運算思維與程式設計/深度討論與專題寫作
發佈單位： 教學發展中心教師專業發展組
文/陳又慈
主持人: 胡衍南主任 (通識教育中心)
分享者: 簡培修助理教授 (通識教育中心)、許庭嘉副教授 (科技應用與人力資源發展學系)、丁玉良教授 (科技應用與人力資源發展學系)、李志宏教授 (國文學系)、徐筱玲助理教授 (共同教育委員會外文教育組)
現今社會發展與資訊科技密不可分，有鑑於此，各先進國家也開始重視資訊課程與「運算思維」能力的培養，乃透過電腦科學相關知能的學習，培養邏輯思考、系統化思考，並藉由程式設計與實作，增進運算思維的應用能力、解決問題能力、團隊合作及創新思考能力。此外，在語文思考方面，閱讀理解與 討論寫作也是學生需要培養的重要能力，學生在閱讀文本時，透過老師引導，與同學相互討論，將思考推向多元與深度，最後完成專題寫作，呈現思想上的成果。
一、【從遊戲中建立運算思維並學習程式設計概念】
通識教育中心簡培修教授邀請四位教授、八位助教，在八個班級教授程式設計。首先，透過「桌遊」讓學生學習以圖形化方式表達資料，並以邏輯化方式（二元樹、最短路徑演算法）組織與分析資料，接著思考找出最佳解題方式。第二階段，老師請學生在「程式學習平台」Blockly Games上學習程式設計，同時請學生以此解決生活上的問題，例如：匯率運算、百貨公司折扣等。經過多次程式設計的練習，老師請學生四人一組完成期末專題製作，過程中需要分工完成腳本撰寫、關卡、美工、程式設計等，完成一項「互動式程式設計」。這門課在八個班級運作，為了讓所有班級進度接近，師生能在線上分享教學狀況，學生不太理解的部分，可藉由影片進行線上複習，缺課的學生也可以到其他班補課，讓教學發揮到最大效益。
二、【不插電的運算思維桌遊──以Robot city桌遊為例】
Robot city桌遊是一群機器人要在地圖上收集建設原料，玩家們必須透過指令來控制機器人，機器人和地圖的設計是模擬電腦硬體設備，所以學生可以邊玩邊學習電腦設備知識。此外，學生透過「完成任務卡」所指派的任務，藉此培養運算思維。科技系許庭嘉教授提醒在座教授，學生不能只有模仿老師操作的步驟，不要「教學上的表面績效」，意即學生都會模仿操作，但事實上沒有邏輯思考、問題解決的能力。學習體驗就像一段旅程，學生需要一邊摸索，一邊學習解決問題，才能實現運算思維能力的養成。
三、【運用機械手臂製作訓練學生 STEM能力】
科技系丁玉良教授帶領學生製作機械手臂，以木片作為橫桿，以馬達作為關節，並且設計操作機械手臂的app──運用手機藍芽控制各馬達的角度，使機械手臂活動，還可以編寫app程式使其自動化。這項學習可以讓學生習得製作機械手臂的工程與技術，以及訓練數學與空間概念，實現科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）及數學（Mathematics）結合四個學科的STEM能力。
四、【文學教育的反思──從〈夸父追日〉談起】
國文系李志宏教授有感於現今文學風氣式微，人們擁有許多物質滿足，但精神層面卻時常貧瘠，而文學教育可以帶領學生達到自我涵養的認識與提升。然而過去「文學教學」有許多盲點，例如：考試引導教學，使得教學過於著重在語文知識，而非閱讀理解。有效閱讀教學，是帶領學生深度討論文本，進行反思與自我探索，讓學生用「心」感受生命的軌跡以及這個世界。首先，李志宏教授為學生創造一個「願意思考和勇於表達的課堂情境」，藉由設計「核心問題」，和學生討論、思考〈夸父追日〉的行動原因、意義、價值，呈現「分析文本」的多面角度，並且引導學生自我提問（如果我是夸父）與延伸思考，以此與學生的生活做連結。
五、【深度討論教學與英文寫作】
共同教育委員會外文教育組徐筱玲教授分享深度討論教學的進行方式，課堂由小組討論進行，小組安排涉及成員異質、文本挑選、主題決定等層面。再者，提問技巧方面，問題類型包括：求知型、事實型、追問型、推測型等，老師「示範提問、總結、挑戰的討論方式，促進學生討論的深度」。為了達到「高層次思考」，學生需要系統性說明自己的想法並能舉出實際例子，雙方在討論一個論點時，能互相腦力激盪，最後歸納、整理整個對話脈絡。在英文寫作的部分，老師指導學生在論述時，必須具體說明原因並舉出證據。課堂結束後，老師發現文本的挑選是一大變因，討論的強度取決於學生是否關注此項議題，因此這項因素是教學上需要注意的地方。
簡培修老師與許庭嘉老師都運用桌遊帶領學生培養運算思維，而Blockly Games是一項不錯的程式學習平台，最後學生也能自己設計互動式程式，提升生活中的便利。丁玉良老師教導學生製作、設計程式操控機械手臂，從中整合STEM能力。李志宏老師與徐筱玲老師則是帶領學生進行文本的深度討論，讓學生訓練思考的多元與層次，此外，語文的專題寫作，也能促進學生書寫能力，以達到統整、驗證、反思等能力。