衛星基地,申請教具材料用於教學。而本年度更劃分鄰近地區的行星基地帶領衛星基地,整合成18個區域基地小聯盟,教師即可藉由聯盟共備來討論教學與教具。

  另外,2 年前開始投入程式教育研究的廣達文教基金會,也在去年九月啟動了「游於智」計畫,成為加盟恆星基地,並採用本計畫所研發自製的教具,委由團隊培訓師資,由該基金會來協助推動嘉義及苗栗地區中小學的程式教育;目前基金會在兩個縣市也推了大約1千1百套教具,受惠學生逾2千名。

  范巽綠表示,自造教育第二期計畫聚焦在數位自造教育的推動,連接AI人工智慧教育,以培養國家數位經濟產業未來人才,為自造教育的2.0版。透過研發自製的教具及教材,將科學、科技、工程、數學、藝術(STEM+A)等教學內涵,融入到新課綱各學科領域的課程。而在108新學期獲得公版教具補助的中小學,初期將會以本計畫大學端所編撰的公版教材,導入新學期新課綱的課程教學,透過學期中共備研習、共同協作,再轉化為學生端教學流程的教材,預計到今年底還可再產出至少72門以數位自造教育融入各學科領域的微課程編撰。

  計畫總主持人、國立高雄師範大學光通系教授林鴻銘表示,本計畫課程導向的創新推動主軸「運算思維X程式設計X人工智慧X數位自造」,對應「啟、承、轉、合」的學習歷程,可培養學生學習積木程式,「啟」發學生的邏輯及運算思維能力;「承」繼運算思維能力,透過NKNUBLOCK培養學生數位控制及程式能力;於運算思維及程式能力養成後,「轉」入人工智慧新興科技的培養;已具基礎能力的學生,則培養其跨域整「合」的數位自造能力。而本期計畫承繼第一期計畫的傳統自造教育推廣基礎,銜接程式語言、物聯網以及人工智慧等新興科技教育,提供師資培訓、教學輔導及教具補助,更可加速中小學推動新課綱教學。

  林鴻銘說,過去中小學在進行程式設計教學時,很多都要購買國外的軟體,尤其是一些大陸的商業教具軟體,但既然教育部所要推動的是一個國家級的計畫,那當然就是得用國家級的軟體,因此高師大透過教育部的經費研發出「NKNUBLOCK」公版軟體,可免費提供給中小學;另外又開發了「4060」公版電控板,能夠省去不必要的繁瑣電子電路細節,降低技術門檻,提高成功率,更可以讓學生專注在運算思維。而這「NKNUBLOCK」公版軟體與「4060」電路板,也正是公版教具最主要的兩個核心。

  林鴻銘指出,NKNUBLOCK公版軟體不僅與Scratch完全相容,更超越了Scratch只能用貓咪做電腦模擬的限制,可以無線通訊驅動外部硬體教具,且其「即時驗證程式」的功能,可以大幅提升教師大班教學的效率,同時其「即時轉譯程式碼」的功能,更可以讓國中生從Scratch慢慢導入程式碼的編程學習,大幅降低學生學習語言程式因學習落後而脫隊的情形,「相當地簡單、易學、好用,適合8歲到88歲年齡層的學習及生活應用」,甚至團隊在今年又更將其強化到已經可以延伸至高中職的程式教學。

  而以模組化概念設計的4060電控板,不僅具有防呆設計,可以減少課程教學在硬體上的時間浪費,而且可用NKNUBLOCK堆疊積木程式直接驅動,也更加能夠方便師生的創意延伸應用設計。

  林鴻銘並且強調,在記者會現場所展示包括NKNUBLOCK軟體公版教具、國小及國中硬體公版教具、高中職學科融入教具、創意延伸應用教具、智慧生活教具,以及AI人工智慧教具等,都是用NKNUBLOCK和4060電控板做出來的。其中「多功能數控教具平台」與相關教材,可作為國中小資訊科技課程補充教材;而以NKNUBLOCK培養學生運算思維及積木程式能力,模擬多樣情境的微課程,適合國小硬體程控整合入門教學;以「履帶車及電動車教具平台」透過設計實作避障、循跡、迷宮等方式,則可以培養邏輯數控、進階運算思維及IDE程式設計能力。更進一步還可將物聯網介面功能應用在「智慧居家」及「智慧溫室」等學科融入教學,以WiFi家電物聯網模組,讓學生融入「創意智慧生活」的實務應用,結合程式設計與素養導向學習。

  而這些量產提供給中小學上課用的正規公版教具,一個教具版就可以上一學期到一學年的課程,如果再給學生另外的情境,讓他來寫程式,則又可以變化成為另一個具象的作品。例如「停車場管理員」的主題,改寫程式也可以變成一個「超音波鋼琴師」,利用超音波來彈奏樂曲,這又是另一項課程。「每一個情境的設計都是4節課,而這些教具目前也已經有10個微課程,一學期只要挑其中5個微課程進行,就是20週了,如此一來,孩子光是寫程式練就的運算思維能力就很強了,根本不用再增購教具。」

  且這些公版教具的圖檔與設計檔都是公開的,目前教育部在全國各中小學都建置了自造基地,很多也都有3D列印機和雷切機,因此若後續這些教具部件有損壞、丟掉的情況,教師就可以自己下載列印;因此估算所有材料的增補,一學期大約只要2、3千元就可以將整班的教具維護得很好。而初期在計畫持續地運作之下,高師大則仍會免費來提供部件的增補。

  至於其他有興趣但尚未加入的中小學,則可把握9月份即將開始辦理的第2梯次培訓機會,也一同來加入自造教育計畫的行列。
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