Program Developer

程式開發能力
初階: 循序式演算法
中階: 分支式演算法
進階: 巢狀分支式、迴圈結構演算法
使用程式邏輯規劃學習任務

Computational Thinker

運算思維能力
認識運算思維
掌握輔助運算思維
發展問題解決過程

Team Worker

團隊協作能力
組織團隊及建立目標
責任參與、表述溝通
領導及推動團隊任務

Innovative Designer

創新設計能力
典範作品設計方法
規劃與分析作品
應用數位工具協助設計、完成模型
分析創作方法及歷程、評鑑與賞析

Digital Citizen

數位公民素養
數位時代的世界觀
數位化的自身認知與道德

數位教育標準

STEAM (Science, Technology, Engineering, Art, and Mathematics) 結合科學、技術、工程、藝術,以及數學的跨領域教學架構,讓學生在數學邏輯的基礎上,藉由工程跟藝術的展示,來學習科學與技術內涵。
STEAM教育支援學生以學科整合的方式認識世界,以綜合創新的形式改造世界,培養他們解決問題的創新能力。STEAM教育也是一種超越傳統的教育模式,可以縮小學生現有知識技能與職業所需知識技能間的差距,提升學生的就業競爭力。

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緣由簡介

自1986年美國國家科學委員會建議國家關注STEM教育後,STEM就成了美國教育改革的顯學。STEM的目標是要培養優秀的科技工程人員。STEM+Art=STEAM的觀念則是2006年才被提起。隨著STEM風潮的蓬勃發展,愈來愈多的教育學者發現,創新(innovation)與創造力(creativity)是優秀的STEM-er的關鍵技能,許多傑出的科技人才,如yahoo總裁Marissa Mayer、蘋果電腦創辦人Steve Jobs、臉書創辦人Mark Zuckerberg,之所以能開發出劃時代的產品,不僅是因為他們對於科學與工程的專業,更是因為他們具備創新能力,能創造出大家當時還想像不到的科技產品。近年來STEAM的教學方向已逐漸獲得學界的支持。

2012年,愛沙尼亞首先將程式設計納入小學課綱;2014年,創意大國英國也響應跟進;2016年,美國總統歐巴馬直接宣布,將投入40億美元,讓電腦科學成為必修科目;2018年,我國把程式設計納入即將實行的『十二年國民基本教育課程綱要』。截至目前為止,包括歐美15國、澳洲與台灣共17個國家,均已將程式設計列為重要的教育項目。

台灣教育改革推動「能力導向的學習模式」已行之有年,從9年一貫能力指標,到12年一貫的核心素養,都是希望藉由課綱對教育方向的規範,讓學生的學習成果從「知識習得」提升成為「帶得走的能力」。STEAM教育正是能力導向的學習模式。

為提昇國內STEAM相關產業的國際競爭力,中華民國數位學習學會未來將持續致力於數位學習產學研合作,關注國內外相關STEAM會議,掌握國際發展脈動,並積極推動整合國內STEAM的能力指標,訂定範本。期望以過去累積相當之學術研發能量,讓標準的訂定與國際同步,建構資訊分享與交流平台,促進國內STEAM產業加速發展。

程式開發能力 (Program Developer)

使用程式邏輯規劃學習任務 (作業問題、作品或專題)

1. 準確描述問題:使用程式邏輯、結構圖或心智圖準確描述問題。

2. 清楚解析問題:使用程式邏輯解析問題/學習任務。

3. 發展問題解決方案:以文字方式、結構圖或心智圖描述問題/學習任務解決方案。

4. 發展解題演算法:以文字方式或流程圖描述問題解決流程。

運用循序式演算法及程序解決問題

1. 發展循序式問題的解決方法及流程,撰寫程式:解析循序式問題,提出演算法及程序,利用視覺化程式環境撰寫循序式程式(包含運用輸出與輸入命令)。

2. 修正及優化循序式程式:追蹤循序式程式,運用執行結果進行除錯、修正及優化。

3. 運用循序式演算法及程序發展/設計有創意的作品或專題:以協作或獨立方式規劃、分析、發展循序式作品,解說作品,且進一步優化作品。

運用分支式演算法及程序解決問題

1. 發展分支式問題的解決方法及流程,撰寫程式:解析分支式問題,提出演算法及程序,利用變數及分支式命令撰寫程式。

2. 撰寫分支式程式控制外部裝置:撰寫分支式程式偵測感測器且控制其輸出。

3. 修正及優化分支式程式:追蹤分支式程式,運用執行結果進行除錯、修正及優化。

4. 運用分支式演算法及程序發展/設計有創意的作品或專題:以協作或獨立方式規劃、分析、發展分支式作品,解說作品,且進一步優化作品。

5. 結合跨領域理論及分支式程式實作,發展STEAM作品:運用科學、數學、及工程原理,結合分支式程式,發展STEAM作品。

運用巢狀分支式、迴圈結構演算法及程序解決問題

1. 發展巢狀分支式、迴圈結構問題的解決方法及流程,撰寫程式: 解析巢狀分支式、迴圈結構問題,提出演算法及程序,利用變數、巢狀分支式、迴圈結構命令撰寫程式。

2. 撰寫巢狀分支式、迴圈結構程式控制外部裝置:撰寫巢狀分支式、迴圈結構程式偵測感測器且控制其輸出。

3. 修正及優化巢狀分支式、迴圈結構程式:追蹤巢狀分支式、迴圈結構程式,運用執行結果進行除錯、修正及優化。

4. 運用陣列結構以解決問題: 運用陣列結構資料紀錄及分析,以解決問題

5. 運用巢狀分支式、迴圈結構演算法及程序發展/設計有創意的作品或專題:以協作或獨立方式規劃、分析、發展巢狀分支式、迴圈結構作品,解說作品,且進一步優化作品。

6. 結合跨領域理論及進階程式實作,發展STEAM作品:運用科學、數學、工程原理及藝術概念,結合巢狀分支式、迴圈結構程式,發展STEAM作品。

運算思維能力 (Computational Thinker)

認識運算思維

1. 瞭解運算思維的方法:經由實例認識運算思維的方法。

2. 表達問題解決的經驗:表達過去問題解決的經驗及方法。

掌握輔助運算思維的方式,發展問題解決過程及方法

1. 掌握運算思維的的輔助工具:瞭解及掌握運算思維的的數位及傳統輔助工具。

2. 準確解析問題: 準確描述及解析問題關鍵及內部結構。

3. 善用數位工具收集解題方法:能使用數位工具收集多元的解決問題方案。

4. 善用數據分析以解析問題:應用數據分析的方法,解析問題。

5. 呈現及表達問題解決方法及模式/樣式: 數位輔助工具呈現及表達問題解決方法。

6. 剖析解決方案可行性:分析解決問題方法在技術、時間、預算、環境等面向的可行性。

7. 有創意地解決問題:有創意地應用數位設備執行重複性任務(自動化),以解決問題。

8. 反思問題解決方案: 表達及反思問題解決方法、歷程與結果(資料表徵)。

9. 遷移問題解決方法以解決不同問題:能將創意的問題解決方法抽象化且遷移至不同的問題情境 。

運用分支式演算法及程序解決問題

1. 發展分支式問題的解決方法及流程,撰寫程式:解析分支式問題,提出演算法及程序,利用變數及分支式命令撰寫程式。

2. 撰寫分支式程式控制外部裝置:撰寫分支式程式偵測感測器且控制其輸出。

3. 修正及優化分支式程式:追蹤分支式程式,運用執行結果進行除錯、修正及優化。

4. 運用分支式演算法及程序發展/設計有創意的作品或專題:以協作或獨立方式規劃、分析、發展分支式作品,解說作品,且進一步優化作品。

5. 結合跨領域理論及分支式程式實作,發展STEAM作品:運用科學、數學、及工程原理,結合分支式程式,發展STEAM作品。

運用巢狀分支式、迴圈結構演算法及程序解決問題

1. 發展巢狀分支式、迴圈結構問題的解決方法及流程,撰寫程式: 解析巢狀分支式、迴圈結構問題,提出演算法及程序,利用變數、巢狀分支式、迴圈結構命令撰寫程式。

2. 撰寫巢狀分支式、迴圈結構程式控制外部裝置:撰寫巢狀分支式、迴圈結構程式偵測感測器且控制其輸出。

3. 修正及優化巢狀分支式、迴圈結構程式:追蹤巢狀分支式、迴圈結構程式,運用執行結果進行除錯、修正及優化。

4. 運用陣列結構以解決問題: 運用陣列結構資料紀錄及分析,以解決問題

5. 運用巢狀分支式、迴圈結構演算法及程序發展/設計有創意的作品或專題:以協作或獨立方式規劃、分析、發展巢狀分支式、迴圈結構作品,解說作品,且進一步優化作品。

6. 結合跨領域理論及進階程式實作,發展STEAM作品:運用科學、數學、工程原理及藝術概念,結合巢狀分支式、迴圈結構程式,發展STEAM作品。

團隊協作能力 (Team Worker)

熱情地組織團隊及建立目標

1. 參與協作: 熱情組織團隊,喜歡參與團隊協作活動。

2. 建立團隊目標及分工:設定目標及做好任務分工。

3. 管理任務時程:做好時間管理以完成目標任務。

有責任地參與

1. 提出可用想法: 能有責任地提出達成任務的建設性想法。

2. 耐心討論問題:有耐心面對新問題,並且有耐心與同學討論。

3. 傾聽他人觀點: 傾聽且採納他人建議性意見。

4. 尊重他人:以尊重的態度與隊友一起協作。

5. 分享知識:將自己發現的知識點,分享給團隊,促進共同成長。

6. 協助他人:幫助及支持他人完成任務。

清楚地表述及溝通

1. 清楚表達意見、發現問題及陳述任務過程與結果:能通過使用口述、書寫或非語言(肢體)交流技能來清晰表述意見。

2. 善用數位工具進行表述與溝通: 善用數位工具與媒體,進行有效的表達與溝通。

有效的領導及推動團隊任務

1. 排解隊員間的誤會及困難:能領導團隊,透過問題詮釋來避免錯誤的理解,運用腦力激盪來共同討論出排除困難的方法。

2. 協調任務進度:協調組員進度及分工,在限時完成任務。

3. 反省及檢討團隊任務:帶領團隊反省任務執行過程及成果,且檢討未來可行的優化方式。

創新設計能力 (Innovative Designer)

瞭解典範作品設計方法

1. 瞭解設計方法:瞭解經典設計案例的設計方法。

2. 仿作:進行經典作品仿作。

規劃與分析作品

1. 規劃設計的步驟:規劃作品設計的精確步驟。

2. 分析及評估作品設計方法的可行性: 能考量設計的限制(技術、環境、預算等限制)以及風險,判斷其可行性。

應用數位工具協助設計、完成模型

1. 應用數位資源協助設計:能選擇適切的數位工具與資源,應用在計劃與管理設計程序。

2. 設計及修正原型:能設計原始模型,並使用其來測試、除錯、微調原型。

分析創作方法及歷程、評鑑與賞析

1. 修正設計的方法:能使用模型作為測試方法,進行修正。

2. 反思及優化原創性作品: 能反思作品優劣,展現出積極修改的態度。

3. 評鑑與賞析作品:能以自身的設計經驗,對其他作品進行評論以及提供有價值的建議。

數位公民素養 (Digital Citizen)

建立數位時代的世界觀

1. 瞭解及展現數位世界觀:在數位時代中的責任感、學習態度、權力以及機會。

2. 掌握及貢獻數位知能: 瞭解、掌握及貢獻數位時代的知識、技能。

建立數位化的自身認知與道德

1. 掌握數位主體:能瞭解在數位時代的主體特性,培養與管理個人資料(帳號、身分)、保持隱私及安全與名聲。

2. 正確且合法使用數位科技:能正確使用科技裝置、互聯裝置、數位平台,從事正向、安全、合法、與道德的行為。

3. 具備數位時代權利與義務認知:能尊重他人作品,保護及分享個人創作。

4. 具備數位禮節:能遵從及建立數位化時代的嶄新道德觀規範。

應用數位工具協助設計、完成模型

1. 應用數位資源協助設計:能選擇適切的數位工具與資源,應用在計畫與管理設計程序。

2. 設計及修正原型:能設計原始模型,並使用其來測試、除錯、微調原型。

分析創作方法及歷程、評鑑與賞析

1. 修正設計的方法:能使用模型作為測試方法,進行修正。

2. 反思及優化原創性作品: 能反思作品優劣,展現出積極修改的態度。

3. 評鑑與賞析作品:能以自身的設計經驗,對其他作品進行評論以及提供有價值的建議。

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