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七年級的學習內容解析

資訊科技的學習內容分六大主題,是有層次、有目的的規範在七、八、九年級的,首先先解析七年級的部份
七年級
主題
學習內容
說明(此為節錄,詳見科技領綱附錄三)
資訊科技應用
資T-IV-1  資料處理應用專題 以實作方式整合應用資料搜尋、組織與表達、運算與分析之概念與方法以解決問題
演算法
資A-IV-1  演算法基本概念
演算法的意義與特性
問題的描述
問題的解析:分解問題以規劃解題步驟或解題單元
演算法表示法(如流程圖)於問題解決之應用。
演算法與程式設計的關係
演算法的循序性、選擇結構、重複結構
程式設計
資P-IV-1  程式語言基本概念、功能及應用 程式語言的重要概念
資料形態、變數、輸入/輸出、算術運算與邏輯運算
資P-IV-2  結構化程式設計 -程式的循序性
-選擇結構的程式設計實作與應用
-重複結構的程式設計實作與應用
資訊科技與人類社會
資H-IV-1  個人資料保護 網路與檔案資料的隱私權保護(如帳號管理、權限管理等)
資H-IV-2  資訊科技合理使用原則 -數位作品之合理重製、公開播送或公開傳輸原則
-創用CC
資H-IV-3  資訊安全 -資料安全防護
-通訊安全防護
剛升上七年級的學生的資訊能力不一,有些可能在國小時就有學過很多應用軟體,甚至也玩過圖像化程式語言、開發板;但有些也可能連基本的打字、文書處理、簡報製作都不熟。這個時候建議把上表中的「資料處理應用專題」做為國小跟國中的銜接,可以安排在七年級第一學期先上,一方面讓學生在解決問題的過程中學到重要應用軟體的基本操作技能,另一方面教師可觀察學生的實作情形,對於較為落後的學生施以差異化教學,或善用同儕互助合作,盡量減少學生的數位落差。
接著演算法跟程式設計的部份,科技領綱的設計理念是這二個是一組成對的。因為在程式設計解題之前,一定會有前置作業,也就是問題解析、擬定解題策略、排定解題步驟‥等等,也即是演算法。在過去的資訊教學通常把前置作業的部份省略,學生只是照著老師的範本或教科書的步驟去「抄」程式,學習效果當然不甚理想。就算有學生可以自己想出解題方法,但因為缺少將演算法以流程圖或虛擬碼的方式表達出來的學習,所以把寫好的程式給別人看大概別人也很難讀懂,老師批改的也很辛苦,甚至過一段時間後連自己都看不懂了。
科技領綱必須呼應總綱的核心素養,其中「溝通互動」是三面九項的其中一面,因此我們希望學生在學習程式設計的過程中能夠把問題的解法(演算法)表達出來。不但有利於未來程式的除錯,也是跟別人合作寫程式時的關鍵溝通技巧。因為在實務上大型案子的程式通常會由一個團隊一起編寫,必須能讓團隊的其他伙伴讀懂自己的程式、能了解自己的解題邏輯,這才談得上是團隊合作(這又是三面九項的一項了)

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資訊科技的學習內容

依據科技領綱,「學習內容」係指: 科技領域之重要事實、概念、原理原則、技能、態度及後設認知等知識,是未來課程設計、教材發展及教科書編撰之依據 。 (也就是教科書裡的具體內容,可以當成教師上課時的 材料 ) 國中階段資訊科技的學習內容分為六大學習主題 一、演算法:包含演算法的概念、原理、表示方法、設計應用及效能分析。 二、程式設計:包含程式設計的概念、實作及應用。 三、系統平台:包含各式資訊系統平台(例如:個人電腦、行動裝置、網際網路、雲端運算平台)之使用方法、基本架構、工作原理及未來發展。 四、資料表示、處理及分析:包含數位資料的屬性、表示、轉換、分析及應用。 五、資訊科技應用:包含各式常見資訊科技應用軟體與網路服務的使用方法。 六、資訊科技與人類社會:包含資訊科技合理使用原則,以及資訊倫理、法律及社會相關議題。 上圖引用自「教育部運算思維推動計畫」簡報第28頁

運算思維的意義與內涵

運算思維(Computational thinking)在世界各國課綱中的定義如下 美國CSTA1「電腦科學」課程 一種能利用電腦解決問題的思維,包含使用如抽象化、遞迴、迭代等概念來處理與分析資料,並產出實體與虛擬作品的能力(CSTA, 2011) 澳洲「數位科技」課程 利用數位科技設計與實作演算法解決問題的思維(ACARA, 2013) 英格蘭「運算」課程 一種凌駕於電腦軟硬體之上,能針對系統與問題提出思考架構的思維模式(DOEE, 2013) 我國「資訊科技」課程 具備運用運算工具之思維能力,藉以分析問題、發展解題方法,並進行有效的決策(國教院,2015) (註:以上引用自教育部運算思維推動計畫簡報p6)  世界各國的學者專家對運算思維的內涵有深廣不一的看法,以網路巨擘Google的看法,運算思維的內涵包含了: 抽象化: 為定義主要概念去識別並萃取相關資訊 演算法設計: 產出有序指令以解決問題或完成任務 自動化: 利用電腦或機器重覆任務 資料分析: 透過歸納模式或發展深入分析方法以理解資料 資料蒐集: 蒐集與問題解決相關的資料 資料表示: 用適合的圖表、文字或圖片等表達與組織資料 解析: 將資料、程序、問題拆解成較小、較容易處理的部分 平行化: 同時處理大任務中的小任務以有效達到解題目的 樣式一般化: 產生所觀察樣式的模型、規則、原則或理論以測試預測的結果 樣式辨識: 在資料中觀察樣式、趨勢或規則 模擬: 發展模型以模仿真實世界的程序   個人認為較具體且可落實在國中教育階段的部份如下 這五項內涵的詳細內容及示例在此很難三言兩語可以道盡,有興趣者歡迎點擊「 這裡 」有1小時的線上課程,我在此課程中已經盡量用輕鬆、生活化的方式很仔細地說明了~~

素養導向教學設計的理念

「素養」或「核心素養」應該是12年國教課綱的關鍵字了,那啥是素養?什麼又是「三面九項」,網路上已經有一大堆資料在解釋了,在此我就不長篇大論講得大家滿頭霧水,只引用教育部官方文件這段最重要的話: 「核心素養」是指一個人為適應現在生活及面對未來挑戰,所應具備的知識、能力與態度 =>很重要,請熟讀,不然後面不用再談素養導向教學設計了。 呼應到科技領域,也即是我們的教學不能只放在培養學生解決現在的問題,也要培養學生具備處理未來問題的能力。所以資訊教學不能像過去九年一貫時代,只著重於某些應用軟體的操作、或只偏重使用某些硬體設備或平台。(未來十年,這些軟硬體可能不見了,或操作模式截然不同了) 也就是, 我們希望學生學到的,是更上位、更高階的思維模式 ,用這套模式可以「跨時間、跨科目、跨領域」地運用到解決各種問題上。所以「三面九項核心素養」轉化到科技領域這邊,就是 「運算思維」和「設計思考」 。(這就是科技領域學習表現中的2個構面) 上位高階的思維模式具有普遍性,不限應用於科技領域 素養導向的教學設計,談理念與實作,就敝人所帶過的工作坊,至少得花 1天 的時間(半天談領綱、示例及理念,半天實作),在這邊篇幅有限只能點出幾個關鍵: 對科技的三面九項 核心素養 要熟悉(科-J-A1~科-J-C3) =>課程要導向這9項,不熟悉怎麼導? 對科技領域的 學習內容 及 學習表現 要非常熟悉 =>這裡是課程設計的起點 懂得從學生的「 生活情境 」出發,簡單地說就是要"接地氣" =>(呼應定義)「核心素養」是指一個人為適應現在生活‥‥ 發覺並結合「生活問題」,讓學生想去「 解決問題 」。在解題的學習歷程中,除了知識,也學到了正確態度與能力 => (呼應定義) 「核心素養」是指‥所應具備的知識、能力與態度 科技領域素養導向教學的關鍵字 這也符應了素養導向教學設計的四大原則,如下