數位課綱
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專任
課程名稱
運算思維T5  (111-2)
科目序號 / 代號
0034 / CDC8765
開課系所
共同教學中心
學制 / 班級
大學日間部4年1班
畢業班/非畢業班
非畢業班
必選修 / 學分數
必修 / 2
上課時段 / 地點
(二)56 / A406
授課語系
中文
Office Hour
(三) 13:20~14:10、(三) 14:20~15:10、(五) 10:10~11:00、(五) 11:10~12:00 / H429
課程簡介
本課程的主要目標是要培養同學成為數位公民(digital citizenship)所應具備「善用資訊工具來分析與解決問題」的能力,包括熟悉基本數位工具的使用,以及利用這些數位工具解決問題時,應該有的「態度」與「技能」。其中,「態度」是指面對問題時,要能夠辨別哪些部分是算得出來的(computable),哪些又屬於算不出來的(non-computable),並能夠善用數位工具來解決算得出來的問題。「技能」則是指在解決各種領域問題時,經常會使用到的觀念與技巧,包括抽象化(abstraction)、樣式識別(pattern recognition)、拆解(decomposition)與演算法設計(algorithm design)等,並以系統性的思考方式來分析與解決問題。此外,視覺化程式設計(visual programming)提供直覺式的程式設計方式,讓所有同學(不論是否為資訊相關系所)可以不受專業程式語言的束縛,而在輕鬆有趣的環境中,演練上述運算思維的各種觀念並建立正確的邏輯思考模式。 運算思維的培養,可以讓同學以系統性思考的方式來分析各種問題,提出合乎邏輯的解決方案,並透過各種數位工具的使用,有效地加以解決。運算思維也可應用到各個不同領域的學習,例如文學、藝術與體育等非工程的領域。因此,不分年紀與性別,所有不同背景(科系)的同學,都非常適合學習運算思維;對於資訊相關科系的同學而言,運算思維對於資訊專業的學習,助益更為顯著。
課程大綱
本課程的授課內容包括三大部分:「基本資訊工具」、「核心能力培養」與「問題解決實務」,茲分述如下。 1.基本資訊工具:電腦簡報是學習與職場上最常見的應用之一,簡報者必須先了解簡報之目的、場地(包括時間、硬體配備等)與聽眾背景,並對報告內容進行分析、整理,重點摘要後製作成投影片,然後進行簡報。一個成功、完整的電腦簡報是許多能力的綜合應用與呈現,甚至包含口才、台風與臨場反應等。因此,投影片的製作可以說是應用最為廣泛的基本資訊工具。 投影片製作的基本技巧包括:投影片的製作(管理與維護)、實際進行簡報的操作環境及基本設定投影片基本操作技能、投影片設計與動畫技能、物件的插入與編輯技能、母片與範本應用、多媒體內容編輯等。至於,整體的電腦簡報注意事項,可以併入「問題解決實務」一起演練之。 2.核心能力培養:運算思維的四大核心觀念分別是抽象化、樣式識別、拆解與演算法設計。同學不但要了解每一個觀念的意義,更要知道如何應用在日常生活中。 a)抽象化:是指看待一個事物的不同層次,層次越高越抽象,代表的是越多其他事物共同的特性或描述;層次越低則越不抽象(也就是越具體),代表的是該事物獨有的特性。抽象化讓同學可以用更精簡扼要的方式,來看待或描述事物。 b)樣式識別:是指找出一個或相關事物重複發生的規律性,可用物體的辨識或簡化事件的描述,甚至是預測未來發生的狀況,也可用於學習–學習/模仿成功的經驗,不要重複失敗的經驗。 c)拆解:是指將一個比較大的問題,拆解成許多比較容易解決的小問題,最後再將這些小問題的答案整合在一起,成為完整的解答;拆解其實就是一種分工合作,不但更具效率,也可收專業之效。拆解也是學習上常用的技巧,先學習許多局部的技能(小問題的解答),最後再將這些局部技能加以連貫,成為完成的技能。 d)演算法設計:是指以上述核心觀念為基礎,設計一連串的步驟(指令),用來解決特定的問題,並強化同學的邏輯思考能力。本課程是以視覺化程式設計為主,讓不同背景的同學都可以輕鬆上手,並輔以實體教具(例如光環版)來增加趣味與強化學習動機。 3.問題解決實務:設計共通性或符合院系特色之各種問題,以問題導向學習(problem-based learning)的方式,引導學生發揮運算思維之「態度」與「技能」,提出完整的解決方案,甚至實作出來。所設計的問題,可能橫跨多個科目或專業領域之應用,而解決方案則以包含資訊工具的使用為佳。 a)共通性的問題:以評論文章之撰寫為例,我們可以先透過拆解技巧,依人、事、時、地、物等不同面向,蒐集並了解該主題相關的內容;而資料蒐集過程可能使用到的資訊工具,包括各種電子資源的利用,例如網頁關鍵字搜尋(Google)、電子期刊等。至於,文章的撰寫,則可以應用「樣式識別」的技巧,以「起、承、轉、合」作為文章架構的參考。 b)符合院系特色之問題:以「如何算出農田中有多少顆西瓜?」為例,我們可以先以拆解觀念,透過空拍機取得多張局部農田的俯視圖,再透過現成之軟體拼裝成一張大圖。然後,利用既有的細胞計數軟體,便可有所依據的算出西瓜的數量,而不再只是憑空推測與想像。 任課老師可依系所之特性,設計各種不同難度之問題,供學生分組討論並提出可行之解決方式,甚至真正實作出來。
基本能力或先修課程