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運算思維在教學上的應用

針對小學高年級學生科技與學習領域創立的運算思維相關輔助學習程式設計的網站。

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​何謂運算思維?

運算思維是一個思考的程序。目的是闡明問題、呈現解決方案,讓「運算器」能有效率地執行。

  • 四大步驟: 

  1. 拆解:將複雜的問題分解成更⼩、更易於管理的問題。

  2. 規律辨識:分別檢視問題,思考是否有解過類似的問題。

  3. 抽象化:抓出重要細節,將它轉化爲解決⽅案中的步驟。

  4. 演算法:歸納步驟來解決個別問題。此階段,要給電腦的輸入,以及傳回的輸出,電腦將執行演算法。

      運算思維可結合到社群軟體,找出網絡節點間的間接連結關係及最短連接路徑,還可用來分析出關係較緊密的子圖結構或核心節點(社群關鍵人物)。除此之外,也可以和地圖導航程式結合,推算出最短路徑。

運算思維與教育的連結?

在臺灣,新運算思維教育於 2019 年推出,新課程目的:

(1)培養運算思維技能

(2)建立使用資訊科技的讀寫能力來進行協作及溝通

(3)培養使用資訊科技的適當態度。

課程明確概述了運算思維的組成且課程必須包含在學校課程當中,主題包含原始的運算思維觀念及進階的概念。

運算思維與程式設計教育浪潮確實在教育系統上帶來重大改變,然而以往運算思維與程式設計教育通常是在非正規課程中實現,例如社團活動、選修課程、或是網路社群中的自主學習活動。

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*參考資料:運算思維與程式設計教育浪潮(劉晨鐘108)

運算思維如何與式ㄕㄜ式社
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​兒童程式設計

  • 為何讓小學生學程式設計?

       程式設計對「運算思維」、「創造力」、「邏輯思維」這三個能力的養成有很大幫助

  • 訓練孩子用程式設計思維來思考事情:

      「用電腦的思考方式來思考事情」是一種解決問題的能力。

       電腦為了有效率的運作,開發很多演算法來處理事件。跳脫舊有框架的思維來用不同以往的方式處理。

  • 培養孩子的團隊合作力、跨界思考力:

       程式的世界是複雜且多工運行的,一個龐大的程式實在不可能靠一己之力完成!

       跨界、跨領域甚至跨國合作也是必然之勢!

  • 其他因素:專注力、網路自我效能、網路使用經驗皆正向影響學習動機與成效

     【註: 網路自我效能:使用網路的信心程度】

  學習動機:

    男>女

    家長支持度高學童>家長支持度低學童

    高年級>低年級

    學習成效:

     男>女

     家長支持度高學童>家長支持度低學童

     高年級>中年級>低年級

     曾接觸程式設計學童>未曾接觸程式設計學童

  • 參考資料:

      讓孩子學兒童程式設計有什麼好處?莫非有什麼黑洞般的神秘力量?

     探討影響國小學童遊戲程式設計學習動機和學習成效之因素-以新北市某國小為例(林玉霞105)

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遊戲學程式設計

以下是積木程式相關的遊戲及學習網站,讓學生可以在有趣的遊戲過程中學習到基本運算思維,進而培養學生進階學習程式設計的基本能力,附上遊戲的網站及介紹,使教師能依照需求選擇最適合的遊戲內容:

blockly.games

分八種不同遊戲,讓學生可以簡單到進階的學習,種類如下:

1.拼圖:是對Blockly的形狀以及各部分如何對齊的快速介紹

2.迷宮:是循環和條件的介紹。每個級別都比上一個級別更具挑戰性。

3.鳥:對條件句的深入研究,在越來越複雜的條件下探索控制氣流。

4.烏龜:深入研究循環。使用嵌套循環繪製圖片。

5.電影:是數學方程式的入門,使用數學為電影製作動畫。

6.音樂:是使用功能來創作音樂。

7.池塘遊戲教程:引入基本文本的編程,來回使用文本編輯器中的積木和程式語言。

8.池塘:是編程最聰明的鴨子的開放式競賽。使用積木或程式語言。

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    Code.org

             分為A~F不同程度的主要課程,課程架構由淺到深,且每個課程都會複習前面課程的基礎概念,所以可以依照學齡或學生個別的程式語言學習程度來選擇難度,介紹如下:

     年齡程度分程度的課程:                                      適合國小生的課程:                                適合國高中生的課程:
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Lightbot : Code Hour

分三種程度20關卡由簡入難,學生可以在有限的步數中及不同的功能裡學習到程式編寫概念:

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難度有三種程度:

​遊戲畫面

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其他相關教學資源

除了以上資源,您也可以參考以下網站,能到從遊戲學習程式語言的更多資訊,讓教師在教學上更順利!
製作團隊

​製作團隊

國立台中教育大學​-科技與學習課程:第六組

網頁製作與資料整合:

ASO108125黃怡萱

資料蒐集:

ASO108105黃士豪​

ATA107131 楊沛珊

ASP108801 許雅筑

ASP108701 梁佩瑩

ACC108142 廖羽涵

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