以 Maker 的角度來看臺灣小學的資訊教育
葉俊巖 高雄市鳳山區五福國小教師 羅希哲 屏東科技大學技術及職業教育研究所教授一、前言
Maker 中文翻譯為「自造者」（大 陸稱為「創客」），指的是一群能將心 中的構想、創意、概念或想法，藉由 「動手做」的歷程，轉變為實際物品 的開發者或發明家。近年來由於快速 成 型 的新 技術蓬勃發 展，從 雷射切 割、CNC 機具到 3D 印表機等，讓原 型設計開發和製造業創業的成本大幅 降低，縮短了產品測試、修正、監控 的歷程，使客製化得以實現，也打開 了製造業的新局面（Kraft, 2014）。 2014 年 6 月 18 日，美國總統歐巴 馬在白宮舉辦了首屆「Maker Faire」， 除了將這天訂為全國自造者日外，更 提出了新政策：（1）幫助 maker 推出 新業務和創造就業機會。（2）結合全 國 150 所大學和 130 間以上的圖書 館，協同英特爾、迪士尼等廠商，在 全美各地開設更多自造者空間，提升 學生成為 Maker 的機會。（3）讓 Maker 解決大眾迫切的問題，像是醫療、航 太 或 是 弱 勢 族 群 生 活 議 題 （ Kraft, 2014）。 由上述的承諾不難看出美國政府 對 maker 的重視，美國政府不僅看重 maker 所能帶來的經濟效益，也了解培 育更多 maker 是國家未來競爭力的保 證。這項在商業、工業和教育上的新 轉變，給了在經濟發展遇到瓶頸，教 育政策處於變革的臺灣，許多正向的 啟示。本研究將以 maker 的精神，嘗 試從不同的角度來論述臺灣的資訊教 育，並提出相關的建議，作為省思辦 理資訊教育之參考。二、從 STEM 到 Maker
STEM 教育是一種整合科學、技 術、工程和數學內容與技能的教學方 法。透過 STEM 實施標準來引導 STEM 教學，達到預期精通 STEM 的行為表 現。這些行為表現包括：參與調查、 邏輯推理及問題解決的能力，最後達 成 STEM 教育目標（Maryland State Department of Education, 2012）。 英 國 的 教 育 學 家 斯 賓 賽 （ H. Spencer）提倡「生活預備說」，認為教 育是為了未來的生活做準備，一個國 家的競爭力和教育有高度的關聯性， 而教育政策是社會中一個高敏感而且 常被拿出來討論的議題，尤其是國家 經濟正面臨困難或轉型時。在 2007 年，美國州長協會（National Governors Association）提出一項名為“建立科 學、技術、工程與數學議程（Building a Science, Technology, Engineering and Math Agenda）”，起因是美國社會對 競爭力逐漸下降的問題感到憂心，認 為美國當時的 K-12 基礎教育課程，無 法 有 效 培 育 具 有 競 爭 力 的 人 才 （ Toulmin & Groome, 2007 ）。 2011年，美國州長協會針對 STEM 工作的 人力需求，提出更具體的數據分析： （1）在過去 10 多年來，STEM 工作 增長高於非 STEM 工作三倍。STEM 工作預計將在 2008-2018 年期間增長 17%，相對於非 STEM 工作僅增長 9.8%。（2）2010 年，STEM 工人的失 業 率 是 5.3% ； 其 他 職 業 是 10%(Thomasian, 2011)。由此可見未來 需要的人力，已經從單一能力走向多 元的能力，需要能將科學、技術、工 程和數學這幾個領域進行整合的人。 而怎麼培育這樣的人才呢？「動手做」 是一個很重要的歷程，也是 Maker 最 核心的精神。 Maker 的概念其實自古以來都一 直存在著，從瓦特（James Watt）改良 蒸汽機到賈伯斯（Steve Jobs）在車庫 中製作出第一代的電腦都是 Maker 的 典範，在這些「動手做」歷程中，除 了讓學生學習到完整的知識外，更重 要的是學生必須擁有批判思考能力和 解決問題的能力。過去，我們的教育 常以教師為中心，學生被動的接受知 識，讓學生動手做的機會更是少之又 少，這樣的模式能培養學生具備「帶 得走的能力」嗎？我想大家心中也一 定充滿著質疑，翻轉教育找出更合適 的方案是未來的重要趨勢。
三、科際整合困難，分科間缺少
統整性
臺灣目前的資訊教育，並非單一 領域，依據教育部國民中小學九年一 貫課程綱要，資訊教育僅列為「重大 議題」，課程安排除需融入於各學習領 域中實施外，並得視內容性質，集中 於適當學習領域或彈性學習節數中實 施教學。但教學現場和課程目標實際 上是有落差的，雖然期望能將各科融 入，但是由於臺灣教育體制仍是以分 科教學為主，而這種模式最為人所詬 病的地方，就在於過度重視科學、數 學等學科的理論知識，實際應用知識 的能力卻極為薄弱。 近年來，英美兩國的資訊課程改 革，朝向科學、技術、工程與數學的 整合領域發展。英國是 G20 國家中， 最先進 行資訊教育 改 革的國 家，於 2014 年九月全面採行新的課程計畫， 最大的特色是重視應用的能力及其他 領域整合，在其課程計畫開宗明義就 指出：計算機計算課程和數學、科學、 設計以及技術有極深的連結，並提供 對 自 然 與 人 工 系 統 的 深 入 了 解 （Department for Education, 2013）。四、資訊教育目標需進行調整，
符合現代潮流
目前國小（104 學年度）的課程編 排仍然依據九年一貫課程綱要，將國 小資訊教育劃分為三個階段。第一階 段：小學一、二年級，雖未安排資訊 技能的學習，但鼓勵教師將資訊科技 靈活運用於教學過程中，利用資訊科 技多媒 體的效果與 網 路上豐 富的資 源，營造活潑生動、主動參與的學習 環境；第二階段：小學三、四年級， 課程包含學習電腦的基本操作與使用 規範、視窗環境的操作、中英文輸入、 文書處理軟體的基本操作、繪圖軟體 的應用、檔案儲存與管理、瀏覽器的基本操作、遵守公用電腦及網路使用 規範等；第三階段：小學五、六年級， 課程著重在學習電腦多媒體設備、簡 報軟體、影音編輯、網路環境與資料 的安全防護及資訊倫理的實踐。 上述三階段的目標，對於未來嚴 峻的挑戰，是否具備足夠的競爭力？ 或許英國的課程改革給了我們重要的 線索。英國教育部於 2013 年九月公布 新的課程計畫，將原本的 Information and Communication Technology 修改為 Computing，而這項改革起因於英國教 育標準辦公室所提出的資訊教育成果 報告「ICT in schools: 2008 to 2011」 （Ofsted, 2011），報告指出英國資訊教 育的缺失：（1）學生對於文書應用軟 體的學習感到無趣，期望有更多能符 合實際需要並彰顯其獨特性與創意性 的課程。（2）社會大眾普遍認為舊有 的資訊課程教學，不足以應付數位化 時代發展的需要，資訊教育不僅是在 學會軟體的操作而已，更應該教會學 生如何去撰寫和編輯程式語言。 英國教育部（2013）所制定的新 課程希望能達成以下的目的：計算機 計算的核心能力是電腦科學，包括教 導學生了解資訊和通訊的數位系統如 何運做與如何將知識化為語言程式。 基於這樣的認識與了解，學生有能力 利用資訊科技去創造程式語言、系統 和廣泛的內容。計算機計算課程能確 保學生具有資訊素養：能使用、表達 和發展自己的想法，達到能夠積極參 與 未 來的 工作 場域和 數 位世 界 的水 平。 英國對於計算機課程實施的對象 甚至積極地向下延伸，並加入了程式 設計的概念，規定從第一階段（五到 七歲）開始，就要學習程式設計雛形 概念，到了第二階段（七到十一歲） 要開始學會編寫程式了。 大眾一定會 對國小學生適合寫程這個議題提出相 當的質疑，為什麼需要這麼早接觸程 式語言呢？程式語言又如何和其他領 域相搭配？其實程式語言泛指用來編 譯、解釋、處理各種程式時所使用的 機器語言，而在這些語言背後最重要 的不是程式碼的堆疊，而是思維的邏 輯，這些邏輯其實在我們的數學領域 中早已開始萌芽播種，例如：目前課 綱中一 到三年級的 數 學能力 指標： A-1-02 能將具體情境中的單步驟問題 列成算式填充題，並解釋式子與原問 題情境的關係，這其實就已經是程式 語言中函數與參數的關係。
五、非以學習者為中心的資訊教
育教材
美國哲學、教育學家杜威（John Dewey），提出了「做中學」的教育概 念，認為教育環境必須創造充分的條 件讓學習者去「經驗」，藉由貼近生活 的情境問題來激發學生的學習動機。 看似簡單的理論，但卻也是臺灣資訊 教育面臨的最大問題，學生對於教材 和內容無感，教學難以產生共鳴。 臺灣目前的教材為了因應資訊教 育能力指標，大多偏重於軟體應用操 作或宣導資訊倫理、資訊安全等相關 議題。 教師教學時多 半搭配書籍示 範，並利用出版社架設和課程相關的動畫、遊戲的網站，引起學生的學習 動機。整個教學與教材的搭配，看似 有讓學生動手做，但其性質仍然以教 學者為主，大多是老師講述示範，學 生 仿 作， 學生 較少 有 自我 探索 的 機 會，更遑論發現問題、解決問題。 在美國，已經有些企業和大學投 入教材的開發，例如：美國麻省理工 學院的媒體實驗室（Media Lab），在 2006 年設計一套給 8 歲學生學習的程 式設計語言「Scratch」，將程式碼包裝 成類似積木方塊的圖形化介面，以學 生熟悉「堆積木」方式學習程式設計。 學生可以用 Scratch 來創造互動式故 事、動畫、遊戲、音樂和藝術。另外 由 google 開發，目前已經轉移給 MIT Mobile Learning Center 的 app inventor，這套教材的適用對象為五年 級以上的學生，也是利用堆積木方式 學 習 程式 設計，可以 作為 投 入正規 Android 程式開發前的先導教材 。 而上述的教材也不單單只是程式 語言的設計而已，目前有許多硬體應 用的部分也逐漸開放，例如，由義大 利團隊設計的 Arduino 就是一個很好 的範例，Arduino 為開放原始碼的單晶 片微電腦，如果再加上感應器、動作 器和相對應的程式語言，那麼就可以 組成一個強大的系統，這些系統可以 用 來 解 決 一 些 生 活 上 的 問 題 。 而 Arduino 又可以和 Scratch 相互結合， 因此在國外資訊教育的教材是非常開 放且貼近生活化的。
六、結論與建議
針對臺灣資訊教育的現況實在令 人擔憂，十二年國教能否開創新的局 面，翻轉目前僵化的教育令人期待， 針對上述資訊教育的困境提出了以下 的建議： (一) 科技領域的課綱擬定能和其他領 域相搭配 在九年一貫課綱中僅列為「重大 議題」的資訊教育，在十二年國教課 綱中升等，隸屬於「科技領域」中的 「資訊科技」學科，以學生學習怎麼 用電腦解決解決問題為宗旨。為了達 成這樣子的理想，學生必須具備各科 整合的能力，因此在擬定此領域的能 力指標時，最好也能參照其他領域的 目標，讓資訊科技和科學、自然領域 互相搭配。 (二) 成立教師專業社群，進行跨領域 的科際整合 教 學 演 變 至 今 已 經 是 一 場 團 體 戰，單科老師所能傳授的知識實非足 夠，而性質相近的科目，也會出現重 複的教學內容，浪費許多寶貴時間， 除此之外過分強調分科教學，學生往 往僅獲得片段知識，對於統整和應變 能力明顯不足。為了打破分科間的藩 籬與缺失，教師的合作模式就必須進 行改變，建議以教師專業社群進行跨 學科的合作，甚至是跨校進行策略聯 盟，以網路雲端空間或網路社群為平 臺，開啟各科教師間的專業對話，並 嘗試以 stem 的概念進行整合，制定大主題方向的教學計畫，讓學生在理論 與操作面都能夠兼具，動手做出自己 的成果，以實際運作的方式驗證自己 的想法是否可行。 (三) 以學習者為中心，擴充各種教材 教材的採用不應只有「應用軟體」 教學，因為「應用軟體」總有一天會 消失或改版，而教育最終的目標是讓 孩子具有「帶得走的能力」，擁有挑戰 未 來 的軟 實力 。故 教 師在 選用 教 材 時，應慎重考慮，除了必須符合學生 學習階段外，挑選能表現獨特性或創 造性的教材也極為重要，資訊教育課 程的宗旨在於讓孩子學會邏輯思考， 學會怎麼和機器對話，學會怎麼用電 腦來解決生活中的難題。因為，在未 來的世界中，機器和人的關係是密不 可分的。 參考文獻
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