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小學生用想像力寫程式 上網路 P.53

小學生用想像力寫程式 上網路 P.53

在二十一世紀即將來臨前的電腦新時代,如何從小培養孩子對資訊科技的興趣,建立對電腦使用的正確基本概念,已經是國際性的教育命題了。本期《今周刊》特別把焦點從台灣拉到歐洲,看看科技先進的德國,電腦兒童教育有什麼樣的新點子。

「媽媽,我什麼時候可以上網呢?別的同學都有了自己的網址。而且他們都上了電腦家教班……」台灣的孩子玩電腦已經和國際同步,但是,玩電腦玩出問題的也不算少。如果你的孩子不到十歲就對電腦及網路發生很大的興趣時,那麼你將採取怎樣的對策?

小朋友一上機就很難盡興,台灣的小家庭幾乎父母都是上班族,哪有多餘的時間盯著子女;許多孩子對電腦家教班的應用課程毫無興趣,只是對電腦遊戲的癮頭越來越大,日本的無敵艦隊、美國的太空歷險、台灣的戰國七雄……,玩到做功課就無精打采,弄到家長與子女展開停停打打的電腦攻防戰。



電腦教育如何寓教於樂?

不過說真的,很多大人還不是一樣迷電腦遊戲及網路而難以自制,更何況是愛玩好奇心重的小朋友。因此,電腦及網路該如何學?從多大開始學?如何能寓教於樂,「教」得不使孩子過於抽象覺得枯燥,「樂」得不致玩過了頭,就非常重要。


這個看似小問題,現在幾乎是每一個有電腦的家庭共同的問題,而且牽連甚廣,包括教育學、兒童心理學、軟硬體科技發展……。經由網路,直接影響了兒童對外界事物的接納能力、科技化的世界觀以及人際關係的建立等等。有些問題過去是成年後才須面對,但是,現在的小學生就遇到了。電腦的普及化使每一個世代上機上網的年齡都不斷的降低,我們很難用自己的經驗來衡量現在才剛滿八、九歲就開始使用電腦的孩子──所謂的 WWW 族, 在他們的成長中會產生哪些疑問?又會有哪些不同的思考方式?


這些問題在世界主要科技先進以及電腦使用普及的國家,已經過長達至少十二年的討論和研究。全國家庭電腦普及率高達五○%的德國,決定明年開始將電腦教學由八年級以上的中學,向下擴展至全國四萬四千多所小學(註:一般德國的「小」小學一個班級大約十六至二十名學生,一般的小學很少超過四百名學生)。


未來十年德國小學課內、課外全面資訊化


目前有關平均每班可以分配到多少電腦?教學施行的方式及時間表、下任政府能提供的預算有多少等等細節尚未討論定案。不過,根據德國教育部在國會提出的施行方案,確立資訊化的第一階段目標為「小學完全上網」,由德國電訊的網路( Inter@ktive Kids )、 西門子電子工程( Bits & Kids )及德國樂高和三大教學軟體公司的未來兒童( futurekids )企畫案,共同將多年來的研究成果,提供各項電腦化教育的新技術新概念。小學課內、課外全面資訊化,在德國已是未來十年勢在必行的大趨勢。


「電腦及網路的使用對兒童及學校教育的影響已經非常重大,遠超越我們所能了解,科技化及數位化已經是現代社會環境的重要組成部分,小學教學不能夠置身事外。在傳統的計算、閱讀及書寫的三個基本人文技能教育外,電腦運用是現在及未來的兒童必備的第四個學習條件。」德國教育部教育司長在記者會中如此強調。


和台灣的情況類似,德國也有很多家長花錢把孩子在課外送到私人的電腦補習班,但是經費有限的補習班良莠不齊,很難確保在教學上的影響,若造成負面影響還會妨礙兒童日後的電腦學習。再加上德國憲法賦予國民基本受教育的任務,教導國民社會生存所必備的基本知識及技能, 不是只有家境好、 有錢買 PentiumⅡ新電腦和上得起補習班的孩子,才可以在資訊社會裡獨占鼇頭,貧窮家庭的子弟也可受同等教育。因為國際性的競爭壓力,使得美國、英國等軟體非常發達的國家,已經有些貴族小學過去幾年在電腦教學上使用得很成功。德國人顯然不希望下一代在電腦科技上落後於其他先進國家。


事實上不必等待政府的規畫,歐美有關兒童電腦教育的產業早就先進行了多年準備。從一九八四年起,丹麥的童玩大廠樂高就已經與美國的麻省理工多媒體研究室合作了一項重要的企畫案「未來兒童」( futurekids ),領先一步進行全新的電腦化教育的研究活動。孩子不僅是在監視器前被動的學習,重複學校裡的教學授課的方式;也不是玩現成的遊戲。「我們不要給孩子很聰明的電腦,也不要灌輸他們一套抽象的理論。根據我們的經驗與研究,孩子學習最好的方式是他們發展出自己的理論,而且能具體的建構出實地操作的模式。 」主持 MIT 研究計畫的電子教育工程師雷斯尼克( Mitchel Resnick )提出他的基本概念。


今年十月才公開發表的「樂高心智激盪」( Lego mindstroms )系列產品也是根據這套全新概念而來的。樂高的總裁對這項系列產品詮釋說道「不是被動的『了解』這個科技世界,而是主動的『掌握』它。」。在漢堡的示範會上,九歲的小朋友就在電腦裡設計好自己想像出的機械人,再由樂高的電子組件照樣拼裝起來,最後還能與電腦無線連網,在自己設計的空間運動程式操縱下,在自己的房間裡運動;同時,這個機械人的電腦模擬造型也在樂高軟體的虛構空間裡,同步參與了一場星際大戰。



全球兒童之間也會發展成國際村


「樂高心智激盪」所開發出的兒童電腦教學新模式,顯然已經遠超過人們原先對教學的認知範疇。這個學習同時也是遊戲的模式,幫助想像力豐富的兒童,在自己設計的遊戲空間裡發展出遊戲的程序,而且同時實地動手製作,做出各類靈感衍生出的具象「行動物」:能在現實世界裡活動,也能在電腦監視器裡的三度空間同步模擬操作。 使兒童在玩的動機下學會兼顧夢想與實際的「企畫規畫」(Project manage)能力, 正是樂高設計師們視為電腦化教育最主要的目的之一,「樂高心智激盪」是第一個在短期內具體使這個理念能部分實現的產品。

樂高心智激盪與德國電訊合作的另一個重要項目,是以兒童為中心的網路規畫。以網路的溝通形態,使兒童在更多元廣大的想像空間裡遊戲。這個系統第一次試用,是德國、英國及新加坡三個國家的小朋友一起在網路上進行同步的遊戲程式編排,交換不同的玩法,這也是資訊時代兒童開展全新人際關係的方式。


傳播規畫( communication manage )是未來兒童在網路使用中需要養成的基本學習能力之一,這也是麻省理工多媒體研究室正在進行的下一個企畫案,參與的六位教授正在設計一套未來兒童的網路語言,以類似於 JAVA 的程式語言,但完全以符號和圖案取代文字。兒童創作網頁將如同畫連幅的漫畫,而且是在多次元的環境裡加入聲音效果及動態。更重要的是,多媒體式的網路溝通,將使兒童們之間因為語言不同所造成的國家區域界線愈來愈不明顯,因為不同地區後天人文環境迥異而對學習基本能力產生影響的情況,也會漸漸式微,兒童之間也會發展成國際村。


也許在不久的將來,網路溝通會使台灣兒童的心算能力,在網路上令美國紐約的猶太後裔家庭孩子深感訝異;而台北的孩子也會對德國小朋友能明確表現空間結構、法國小學生在色彩變換及搭配組合引人的種種優點所吸引,在一起操作、建構網頁的過程裡互相學習。而世界也許真的有一天會像舊約聖經裡的巴別塔一般,成為一個沒有文化及種族區別的網路塔( Cyber Tower )!


這是古老的神話,也是目前許多科學家的理想。樂高就首先為孩子們蓋起了一座Lego Tower。



小學成為一個新穎有趣的多媒體中心


在網路塔( Cyber Tower )逐漸成形的二十世紀末, 傳統形態的小學所扮演的角色又會有何改變呢?一些教育學家提出新的觀念,在全面電腦化及網路傳播化的學校應該是備有新穎設備的多媒體中心,也是集中兒童想像和創造力的創意池( idea pool ),老師們則是網路師傅( Cyber Master )。 除了樂高首先發表的系列產品外,在未來幾年裡歐美的童玩大廠如 Bandai、Mattel (芭比娃娃)、 Hasbro 及迪士尼都將開發出與電腦結合的新產品, 半導體大廠 Intel、Motorola、Siemens, 也都對小學全面電腦化的硬體新設備開始研發,並規畫生產線。根據麻省理工多媒體研究室已研發的方案顯示,這些新產品都將與一般的電腦基本結構發展兼容,甚至可以隨著孩子年齡的增加而改變程式語言的抽象度,直到發育到與成人使用的軟體一致為止。


至於台灣的兒童電腦教育在未來幾年內,會有如何的改進新計畫?與目前歐美專家的構想有何差別?值得我們關切。不過除了我們的半導體和電腦硬體業夠得上國際水準外,與歐美最不同的是,國內在基本教育上仍然太以考試升學為教學重點,以考卷上表現得出的「智育」成績為衡量的標準。如果教育當局與家長不能接納另一類有關「智育」及心智能力培養的概念,那麼我們即使在財力及科技基礎上早已不亞於其他先進國家,但是,如果是用電腦來進行更多不同名目的測驗和更多的家庭作業,那又有何進步呢!


當我們聽到歐美的兒童電腦教育重點是啟發企畫及傳播規畫能力時,是不是覺得這群外國電腦教育家們太不切實際、不食人間煙火;不過,反過來想,我們一向自以為很實際的「智育」是不是也太功利了呢!



/BOX/

學得實際玩得過癮
讓愛玩電動玩具的小朋友成為遊戲設計師


我九歲時得到了阿姨送的一件很特別的禮物:小小工程師,一套混合著紅黃藍白色的各類型塑膠板塊、齒輪及小工具,可以拼裝成各類想像中的城堡、機械及車輛。那個年代只知道美國有個迪士尼樂園,我第一次對丹麥這個國名有了印象,正是因為聽說遙遠的北歐小國有個樂高樂園。


幾天前收到樂高丹麥總公司寄來大包裹,是有關今年十月在丹麥、北德及美國幾個小學的電腦實驗教學的活動紀錄,歐美各國的教育專家對電腦教學的新觀點報告,在網路上運用立體動畫繪成的樂高科幻王國的光碟……。把樂高自控實驗室( CyberLab )的光碟裝置在電腦裡,就可以搭乘著樂高太空計程車漂游在電子世界裡的樂高城堡……。這激起我遺忘多年的童年玩興,導引向未來奇麗的科技世界。


使兒童「學得很實際,玩得更過癮」的樂高又隨著時代而成長了,最近它又繼續開發出以電腦為工具的兒童新天地。這個已經六十五年、永遠童心未泯的老牌企業,新生代系列產品永遠緊跟著人類科技的發展。從一九四九年開始的靜態積木、六○、七○年代的機械、八○年代的電機、九○年代的微電子類科技模擬系列,樂高緊緊跟隨著科技的變遷而推陳出新。


在未來跨世紀的幾年裡,樂高將文明的尖端科技結合,把所有不同類型的組裝產品,加入了電腦中央處理器和無線電感應器。在這些有形的、可以觸摸操作的實體物外,樂高還更進一步把它們放置在電腦監視器上的立體動態虛擬科技城堡裡,以一套兒童在玩樂操作裡輕易就可學會的基本程式語言,用來發展出遙控自己拼裝出來的小玩具運動的程式;更有趣的是,兒童不僅可以在家裡與鄰居小朋友玩得很高興,還能經由網路與幾乎在世界上所有角落的樂高兒童一起玩、一起想遊戲的點子。


這個叫「樂高心智激盪」( Lego mindstroms )的整套玩具工作箱, 目前仍在美國、德國及丹麥幾所小學的實驗計畫小組試用中,可能要到明年底才會在台灣的樂高專賣店裡出現,據估計一般組件的售價將在二百美金左右。與過去只賣實體玩具的銷售形態不同的是,樂高將與兒童電腦科技結合推廣兒童資訊服務業。也就是各大銷售據點也將成為小朋友的網路伺服供應站,由電子師傅駐站服務。在網路上也有網路師傅為全世界樂高樂園的上網小程式家服務,提供他們編寫網頁所需的各類軟體知識。

樂高企業為了開發這套新產品,從一九八四年就開始與美國、英國和德國的研究機構合力著手研發計畫,在一九九五年完成了主要部分,但是該公司總裁當時決定要加入網路工程,而使產品延至明年才上市。在組件上最大的技術突破是,主要的拼裝塊裡嵌入了樂高研發出的八位元微處理器:RCX, 而且以紅外線感應器與家裡一般的電腦互通連接,兒童實地操作時,電腦裡的電子師傅會在旁輔助,在監視器上同步進行,而且可以進行遊戲程式規畫。


為了設計出適於兒童發展網路想像空間的樂高網站,十二位電腦繪圖設計師花了半年時間與兩百多位小朋友通力合作,集體創作出畫面鮮明造型生動的樂高電子城,以及為兒童解答問題的師傅和兩位助理。而特別值得介紹的是,除了樂高電子城的造型設計外,與樂高產品的一貫哲學一樣,樂高所有的模擬物都是根據科學家實際研究出的理論和技術。主要的研究計畫由麻省理工多媒體研究室負責,機械人組件由英國的理丁( Reading )大學自動控制學院的迷你機械人研究所設計、測試;太空探險遊戲及太空船組件,則是根據美國太空總署所提供的火星登陸計畫資料所編寫;有關樂高電子城的太空星象背景,也是由加州星象學會贊助,太空人實際在太空飛行所見到的景觀,將可完全寫實的重現在這個科技城太空兒童的眼前。


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