AI台南隊世界第一等!我們如何克服程式教育的三大難題?|黃偉哲專欄

AI台南隊世界第一等!我們如何克服程式教育的三大難題?|黃偉哲專欄
台南市改善教材、硬體與師資等三大重點,普及化推廣程式教育。圖片來源:台南市政府
2022-02-10
文・黃偉哲(台南市市長) 圖・台南市政府
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當教育局跟我回報,台南學童在國際AI競賽中取得佳績,使平常塞滿繁重公務的辦公室,瞬間被喜悅穿透。大概是身為人父而有所感,讓我被同仁說臉上的開心藏不住。

讓我先跟各位介紹一下,連年得獎的「AI台南隊」到底有多厲害:

2019年,台南市代表隊的學生,遠赴日本加賀參與「RoboRave國際機器人大賽」,共得六金五銀七銅,從全球208個隊伍中脫穎而出,反映團隊絕佳的臨場反應及分工默契。

2020年,安南區海東國小學生,參加美國民間舉辦的「全球虛擬教室跨國專題合作競賽」(Global Virtual Classroom, GVC),跟74個國家競爭,以跨文化閱讀的主題課程,獲得評審給予金牌的肯定,亦獲蔡英文總統親自肯定。

2021年,台南12校跨校合組七支隊伍,參與「FLL(FIRST Lego League)Challenge世界機器人大賽」台灣選拔賽,跟全國66隊較勁,全數獲獎,成績令人驚豔。學生的作品,能回應生活情境的問題出發,並設計出解決的策略方案。

2021年,東區大同國小學生在micro: bit教育基金會辦理「do your: bit全球挑戰賽」中,從對周邊自然環境的觀察,設計鳥巢守護者裝置,符合聯合國永續發展目標(SDGs),奪得亞太地區第一名。

智慧教育-AI-程式教育-台南-智慧城市-機器人競賽2019年,台南代表隊學生遠赴日本,參加機器人大賽並奪下佳績。圖片來源:台南市政府

同學在這般年紀就參加國際賽事,與各國好手競爭,壓力肯定不小。但我們台南孩子在比賽中,不只發揮創意,還展現AI世代的倫理素養,彼此共同協作、關懷環境他者、跨文化理解,實在是很不簡單,也是受到國際青睞的關鍵。

編訂市版程式教材,融入台南在地化情境

其實,自中央頒訂108課綱、正式將「程式語言」列入國民教育範圍之前,市府已先醞釀整備,並針對教材、硬體、師資三大問題做因應:

  1. 承繼課綱精神編定市版公用教材;
  2. 挹注校園智慧化硬體改善;
  3. 啟動偏遠學校師資巡迴和業師協力支援。

透過市府結合學術界和民間的力量,普及推廣程式教育,並培育具競爭潛力的拔尖團隊,讓資訊科技扎根文化古都。

108課綱首度將「程式教育」納入國、高中課程,核心在於培養學生具運算思維、系統思考、解決問題、溝通表達、合作共創。雖然中央未把國小列入,但參考歐美先進國家及鄰近的韓國,已陸續將程式教育列為基礎課程;所以我們跟各校溝通取得共識,決定讓三年級以上學生,每週也有一節以上的程式設計。

有了共識,若無具體教材,恐會徒增家長憂慮、讓學校困擾。因此市府教育局資訊中心,攜手可成科技公司,共同召集「Scratch程式教學教師專業社群」,開發市版的國小三年級到六年級的程式教材。

台南市-智慧教育-程式教育-AI教育-AI教材-台南市教育局可成科技公司與台南市教育局合作,邀請程式語言師資,共編在地化市版的Scratch教材。圖片來源:台南市政府

這套台南市版的Scratch程式教材,我絕對要跟大家介紹,因為它翻轉傳統重視程序操作的枯燥電腦課,而是回歸學習主體的學生身上,還非常在地化。

我們以「唐山過臺灣」的歷史背景當作情境,讓學生扮演欲渡海來台的主角阿成,在渡海闖關遊戲裡學習程式積木和模組應用。藉此培養學生互助合作、運算思維,以及對歷史文化的認識,讓程式課程變得有趣。(延伸閱讀|2022年搞懂產業AI化必讀書單!除了《藍湖策略》還有哪六本?

各地校園差異大,程式教育如何普及化?

雖然我們延續課綱精神編寫市版教材,但要如何在條件差異甚大的各校園裡,推動普遍化的程式教育呢?首當其衝要克服的,便是硬體設備和專業師資的問題,才能弭平令人擔心的數位落差。

我們爭取中央經費挹注,已於2020年建置完各校的「前瞻智慧學習教室」,每間教室內都裝設75吋觸控式大螢幕、整合控制設備,不讓硬體條件成為數位學習的阻礙。在台南160所偏遠學校部分,我們更加大支持力道;最關鍵的政策作為,就是啟動「師資巡迴機制」並搭配「業師協力支援」,緩解偏遠師資不足的問題。

如何檢驗在台南程式教育普及化的成效?或許可由台南首開全國之先的市級活動——「台南市智慧城市-AI機器人創意競賽」來一窺端倪。

連續三年來,競賽規模不僅越辦越大,去年十月更吸引145隊、358人參賽;偏遠學校初賽入選比率也逐年升高,去年較以往提高了八成。相當程度上,反映我們自編公版教材、挹注硬體提升、建立偏遠師資巡迴,這三項基本對策,能讓資訊教育普及且朝平等近用之方向前進。

回歸人性本質的科技教學現場

隨著AI時代來臨,不少論者都用「數位原生世代」的概念,形容生長在被數位應用、科技產品包圍環繞的世代,甚至時時刻刻都浸潤在高頻率的虛擬互動。當然,上述說法的有效性,是建立在宏觀的跨世代比較,但仔細觀察個體數位能力養成與資訊技術習得,恐怕不那麼天生自然。

我記得去年11月1日,教育局安排我到山上國中,了解「AI扎根計畫」的執行成果,這是市府和關懷台灣文教基金會合作推動的計畫,提供資源給偏遠學校做AI教育。

來自山上和楠西國中的同學,在老師悉心引導下,自主利用週末或社團課;不到三個月的時間,就發想題材、撰寫程式、組裝E310機器人到公開發表。學校師生們的努力,超越出身偏遠或弱勢的限制,非常令人感動。

AI扎根計畫-AI教學-智慧教育-程式教學-偏遠學校-台南市AI扎根計畫提供教學資源,讓偏遠學校的孩子也能學習AI。圖片來源:台南市政府

像山上國中的胡老師,他生動教學的方式,以自身肢體為喻,將同學寫的程式運作邏輯表現出來,讓學生可以及時發現並修正。楠西國中的周老師,她則觀察到透過互助分工,更能讓不同的孩子被看見;例如手藝靈巧的同學在組裝方面特別在行,可善用手邊的釣線、鐵絲、吸管、寶特瓶等素材完成作品。

這些故事中,基層偏遠師生實踐的非單向機械式的技術授予,而是回歸人性本質的教學互動。他們看見個體差異,也呈現人的情感、個性、能力,這些更突顯AI技術無法取代的人性面向,也搭起未來社會所要具備的數位素養,支持和激勵著每位學子的熱情。

無論具競爭潛力的AI台南隊、推動程式教育的普及化或栽培未來數位素養,我都要代表台南市政府跟基層教職同仁表達感謝,讓文化古都的科技新世代得以萌芽。(延伸閱讀|老年人口比例最高,卻要做智慧城市?台南化石小鎮的改造故事

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