前言

電腦技能基金會與淡江大學電機系饒建奇教授帶來的APCS營隊課程，帶領孩子走進生活化科學思維，培養解決問題的素養！

饒教授有25年豐富程式教學經驗，指導無數同學取得APCS觀念題、實作題達4級分，今年指導北部高中有獲得5級分同學。

他帶來經驗分享，學生準備APCS普遍性遇到的問題、困難點如何克服改善?

本篇幅著重同學準備APCS方法論，及解決學習困難點、找到興趣後進步心法。

 

APCS程式能力線上培訓營資訊

 

資深豐富程式教學經歷

現職：淡江大學電機系副教授。2000年至今每年開設程式設計課程。

程式教學推廣：自國內推動108課綱，強調中小學運算思維，從事Scratch推廣，從澎湖扎根到新北教學。

從APCS檢測開始，全心投入APCS和高中合作計畫。合作過：新店高中、麗山高中、竹崎高中。長期合作的是永慶高中、竹崎高中。台北：中正高中、東山高中。

緣由APCS檢測教學幫助高中生學習，志在推廣縮短城鄉教育差距。架設個人粉專頁，放上講義、題目，希冀有志準備檢測的國高中能就近有學習資源。

講師粉專：淡江大學電機系新生程式先修

 

學生普遍遇到的準備問題

APCS檢測的程式語言，不論C、C++語言、Python都是屬於文字型，而國高中生有興趣是原學過積木式程式語言。從積木式程式語言變成純文字語言是種障礙，須跨越過，才能撰寫文字式程式。

 

學生準備檢測的普遍困難點

文字式程式語言最大困難是對語意不懂，語意不懂有兩個層面，是對運算思維不懂，和對計算機硬體微妙結合關係關係不懂。

這是最大的困難，如運算思維懂了，也思考基本的計算機結構如何完成指令，再來對文字敘述弄懂，接著自然學習下去。

 

如何克服語意不理解(運算思維、計算機思維) 

方法1：

運算思維這一塊，有些學生代數不夠強，或是代數好。但到了語義敘述，開始打架。從國中數學代數角度來看，X=X+1，在代數來說不合法，但在計算機思維裡，計算機是個離散動作要告訴他，X從記憶體拿出來+1再放回去，不是直覺性代數左右同時完成。

方法2：

了解計算機架構的細微動作，位置概念，是拿到位置還是拿到資料，這是學習文字型程式語言最難理解的地方。

函數的傳遞從記憶體裡是如何形成，如果學生能克服運算思維，也了解計算機硬體，他就打通了任督二脈。

 

如何培養學生APCS檢測學習的樂趣？啟發學程式的點？

教導學生的第一件事是舉例。不舉例他不知道學的東西要應用在哪。

這門課是資訊科學，要從日常生活中找到問題，找日常生活案例，如路上看到那些是AI裝置，是使用程式完成的，有興趣後再引發他運算思維和硬體觀念，引起興趣會才容易有學習意願。

學生會思考他過去所學習的素材，可以解決那些問題。這是啟發學生學習興趣的重點。

從問題中想要學習，不是從學習來解決問題，透過解決問題當作學習素材。資訊科學最重要的是用快又準方法解決人的問題！

 

影像辨識應用車子超速案例

如：上課的AI影像辨識中連續拍兩張照片，看點在二維陣列的哪個地方，就會知道車子是否超速。

 

捷運售票機案例

在程式選擇結構、重複結構時，可用捷運的售票機來看。投錢時從開始地點到目的地用迴圈來累算，累算到相等或大於時就停止，就把票送出。

 

APCS檢測高分學生特質

獲得高分學生的特質，基本就是熟能生巧，當你有興趣的時候，接著是耐心。

這些學生有興趣加上耐心，願意和問題周旋下去的動力。

耐心和每天練習，有毅力每天學會一種解決問題的方法，時間累積下準備APCS檢測就會得心應手。

考高分的學生第一個是興趣，第二是他們每天練習。這是腦力激盪，大腦活化下，會想出1+1大於2解法。今天的大腦刺激會產生新的想法。和昨天的都會不同結果。

APCS的制度，不是考一次，是一年考三次，從高中到推甄開始可以考八次。這是一個時間函數的競賽，每個人的係數不同。

 

準備APCS檢測的3個重點建議

3個步驟：

步驟1：弄清語法

步驟2：弄懂演算法分類

步驟3：把這些語法套在這些分類上

基本上語法是最重要的，先有語法在去解題目，再將這些結合在一起。解題是解單純觀念題。語法懂了先看簡單觀念題目，再看創新的題目，在看應用(演算法)題目。先把語法弄懂→基本問題弄懂→應用問題(演算法)。

舉例，料理前把食材弄懂，每個食材味道、料理方式，真正去實驗，再創造菜色。

了解食材基本料理，將食材設計新的食譜，最後應用創新產出新的料理。每個廚師最後應用都是五花八門，學生之後懂的問題也是如此。這是較穩當的學習之路，切勿貪一開始解決問題，前提把基本的語法SOP弄懂再去解決問題。

                    

上這門課的收穫-學習用運算思維去解決問題

學程式不僅有數學、物理、化學問題可解決，到了AI時代語文的問題也可以解。當你遇到問題要解的時，可用學過的程式語言，思考我該怎麼去解決。

考APCS檢測是一回事，最重要是學到運算思維素養，因為他未來面對任何問題，都可以用正確的思考方式，去解決他遇到問題。也就是養成他運算思維一種習慣。

這種習慣是計算機硬體可以接受的，就是學生可以控制、訓練機器人，那就是AI。

 

學習進步的心法(心態與方法)

先不預先設定要考幾級分，這樣設定就好像只玩一次。APCS檢測宗旨要找對程式興趣的學生，有興趣怎麼設定只做一次呢?只要求自己不要退步，要設定自己每天進步一點，要每天進步怎麼驗證呢?

最好的方法是多參加比賽，參賽不是拿冠軍拿第幾名，其實是累積經驗值。

經驗值就是明天你要成功資糧，一次你專心地投入比賽，不管成功失敗你會得到很多東西。這些就是你下次的資糧，將這些吸收好，下次的比賽你就會進步變好，累積實力下次就有機會得到第一名。