課程名稱

資訊力紮根茁壯課程

包含:

(a)「運算思維課程」

(b)「Scratch程式設計課程」

(c)「機器人程式設計課程」   )

課程類別

□校訂必修     □多元選修

■加深加廣選修 □補強性選修

□彈性學習     ■團體活動

課程說明

此次十二年國民教育課程綱要的重要亮點為科技領域本校為完全中學，國高中課程可以連貫規劃是本校優勢，關於科技領域，本校以六年一貫的方向來規畫。本課程橫跨國高中階段共分為:(a)「運算思維課程」開設在國中階段，其目的用以銜接高中階段的「設計思考課程」，奠定國中生邏輯思考、解決問題、程序思考與程式設計的能力。而本校國中開設有(b)「Scratch程式設計課程」，互相搭配，啟發學生程式設計、數學運算的基本認知。並針對運算思維與設計思考課程之理論與應用，本校也將進行加深加廣規劃，將資訊與科技的概念整合並進階應用在高中資訊科技領域規劃之(c)「機器人程式設計課程」，並與自然領域之「PM2.5創客課程」(相關課程)進行跨領域之統整學習。

授課對象

學生與教師

任課老師

陳志豪(教育部國中資訊教師運算思維種子教師) 與 國中資訊科任課教師群以及林瑞杰老師(本校高中資訊老師)與本校資訊教育組長

課程時數

每週_2_節，共_1學分

開課年級

■國一　■國二　□國三

■高一　■高二　□高三

每班修課人數

__25__〜_30__人

學習目標

1. 培養學生運算邏輯思維 。

2. 培養學生能夠表達與拆解問題的能力, 與實作能力 。

3. 培養學生問題解決的能力，讓學生能從中學習溝通技巧、團隊合作。

4. 培養學生具備21世紀公民所需之觀察力、創造力、資訊力、思辨力等軟性實力。

5. 引導學生投入程式探究、培養獨立思考、解決問題等帶得走的能力。

6. 提升學生學習興趣與培養學生創意思考。

7. 落實科技教育理念與培養學生科技素養。

8. 提供創作與科技整合能力，培養學生創造力及潛能的開發。

9. 發展學生整合應用運算思維與資訊科技之能力。

10. 發展學生善用資訊科技知能、創新思考以及解決問題的能力。

11. 培養學生探索資訊科技新知之能力。

12. 培養學生整合資訊、計畫管理、有效溝通與團隊合作之能力。

13. 培養學生正確的資訊科技觀念和態度，並啟發對資訊科技研究與發展的興趣。

14. 提供學生試探與發展資訊科技專業知能之機會。

與十二年國教課綱對應之核心素養

□A1身心素質與自我精進

■B1符號運用與溝通表達

□C1道德實踐與公民意識

■A2系統思考與解決問題

■B2科技資訊與媒體素養

■C2人際關係與團隊合作

■A3規劃執行與創新應變

□B3藝術涵養與美感素養

□C3多元文化與國際理解

課程架構

1.     開設方式:(a)「運算思維課程」與(b)「Scratch程式設計課程」開在國中社團時間，採上下學期對開方式，選課對象為國一、國二學生。(c)「機器人程式設計課程」開在高中社團時間，因為課程較複雜而且有連貫性，採開設一學年方式。

2.     (a)「運算思維課程」的課程內容，在「概念」、「實踐」、「視野」三面向分別為：「概念」指學習程式設計技巧的根本與基礎概念。「實踐」指發展學生邏輯思維與開創解決問題技巧的方法。「視野」指培養學生對個人、與他人及科技世界關係的理解，以及對學習程式設計與運算思維的興趣與動機。

3.     (b)「Scratch程式設計課程」的課程內容，在學習與認識Scratch圖形化的程式設計方式，藉由實作認識程式設計的觀念。並藉此思考如何解決遇到之問題的過程用以銜接運算思維課程的概念。並著重在資料處理和交流能力、思考和問題解決能力、合作和自我定位能力。

4.     (c)「機器人程式設計課程」的課程內容，為: 機器人程式語言概念與應用、程式語言的發展程式設計專題實作、二足機器人程式開發工具的使用方法、各項裝置的控制方法、各項感測器實作、二足機器人程式設計專題實作。

與其他課程

內涵連繫

縱向

 (a)「運算思維課程」與(b)「Scratch程式設計課程」與107課綱的科技領域相關，運算思維與程式設計有其銜接性與相關連性。(c)「機器人程式設計課程」為其延伸與實作、實證的課程。

橫向

本課程的內涵與自然領域的「PM2.5創客課程」有關連性以及延續性。學生能統整在本課程學習到的科技能力與程式設計能力，將所學運用在「PM2.5創客課程」中，並能在機器人程式設計課程上的科技能力基礎上，進而發揮程式設計與規劃統整能力在「PM2.5創客課程」上。

教學方法或策略

1. 講述法

2. 討論法

3. 實做法

學習評量

運算思維與Scratch程式設計評量方式：採實作評量與紙筆測驗。

機器人程式評量方式：採實作評量。

規劃內容

單元主題

單元學習內容

(a)「運算思維課程」

什麼是運算思維

介紹運算思維

為什麼要學運算思維

運算思維的四個步驟

Decomposition(問題分解)

Pattern Recognition(模式識別)

Abstraction(抽象-重點摘要)

Algorithm Design(演算法設計)

運算思維解決問題實例

運算思維解決生活中問題範例實作

(b)「Scratch程式設計課程」

開始探索 Scratch

1.認識Scratch

2.介紹線上版本開發環境

3.離線編輯版本開發環境

4.Scratch程式架構與操作環境

5.介紹自學程式設計的好幫手－Code.org網站

Scratch圖片編輯與程式初體驗

1.圖片編輯器

2.運算和亂數

3.官網程式交流區觀摩作品

4.Scratch專案設計初體驗

Scratch動作和畫筆積木

1.設定座標的移動方式

2.調整方向與重複命令

3.控制積木初步1：重複命令

4.其他動作類積木

5.控制積木初步2：判斷式積木

6.畫筆工具

Scratch外觀和聲音積木

1.動畫輕鬆做

2.造型與背景的特效

3.角色大小和上下層次調整

4.聲音(彈奏鼓聲、播放聲音、調整音量、設定節奏、彈奏樂器)

Scratch事件與偵測積木

1.角色被點選或按鍵被按下

2.廣播與接收

3.做一個區塊積木(「畫正方形」區塊積木、有選項的區塊積木)

4.計時器(計時器簡介及實例：倒數計時器)

5.偵測積木

Scratch資料、控制與運算積木

1.資料形式與積木外觀

2.變數

3.比較大小與巢狀判斷式

4.邏輯判斷積木

5.分身積木

Scratch實用技巧介紹

1.繪圖與運算的相關技巧

2.角色的視覺效果與移動技巧

3.讓背景移動

(c)「機器人程式設計課程」

二足機器人導言

認識二足步行機器人

機器人用零組件(元件)的構造

機器人用的電子零組件：電阻、電容、線圈、二極体、發光二極体、電晶体、光電晶体、TTL IC與邏輯電路、運算放大器、三端穩壓器、RS485驅動IC、揚聲器、按鈕開關

機器人用伺服馬達

無線操控用伺服馬達、機器人用串列伺服馬達、串列通信、伺服馬達的定位控制、伺服馬達的特性、串列通信伺服馬達的電源線

二足步行機器人用的軟體

基礎的機器人程式設計：二足步行機器人的設計、二足步行機器人系統、自主神經系統、驅動二足步行機器人的程式設計

機器人的控制程式

迴轉感應器、腳底感知器的活用方法、傾斜感知器控制、學習控制　、超出控制範圍時的處理

人機介面

機器人的控制方法、控制用端末設備的種類與特點、操控機器人的指令內涵、基本的機器人操控、針對競技用的操控方法、其他的控制方法、利用PC的操控

教學

設備需求

1. TOP eClass 多媒體網路教學系統。用於上課教室之電腦(支援電子白板、螢幕錄製、廣播教學、分組廣播、遠端監看 ，便利教師利用電腦上課教學)

2. TOP CPR 電腦還原系統 PRO(專業)版。電腦教室教授課程用。(用於上課教室之電腦，能遠端遙控開關機以及教師檔案傳輸及訊息傳送，並方便教師遠端遙控、監看、鎖定，便利教師利用電腦上課教學)

3. 機器人程式設計用材料與物品。

4. 多元選修學籍管理與數位校園平台(I) (II)：(I)可以處理資訊、設備、機器人等材料的預約與借用。方便教師管理電腦教室、程式設計教室等專科教室。並整合學生證、門禁卡的學籍管理統一窗口，能同步將資料寫入出缺勤系統、多元選修系統、校務系統，並可以處理選修課的出缺席狀況。(II)用於整合學校既有選修系統與學務系統(不同廠商)，其功能為整合校務行政系統(將選課出缺勤紀錄匯入校務行政系統中)，方便教師能利用web版進行選修學生之點名工作。