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TPRAI兒童資訊教育

發布日期:
作者: 陳慶瀚。
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2018年,我正思考著帶孩子自學,所以大量探索體制內外教育各面向的優缺點,包括兒童資訊教育。除了學校教學現場,我就如同那些品評米其林餐廳的神秘客,秘密造訪了許多補習班、夏令營隊,去了解教育理念、課程內容和教學方法。
由於近年來媒體上充斥著真實性難辨的大量AI報導,加上政府、社會和學校匆促推出的許多混亂、急就章的教育方案,形形色色的活動使得多數家有中小學生的家長有著莫名的焦慮感。坊間補習班則打著課綱、STEM、程式設計、AI、機器人教育的名號,推出各種補教課程營隊,實則藉機兜售名不符實的教育商品。
或許,我就像一個挑嘴、嚴苛的美食家,對每家餐廳的食材、烹調方式、甚至用餐環境總是懷著過度期待和批判眼光,以至於最後決定親自捲起袖子當起廚師。我開始規劃一個宏大企圖的兒童資訊教育構想:『TPRAI教育』。以計算思維(T)培養資訊素養、以程式設計(P)訓練資訊技能、以機器人(R)連結STEM真實世界、以人工智慧(AI)掌握跨域資訊應用能力,透過系統化多元學習,取代零碎的技術工具學習方法。
有別於碎片化、技能式、工具導向的科技教學目標,TPRAI教育更強調系統化、整體性思維,從科學認識論的基礎到方法論的實務,再到應用技能得以連貫和整合。我認為資訊教育不該只是課綱所謂的常識和工具能力而以,它更應該作為一種延伸批判思維的解決問題思維和技能。
原本這是我帶孩子開始自學所設計的資訊教育目標,也樂於與其他自學孩子分享,後來決定對所有學生和家長開放。2021年,我應金門縣教育局的邀請,辦理「金門地區資訊科技教育TPRAI工作坊」。2022年暑假,又為金門地區國中資優生辦理TPRAI教育營隊。2023年3~5月,我為跨地域的自學生開授第一期《AI時代的Python程式設計》線上課程,作為『TPRAI教育』的主題系列之一。由於2022年11月底ChatGPT問世所掀起AI狂潮,程式設計的思維、方法、工具和技能都一經受到大幅衝擊,教材教法必須做出改變,因此《AI時代的Python程式設計》課程因應而生。
《AI時代的Python程式設計》包含三個單元:單元一「基礎Python程式設計」適合小四以上初學者(須具備基礎的英文閱讀和算數能力),強調計算思維和ChatGPT輔助的Python程式設計;單元二「專題式Python程式設計」適合已經上完單元一的孩子,或是有Python程式經驗的國高中生,目標是把國中小語文、數學、科學學習內作為Python專題探究解決問題目標;單元三「專題式AI應用程式設計」適合已經上完單元二的孩子學習,使用Pytorch設計AI應用系統。
相對於典型課綱範疇的程式設計課程,《AI時代的Python程式設計》具有幾個特色:
(1)發展AI時代的系統思維(Thinking in System),而非工具思維;
(2)強調自學精神,讓孩子培養自主解決問題能力,而非熟練技術能力;
(3)採第一性原則:把複雜的問題分解到最簡,用最簡的語法來建構解題能力,而非應用高深的程式技巧來解題;
(4)把AI當作高效學習夥伴,讓ChatGPT協助除錯、程式碼分析、提示程式語法、快速查找和整理實用程式技巧和函式庫,讓孩子把心力放在最大學習價值區(特色1-3);
(5)跨領域知識融合,讓語文、數學、科學的學習與程式設計學習接軌。
為了培養CPS(合作問題解決)能力,每個單元結束後都會辦理一個實體的結訓活動:「協同程式設計競賽(Pair Programming Contest)」,讓孩子兩兩一組協同撰寫程式來進行競賽。競賽目的是在問題解決的過程中,孩子須透過與團隊其他成員的溝通、分享構想、方法和技能,來達到有限時間內解決問題的目標。合作並不容易,與他人合作並不是每個人與生俱來的技能,而必須藉由教育手段培養,這是這個競賽的目的。
上個月,我帶孩子到巴黎,來到一家經典的法式料理餐廳。這一次,我不再是一個挑剔的評論者,我輕鬆的享受美食,感受用餐的愉悅氣氛、與主廚親切互動、體驗了一趟美好的味蕾探險,孩子也說這是他吃過最好吃的餐廳。TPRAI教育,如同一家由我擔任主廚的餐廳,我期盼每一位孩子都能在此展開他無拘無束的認知味蕾,來獲取最美好的知識饗宴。

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