第一章 緒論
第一節 研究背景與動機
第一節 研究背景與動機 一、現在和未來的世界已是科技的世界
美國白宮於 2016 年提出的 Computer Science for All 計劃3，將「資訊科學」與 數學、語文、自然視為同等重要之學科，其中也指出「程式設計」將在所有學習 科目中扮演重要角色。目前全球的趨勢，從消費習慣、製造過程、產業結構，到 品牌經營，都是運用程式軟體來協助，使用網路與智慧數據服務，來提升企業的 價值。現在及未來，軟體設計將超越硬體製造的價值，成為企業成功的關鍵，所 以不懂得投資軟體設計的公司，很容易被新創的軟體公司所併吞4。
展望未來，「每一家公司都是軟體公司」已經不再是個口號，即使是傳統行業，
沒有軟體，就沒有辦法擴大經營規模，Uber、Airbnb、Amazon、Facebook、Alibaba 等跨國企業，透過軟體服務不斷的出現新的商業模式，機器人、大數據、AI 人工 智慧已大幅改變了製造業的生產模式。美國前教育部長 Richard Riley 認為 2010 年 最迫切需要的十種工作，在 2004 年時根本不存在，2019 年全美最佳職業第一名為 軟體開發師(Software Developer)5，美國勞動部預估 2022 年軟體工程師年薪將會 高達 144,000 美元，排名第二的是從事電腦數據分析師(Data Analyst)，最高年薪 也會達到 122,090 美元，在未來這些工作待遇將高過醫生、律師，因此在未來極 需要培養大量的程式設計人才。
未來資訊科技愈加進步導致許多產業面臨自動化的趨勢，許多人力密集的工 作將會被機器人、人工智慧所取代，而這些行業包括零售業銷售、房屋仲介經紀、
電話行銷、會計稽核等，預估在 2033 年超過 80％會消失(陳超明，2016)。
3 2015 年美國將電腦科學納入通識教育，總統歐巴馬也於 2016 年 1 月 30 日提出「全民電腦科學 倡議 」(Computer Science for All)，三年內將會投入 40 億美元經費補助電腦科學教育，讓所有學 生都具備基本寫程式的能力。
4華爾街日報「為什麼軟體正在吃下全世界」(2011, Marc Andreessen, Wall Street Journal)，文章中指 出軟體正在改變全世界的生活，
5 《U.S. News》發布 2014 年美國最佳百大工作，軟體設計師獲選第一。根據美國勞動局統計，到 2022 年，軟體開發相關領域會多出 14 萬種至今未出現的新職位。
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二、為何全世界的小學生都在學程式
2012 年愛沙尼亞從小一就要開始學程式，2013 年英國兒童五歲開始就要學習 電腦程式，十六歲以前要學會兩種電腦程式語言，2016 年美國總統 Obama，投入 四十億美金並宣布全美中小學生都要學習程式設計，提出「所有人都要學電腦科 學」提案（Computer Science for All Initiative）6中說到，未來許多工作將被機器人 取代，這些改變全世界都在發生。「在這個新的經濟型態，我們要如何確保每個人 都有成功的機會？」他的答案是「學習電腦科學」，而程式設計就是電腦科學的核 心教育。
近年來，全世界包括美國 Obama 總統在內的政治企業領袖都全力推動電腦程 式教育，也陸續將程式設計教育放入小學的正式課程，並要求每一位學生都要學 電腦程式語言。日本文部科學省即將程式設計課程納入國民義務教育，2020 年小 學課程開始實施，2021 年中學，2022 年成為高中的必修課程，因為各國都已體認 到電腦及科技是驅動國家競爭力的首要條件。為什麼要鼓勵孩子從小學習程式設 計？因為 8-12 歲的孩子是好奇心、學習力最旺盛的年齡，尚未對程式是由一堆繁 雜的指令所組成的刻板印象，然後透過遊戲、專題來培養他們對程式的興趣。因 此創造友善的學習環境(如:Scratch、Minecraft)和營造有趣的經驗對孩子學習程式設 計的過程中是極為重要的(2013，Mitch Resnick)。不過，學習程式的目的並非要把 每個人都變成軟體開發師，就像孩子學繪畫、桌球的目的，並不是要是要讓孩子 長大都去當畫家或運動選手。程式設計是一種「解決問題」的過程，可以讓孩子 從小培養「運算性思維」（computational thinking）的能力，這思維包含抽象、邏輯、
拆解、一般化、自動化的演算法(表 2-2)，學習把複雜的問題拆解成許多小問題、
更容易處理的問題，如此就能有效率的解決複雜的問題。孩子應該從小就學習對
6 2016.1.30 美國總統歐巴馬於白宮宣布「讓每個學生都能在美國學程式」。預算提案是 2017 年將 以 40 億美元擴大 K-12 電腦科學的使用範圍。各州將提交“全民電腦科學五年計劃”，將可獲得經 費補助來幫助高中、國中小學創建電腦科學課程，並“確保所有學生都有機會參與，包括女孩和少 數民族。”
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科技的觀察和研究，了解科技是如何改變世界，然後把世界和自己連起來，也就 是去思考在未來的世界中，孩子想要扮演的角色，要怎麼做，才能增建人類全體 生活，實現生命的價值。
許多國家的領導人，科技界的領袖，都在極力倡導孩子學程式的重要性，他 們的想法與作法非常值得重視，所以從小開始學習電腦程式設計在全球早已風起 雲湧，這不只是一個風潮，一個運動，而是人類未來的方向與希望。
三、升學主義下的國中小資訊教育
由於受到「萬般皆下品，唯有讀書高」的傳統文化影響，因此台灣社會普遍 存在「文憑主義」的氛圍，家長為了孩子，老師為了學生將來能考上好高中、好 大學，所有的學習都只為了一個目的：「升學」，所以只要與升學有關的科目就特 別重視，至於學生過去學到什麼，現在應該學什麼，升學後能學到什麼，對學生、
家長來說，往往都變得不重要，「升學主義」也就因應而起（楊國樞、葉啟政，1984）。
由於資訊課程並非升學考試科目，加上資訊教育設備所費不貲，因此學校、家長、
學生往往忽視資訊教育的重要性。
108 年新課綱上路後，雖然將資訊科技領域課程於國中階段列為必修，但卻 將國小階段排除在外，僅由國小自行安排於彈性課程中實施，希望能將資訊科技 之核心素養融入各領域來落實，這對於國小教師而言是一項挑戰，教師必須重新 整合能力和備課，更要增加資訊科技能力，才能有效達成資訊教育的目標。由於 資訊教育是彈性課程，因此教師很容易將資訊課程轉讓給其他學科，如此對於資 訊教育師資、資訊設備原本就不足的學校，正好藉此「彈性」去除資訊課程。
在過去九年一貫的資訊教育課程(民國 97 年~民國 106 年)從小三到小六都還有 電腦課，其中有一個重要目的是希望能弭平城鄉數位落差，但 108 課綱實施後，
數位落差勢必會更加擴大，我國小學生對於資訊素養與運算思維勢必落後其他國 家。近年來，讓小朋友學習程式設計這件事情，自愛沙尼亞、芬蘭、英國、美國
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等歐美國家陸續興起，台灣周邊的南韓、日本、中國等科技強國也積極籌備讓兒 童開始學習程式設計，「兒童學習程式」宛若蝴蝶效應，已在全球教育領域掀起一 場史無前例的教育風暴，既然體制內無法滿足國小學童學習程式語言，也只能依 賴體制外的補習教育來完成了。
在國中階段，過去九年一貫的資訊教育課程(民國 97 年~民國 106 年)課程設計 大部分以培養學生認識電腦硬體、應用電腦軟硬體為主（吳正己、何榮桂，1998），
但在 108 課綱實施後，國中階段已將資訊科技領域列為必修課程，其教學目標希 望透過學習電腦理論與應用來培養學生高層思考的能力，即能利用運算思維來解 決日常生活問題，並能進行溝通表達，以團隊合作的方式進行資訊科技創作(十二 年國教課程綱要科技領域，教育部，民 105)。意即在培養學生批判性思考與問題 解決能力、團隊合作能力、創造與創新能力及溝通表達能力，這也就是全球教育 界都在極力培養的二十一世紀的關鍵能力（Partnership for 21st Century Skills〔P21〕， 2014）。由於小學階段並未將資訊教育列為必修課程，學生缺乏對運算思維能力的 訓練，到了國中，一週也只有一堂必修資訊教育課程，而且在升學主義瀰漫的教 學現場，家長、老師、學生都重視升學率，非考科的課程往往只是按表操課，要 能培養出學生「高層思考能力與重要關鍵能力」實在是緣木求魚。
四、程式設計教育既然學校無法落實，就從體制外程式教育做起
新的科技改變了世界，新的商業模式也影響了我們生活的方式，我們無法預 測未來還有哪些新的平台誕生，來解決現有或尚未發生的問題，假如現在的孩子 懂得程式設計，就擁有解決未來問題的機會，且能與世界接軌並占有一席之地。
因此提升學生資訊科技的能力，就是幫國家未來注入進步發展的原動力(李德財，
2016)，但在教學現場，程式資訊課程執行確實面臨許多困境，包括學校的法規、
經費、設備、場地、師資、課程規劃及授課能力等問題，許多家長憂心忡忡，認 為孩子無法從學校學習到完善的資訊教育。《讓天賦發光》(Ken Robinson，2018)
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書中提及「改變，迫在眉睫，這是一場註定由下而上的草根革命。」孩子的天賦 是老天藏在身上的禮物，但現行教育，卻是一連串的考試和分數，改變學校及教 育現況並非一朝一夕可達成，已經無法滿足具教育前瞻性家長的期待，因此家長 只能依賴補習教育來彌補體制內的不足。現今學校資訊課程困境 (施又瑀，民 107) 有以下三點：
(一) 國中小資訊科技領域師資短缺
國中小的資訊師資是否足以面對科技領域課綱上路後所需要的師資數量，是 資訊教育成敗的關鍵。全台灣 738 所國中，具有工藝、電腦或資訊科技概論教師 證的老師，只有 621 位，平均每校不到一位；甚至有 120 個學校沒有資訊老師。(陳 芳毓、李雅筑，民 105)。
(二) 學校資訊設備無法跟上新的科技
資訊教育納入 108 新課綱後，國中階段列為必修課程，資訊設備日新月異，
許多學校面臨資訊設備上的不足，由於資訊設備是資訊科技教育重要的一環，若 是教育經費不足，設備無法及時到位，則會影響學生的資訊教育品質。
許多學校面臨資訊設備上的不足，由於資訊設備是資訊科技教育重要的一環，若 是教育經費不足，設備無法及時到位，則會影響學生的資訊教育品質。