科技發展

現在學生可能沒辦法感受到，10年前難以想像智慧型手機能夠改變人類的生活，這一切都要歸功於科技發展，而這些科技發展的速度，也應證了摩爾定律，摩爾定律是在1950年代預言，未來每隔一段時間，IC上的電晶體數量會提升兩倍，也就是科技發展的速度會以等比級數的方式進步。


圖1 摩爾定律，電晶體的數量呈現等比數列增加 (圖片來源: https://zh.wikipedia.org/wiki/摩尔定律)

雖然NVIDIA CEO黃仁勳說過，摩爾定律已經過時，但不代表科技發展不會繼續成長，相反的，他預測GPU的運算能力與神經網路性能正在比摩爾定律更快的速度發展，我們熟悉的科技在未來會以更快的速度跌代。

 資訊爆炸

資訊爆炸的時代，網路上的資訊與資料也是呈現等比數列的發展，而2017年的研究報告預測，這些資訊量與科技發展一樣，會以等比級數的方式成長。

有些人可能會認為，現在的年輕人普遍不愛讀書，不喜歡從書本獲取資訊。但是一本書籍的出版，從作者取得資訊，開始撰寫、印刷、再透過通路購買，這個過程可能已經相隔好幾個月，等到拿到書本時，這些資訊恐怕都已經過時了。但如果從網路獲取資料，像現在許多研討會都有直播，幾小時後網路媒體都有相關新聞發出，就算是相隔幾千公里外的小學生，都能夠與專家學者同時獲取產業的最新研究。書本只是資訊載體的一種，要如何培養學生在資訊爆炸的時代學習，身為師長的我們也需要與時俱進。

 產業轉移

在iPhone出現之前，NOKIA是市占率最高的一個手機品牌，但從傳統手機進入到智慧型手機的科技迭代後，全世界銷售量第一的手機品牌就馬上消失。全世界最大的企業品牌都有可能一瞬間消失，那麼誰又能保證現在的一線品牌，Amazon、Google或是Apple公司能夠長久持續下去?

現在我們常常會希望程度好的學生去當醫生或是考電機等科系，但是無論是醫生還是高科技公司，當這些國高中生畢業時，可能也遭遇了產業的迭代，倒不是說這個產業會消失，但可以確定的是它的型態一定會轉變，工作的內容，甚至是薪水也不見得像今天一樣好，那麼我們老師在做的事情，不就是把高材生推入不確定的未來嗎?

 學校教育該面臨的事情

如果未來這麼難以預測，那身為老師到底該教會學生什麼事情?這個年代的國高中生讀著跟我們一樣的課本，但卻要面臨新的世代，這些書本上的舊資訊不見得在未來會用得上，倒也不是說這些資訊不重要，而是比這些課本上的資訊，讓學生如何自主學習、創新思維才是最重要的事。

 思考為主、技能為輔

未來的學生最重要的是培養他們自主思考的能力，未來是屬於他們的，只有他們這世代的學生，清楚未來的樣子，這是師長們沒辦法猜測的事情。我們也不需要去幫學生猜測未來，而是讓他們培養自主思考，讓這個世代的學生有足夠的能力自己去面對未來的環境。

所以像生活科技、資訊這些技能導向的科目，應該把教學的核心稍作修改。以往我們都是以技能這件事情做最大的評分依據，只要用了複雜的剪輯技巧、細緻的木工技術就可以得到高分，但我們應該以「思考為主，技能為輔，學生自主學習，老師創造環境」，老師在學校教授的不再是技能為主的教學，而是將技能弱化，以思考創意為主，教學生如何應用現有的技能，發揮創意去思考創意，才符合這個年代的教學內涵。


圖2 學生徐啟睿自己上網學習，將傳統洗床改裝成電控CNC (圖片來源: 徐啟瑞)

 等到老師教學那這項技術已經落後了

現在的工具軟體更新迅速，科技產品與技術的跌代將會越來越快，一套新的軟體如果要等老師來教，那麼這項技術可能也已經落後了，如果要在這個年代生存，那麼如何取得最新的技術也是這個年代的學生必備的技能。

 Maker老師在學校到底要教什麼?

圖3 Arduino課程學生專題成果，左上依序是黃子芸、龍立鳴、查禹安左下依序是林康、王荀昱、陳喬君(圖片來源: 黃信惠拍攝)

我目前在學校教9年級(國三)的Arduino課程，這是兩個學期，一周一堂的電腦課，在這課程我主要切分4個單元，分別是技能、整合、自學與回饋，這四大單元結合了上述的概念，實踐在課堂上，那麼接下來就一一分析這四大單元的教學理念。


圖4 Arduino教學的四大單元 (圖片來源: 黃信惠)

 技能

在這個單元我大幅降低技能的學習門檻，學生的學習時間有限，如何在最少的時間精力，做到最大的成效是這個階段的最大目標，盡可能用圖說甚至是動畫來說明所有零件的操作，許多東西的原理或是複雜的邏輯，盡可能的精簡，讓技能的部分更容易吸收。

技能的階段不見得要讓所有學生都精通，對我的課程來說，有沒有完整的學會技能一點都不重要。重要的是在後續揮創意的單元，你有沒有辦法應用。

「畫圖課中老師給你幾種顏色的彩色筆一點都不重要，有創意的同學就算只用一隻黑筆也可以自由發揮創意」


圖5 圖形化程式介面，學習技能的門檻能大幅降低 (圖片來源:擷取自ArduBlock軟體)

 整合

整合的單元中，我讓學生應用自己擅長熟悉的領域、熟悉的事情，再搭配課程所學的技能來完成創作，比如說學生對於打羽毛球有興趣，那麼他可以做個練習羽球發球的機器。會打鼓的學生可以做個打鼓專用的節拍器。

在這個階段學生除了要整合之前所學的技能，還需要認識自己，該如何製作出獨一無二的裝置，是每位學生面臨到的挑戰，而且全班同學不能有重複的專題，選題目與思考解決方案是這個單元的核心目標。


圖6 周愉芯、蘇煊甯同學製作的手繩編織器，最高分的作品，單純利用LED閃爍的原理所製作 (圖片來源: 黃信惠拍攝)

 自學

這個單元是最困難也是最重要的階段，該如何引導學生自主學習，其實整個概念很簡單，「我們出社會之後是怎麼學東西的?」，我想大多數人都是上網找資料、找書籍、問別人，經歷大量嘗試錯誤與失敗之後，所得到最終的成果，這也是這個單元我希望學生經歷的。

所以我們應該引導學生，放手讓他們自己嘗試，給他們一些資源，並且不要插手。就算最終的成品不如預期，但這段期間學生收穫的遠比最終作品來的重要，因為他們得到了許多錯誤與失敗的經驗。


圖7 instructables網站，全世界最大的Maker分享平台，是個讓學生自學找資料的好地方 (圖片來源)

 分享

取自於網路，回饋到網路。這些學生在上個單元都是以網路學習為主，所以也應培養分享的觀念，學生在這個單元必須將自己作品的製作過程、程式碼、電路圖以及最後成果分享到網路上，同時也此機會在網路上與世界各地的Maker交流分享，分享自己的學習成果，培養Maker的精神。學習分享以及和其他人交流，就是這個單元的核心。


圖8 黃荷同學將製作的專題分享在網路上 (圖片來源)

 結語

以上四個單元是我在學校的Arduino課程，這些單元若要運作順利還有一個很大的因素，就是「評分標準」。學生能夠在課堂上獲得成就感，很大的因素是老師的認同感，當學生得到高分成就感也會隨之而來，所以評分方法可以依據你對學生的期待調整。
圖9 手作能力好的學生，就算用簡單的程式也可以獲得高分，作者楊日茵 (圖片來源: 楊日茵)

像是我會讓學生隨時記錄自己的製作過程，從草稿、購買材料、電路、程式到初期的測試，無論失敗與否都要記錄下來，而老師主要以「過程」為評分依據，甚至失敗與錯誤的紀錄，反而是最重要的評分項目。這樣做不僅可以讓學生勇於嘗試，也能在這堂課程盡情發揮，成不成功不是重點，重要的是能得到許多寶貴的經驗。

國高中是屬於通才教育，這些學生以後不見得每個都要讀理工科，況且未來的工作與型態也難以預測，學生離開了這間教室後，到底帶走了什麼? 以下這句話是愛因斯坦說過的話，同時也是我在規劃課程最重要的指標「教育就是當一個人把在學校所學，全部忘光之後剩下的東西」。


圖10 愛因斯坦 (圖片來源:)