未來世界生存法則:不只要懂人腦如何思考,還要懂電腦的「運算思維」


美中貿易戰打得如火如荼,雙方想盡辦法各出奇招反制對方,試圖為自己國家創造最大利益。而美中貿易戰開打的原因,乍看之下是談判破裂,但所有談判破裂的原因,其實是誤判了對手思路想法,猜錯對方想取得的結果,尤其當你的對手如果是比食神更難猜透的美國總統川普,他肯定會讓你了解人類腦袋的運作可以多複雜、多麼反邏輯。

這樣說起來,電腦至少邏輯方面完全沒問題,要搞懂它反而簡單多了呢!電腦是怎麼思考及執行工作的?有個專門的名詞稱作「運算思維」。


未來世界生存法則:不只要懂人腦如何思考,還要懂電腦的「運算思維」
△右為英閱音躍研創 李佳曄總經理,左為康乃薾雙語中小學 游馥華 主任

在這次的「台灣智慧機器人玩具聯盟」的交流研討會中,主辦單位邀請到英閱音躍研創 李佳曄 總經理以及康乃薾雙語中小學 游馥華主任(T. Robot 程式啟蒙教材作者),他們將從教育現場的所見所得、實際從事運算思維教材設計的經驗,來分享如何訓練運算思維,以及運算思維如何在生活中發揮引導效果。

而且千萬別看這些智慧玩具造型可愛,就覺得它們只是針對小朋友的教育,其實就連成人的日常生活,玩具背後所蘊含的運算思維也能幫得上忙,畢竟邏輯雖然是好東西,但還真不是人人都有呢!(請勿對座入號)


未來世界生存法則:不只要懂人腦如何思考,還要懂電腦的「運算思維」
「運算思維即是如同電腦一般的思考模式,將一個任務拆解成多個步驟,把工作步驟串起來就能完成任務」。李佳曄總經理以種植物作為例子,首先埋進土壤之前種子要先泡水,不同的種子需要泡水的時間不同,然後準備土、盆栽容器,種子下土之後需要澆多少水,每個步驟的順序、有沒有確實完成,都會直接影響到這項任務的成敗。

目前許多不同的組織,都對運算思維的概念和它所涵括的範圍,給出不同的定義。從Google早在2015年就提出的資料,可以抽取出一些有關運算思維的元素如:
 

抽象化: 為定義主要概念去識別並萃取相關資訊
演算法設計: 產出有序指令以解決問題或完成任務
自動化: 利用電腦或機器重覆任務
資料分析: 透過歸納模式或發展深入分析方法以理解資料
資料蒐集: 蒐集與問題解決相關的資料
資料表示: 用適合的圖表、文字或圖片等表達與組織資料
解析: 將資料、程序、問題拆解成較小、較容易處理的部分
平行化: 同時處理大任務中的小任務以有效達到解題目的
樣式一般化: 產生所觀察樣式的模型、規則、原則或理論以測試預測的結果
樣式辨識: 在資料中觀察樣式、趨勢或規則
模擬: 發展模型以模仿真實世界的程序

 

游馥華主任認為其中最重要的當屬演算法,「演算法在我們生活週遭已經無所不在,它可以很厲害、也可能犯下愚蠢的錯誤,在這個 AI 愈來愈普遍的時代,已經沒有用跟不用的選項,而是如何去理解它對生活帶來的改變」。

提個最簡單但影響也深遠的例子,網友們每天使用的 Facebook 利用演算法決定你能看到什麼資訊,而這些資訊形塑人們對特定議題的看法,甚至採取何種行動。如美國大選、英國脫歐等等,都是演算法影響的鮮明案例。


未來世界生存法則:不只要懂人腦如何思考,還要懂電腦的「運算思維」
目前台灣教育部也已經將運算思維納入 108 課綱,逼使許多家長不得不仔細了解運算思維究竟要怎麼運作,才能讓孩子贏在起跑線。不過很殘酷的是,其實學界還沒有準備好,就像早先推動的程式教育一樣。問題很簡單,要教授一門課程,教師們得率先理解,而且是徹底理解,才能好好的傳授給學生,這個順序沒錯吧 (運算思維立刻派上用場),但是我們留給教師們的時間實在太短了,大家只能盡快了解它、面對它、接受它、放下它(誤)

在這種情況下,家長和老師紛紛尋求更多援助,而國內外也有許多程式教育的線上課程。「Code.org、Kham Academy、Blockly、Scratch,都是很好的學習資源,但都只能在有電腦及網路的環境下使用」游馥華主任這麼說。


英閱音躍研創與游馥華主任共同設計的 T. Robot,試圖補足孩子們在學習上的空缺,它的操作,或說遊玩方法,將運算思維具象化,實現在一套遊戲道具裡面。和許多線上的程式學習工具最大的不同點,是它可以直接提供反饋,透過跳脫出螢幕平面的直觀結果呈現,讓使用者的印象更加深刻。而與同儕共同遊玩過程所產生的互相討論、刺激思考,更能發展出多元玩法及火花,超越 T. Robot 設計本身的規則。


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T.Robot 的設計目標,希望引導使用者建立運算思維,進而認識程式運作的基礎概念,再運用簡單的程式解決複雜問題,讓程式設計不那麼遙不可及。而這樣的能力應用在生活中,當人們不斷接觸到新的資訊應用時,深入思考了解「這是怎麼做到的」、「經過哪些流程才能做」,保持這樣的好奇心,將複雜的現象和問題一步步拆解,運算思維才能真正在生活中發揮作用。


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△ 頒發講者感謝狀 (左起) 康乃薾雙語中小學國際課程處游馥華主任、智高實業公司大中華區業務處副總經理林玫芸(台灣智慧機器人玩具聯盟小組召集人)、英閱音躍研創股份有限公司總經理李佳曄


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△ 康乃薾雙語中小學國際課程處游馥華主任(左二)向參加者介紹寓教於樂的 T. Robot 程式啟蒙教材


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