科學部落格 - 擋不住的程式設計學習潮流

文章分類：科學研習月刊| 作者：科小編

擋不住的程式設計學習潮流

文／蘇國鈞、李進寶

“Don't just consume things, create things.＂2014 年底，網路瘋傳一張美國總統歐巴馬的照片，如圖1。

美國總統歐巴馬參加Hour of Code 活動

圖1　美國總統歐巴馬參加Hour of Code 活動。（圖片來源：https://gigaom.com/2014/12/08/with-a-line-of-javascript-obama-now-the-first-coder-inchief/）

Computer Science Education Week（電腦科學教育週，簡稱CSEdWeek）是美國一個年度性的活動，用來激發所謂的K-12 ，也就是從幼稚園到高中的青少年，他們對科學的興趣。2014 年活動期間是12/08-12/14 ，Code.org 剛好也在這段期間舉辦了Hour of Code 活動（圖2），歐巴馬總統邀請了20 名學生到白宮一起學習，並且試著用JavaScript 寫了一行小程式moveForward(100);，也因此成了歷史上第一位寫程式的美國總統。「Don't just consume things, create things.」（不要只消費東西，創造東西吧。）則是他在錄活動推廣影片（http://youtu.be/JDw1ii7aKwg）時，鼓勵大家所說的一句話。

圖2　Hour of Code 官方網站圖2　Hour of Code 官方網站。（圖片來源：http://hourofcode.com/us/zh）

把程式設計變成全民運動

Hour of Code 是個世界性的活動，全世界預計會舉辦超過77,000 場次的大大小小程式設計相關活動，臺灣也有參與。2014 年12 月7 日，新北市教育局、台灣微軟、與美國創新中心聯手，啟動「百萬程式通」計畫，微軟會陸續提供免費的程式開發教學軟體以及程式教學課程，希望把程式開發變成全民運動，在一年之內，達成超過百萬人寫程式的目標（圖3）。

圖3　微軟提供各種程式設計免費學習資源的Microsoft Imagine 網站。（圖
片來源：http://msdn.microsoft.com/zh-tw/imagine）
不只是美國跟臺灣。把時間往前推一點點，英國其實也有動作。從2014年9月開始的新學期，英國學生的電腦課程也有所改變，學齡前的小孩會接觸一點演算法、小學生會開始學習一點程式設計概念、中高學生開始學習一點程式語言。英國甚至把2014年稱為程式碼年，也是G20會員國當中，第一個實施全民程式教育的國家。
前面舉的美國、臺灣與英國例子，並不單純只是個案。程式設計的世界，這幾年一直有著一群人，不斷地鼓勵年輕的小朋友，學習程式設計，現在已經演變成全民運動，希望大家一起投入。Code.org去年發表的影片〈What Most Schools Don't Teach〉（圖4），就引述Apple前執行長Steve Jobs的話，並且找了微軟創辦人Bill Gates、Facebook創始人Mark Zuckerberg等知名人物現身說法，說明電腦程式的重要，鼓勵大家投入程式設計的行列。
Code.org 去年發表的〈What Most Schools Don't Teach〉影片圖4　 Code.org 去年發表的〈What Most Schools Don't Teach〉影片。（圖片來源：http://youtu.be/nKIu9yen5nc）

現有的青少年資訊教育內容

學習程式設計對成年人來說，困難阻礙或許不大，但是對所謂的K-12青少年來說，是不是應該有不一樣的方式、不一樣的內容，來勾起他們的興趣、激發他們的創意呢？

臺灣從國小、國中到高中，雖然都有規劃電腦課程，但是授課的內容呢？從「九年一貫課程與教學網」網站所列出的「資訊教育的課程目標」來看：

本課程目標旨在培養學生資訊擷取、應用與分析、創造思考、問題解決、溝通合作的能力，以及終身學習的態度。藉由「資訊科技概念的認知」、「資訊科技的使用」、「資料的處理與分析」、「網際網路的認識與應用」、以及「資訊科技與人文素養的統整」等核心能力之規劃，在認知、情意、技能上培養學生達成以下之教育目標。

基本上是比較偏向電腦概論、資料處理、與電腦應用這些方面，程式設計的部份似乎是比較沒有著墨的。所以，有沒有適合國小、國中、高中生的程式設計素材呢？

底下我們列出幾個適合不同年齡層的可能學習素材，給大家做個參考。看看在這個世界上，有那些可以試著接觸的資源。

適合國小階段的程式設計資源

在眾多的程式語言競爭對手之中，由MIT Media Lab（美國麻省理工學院媒體實驗室）的Mitchel Resnick（圖5）主導，在2003年開發、2007年正式推出的Scratch（圖6），算是引導小朋友學習程式設計的佼佼者，2014年08/06-08/09還舉辦了三天的Scratch@MIT 2014 Conference。Scratch用視覺化堆積木的方式，從遊戲中讓小朋友接受程式設計的一些概念。

圖5　 Scratch@MIT 2014 官方網站，右邊就是Scratch 核心人物Mitchel Resnick。（圖片來源：http://scratch.mit.edu/conference/）

Scratch 官方網站圖6　 Scratch 官方網站。（圖片來源：http://scratch.mit.edu/ 網站）

Google在2013年的CSEdWeek公開展示了Blockly Games（圖7），2014年8月正式對外發表，希望能夠透過一些具有教育意義的遊戲，讓小學生邊玩邊學習程式設計概念。剛剛提到歐巴馬總統寫的JavaScript程式，其實就是用Blockly Games寫的喔！

Blockly Games 官方網站圖7　 Blockly Games 官方網站。（圖片來源：https://blockly-games.appspot.com/?lang=zh-hant 網站）

適合高中階段的程式設計資源

國中、高中年齡層的青少年，Scratch或Blockly Games或許有點幼稚，可是貿然導入大人世界的C/C++/Java等程式語言，對他們會不會又太艱澀了一點？

根據《Communications of the ACM期刊》（圖8）2014年7月發表的文章〈Python Bumps Off Java as Top Learning Language〉來看，Python已經超越Java，成為美國頂尖大學裡最常用的入門程式語言。

Communications of the ACM 網站對Python取代Java 作為程式語言學習首選的介紹圖8　 Communications of the ACM 網站對Python取代Java 作為程式語言學習首選的介紹。（圖片來源：http://cacm.acm.org/news/176567-python-bumps-off-java-as-top-learninglanguage/fulltext）

Python的語法比J ava跟C++簡單一些，新手可以比較快上手，即使考慮到將來就業的問題，也可以無縫接軌。如果大學生可以接受Python，那年齡相仿的高中生，應該也是有機會的。上方這篇〈Programming for Teens: Beginning Python Tutorial〉教學文章（圖9），甚至是一名13歲的少年Julian Meyer寫給其他青少年朋友看的喔！

13 歲的Julian Meyer 寫給其他青少年朋友的Python 教學文件圖9　 13 歲的Julian Meyer 寫給其他青少年朋友的Python 教學文件。（圖片來源：http://www.raywenderlich.com/62094/teens-python-tutorial 網站）

適合國中階段的程式設計資源

如果說小學生可以玩Scratch，高中生可以玩Python，那國中生這個年齡層呢？

這幾年行動應用與物聯網的發達，幾乎人人都有智慧型手機與平板，如果撰寫一般PC/NB的程式，對青少年來說，比較沒有吸引力的話，那讓他們學習一些比較簡單的手機App開發，有沒有機會讓他們眼睛為之一亮呢？像Microsoft的Kodu Game Lab（圖10）或是Corona Labs的Corona SDK（圖11）之類比較容易上手的App開發套件，說不定會是一個不錯的選擇。

Microsoft 的Kodu Game Lab 官方網站圖10　 Microsoft 的Kodu Game Lab 官方網站。（圖片來源：http://www.kodugamelab.com/ 網站）

Corona Labs 的 Corona SDK 官方網站圖11　 Corona Labs 的 Corona SDK 官方網站。（圖片來源：http://alfasin.com/coronasdk-review/ 網站）

程式設計與DIY相輔相成

以前許多喜歡PC DIY的玩家，現在很多都改玩Arduino與Raspberry Pi之類的微型電腦，控制各式各樣的Sensor、四軸直升機、或是機器人。這些微型電腦，一樣可以透過撰寫Scratch或Python程式控制，所以如果擔心青少年把昂貴的手機搞壞了，把重要的PC/NB給毀了，那可以考慮讓他們玩玩Arduino與Raspberry Pi，加入「自造者」的行列喔（圖12）！

圖12　 instructables.com 網站介紹使用Raspberry Pi 與Python 製作機器人的文章。（圖片來源：http://www.instructables.com/id/Building-robots-with-Raspberry-Pi-and-Python/ 網站）