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玩比特幣、NFT前必聽的初階課!從「程式教育」掌握數位時代新方向 feat. 航宇程式教育學苑紀凡老師【科科聊聊 EP75】

PanSci_96
・2021/12/29 ・2909字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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泛泛泛科學Podcast這裡聽:

新興的數位科技如行動支付、虛擬貨幣、區塊鍊等如雨後春筍般冒出,我們的生活越來越方便多彩的同時,也有五花八門的數位犯罪在發生,我們有足夠的知識保護自己嗎?圖/Pixabay

當 2021 年的數位科技早已超越《黑鏡》、《駭客任務》,比特幣與 NFT 大為流行,臉書改名「元宇宙」,Deepfake 被濫用成犯罪工具……當你在數位時代越來越迷惘之時,不如回過頭了解「程式教育」到底是什麼?

本集 y 編與航宇程式教育學苑紀凡老師,將帶領你從頭了解「程式設計」的基本概念,不僅能讓你買虛擬貨幣不被詐騙,並在 Minecraft 遊戲上就能學習寫程式?年末就從本集開始,重新掌握數位時代新方向!

  • 02:18 學校的程式教育足夠嗎?

紀凡老師求學時就讀高職,因學習「計算機概論」開始接觸程式設計,再加上當時被欽點參加全國高中技藝競賽的文書處理組,還意外拿到「金手獎」,都讓他開始對電腦科學感興趣,因而大學也選擇就讀資訊管理系。然而,上大學後也深感學校對程式教育的不足,他舉例就 APCS 大學程式設計先修檢測來說,資管系學生光憑學校教育可能只能考到四級分(滿分五級分)。因此,他當初也是倚靠巨匠課程與網路自學,才更深入了解程式設計的世界。

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  • 05:31 學寫程式讓你不被詐騙

其實,真正的「程式語言」僅有工程師用得上,一般人多半是學習程式設計的運算思維(Computational Thinking),發現問題後以「電腦邏輯」來解決。另外,接觸相關領域時能更快上手,例如:能較為瞭解時下流行「區塊鏈」背後的概念,購買比特幣時也較不容易被詐騙。他也表示,現在「數位原生」時代的學生更以「需求」為導向,因有網頁或 APP 設計需要,才來學習程式設計。

一般人理解程式設計的運算思維就足夠了,能夠幫助我們更好解決問題、理解新興數位產品與避免詐騙,若有實際需求再學習程式設計。圖/Pexels

延伸閱讀:

大家都來學程式=提升台灣「軟」實力?別讓軟體人才都成靠 X 工程師

  • 11:57 程式教育如何改善城鄉差距

台灣自 108 學年起,正式將程式設計納入中學、高中課綱,讓學生更早開始培養「運算思維」,學習解決問題的能力。紀凡老師認為,程式教育也有機會改善城鄉差距,因程式設計工作可遠端進行,偏鄉學生未來若以此為業,也不需要遠赴城市工作,藉此青年人口留在鄉間。不過也由於偏鄉地區缺乏師資,因此航宇程式教育學苑也曾以遠端方式配合教學。

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線上教學的幾個訣竅:遠距教學該如何讓學生投入又有歸屬感?

  • 14:02 7 歲開始學寫程式的愛沙尼亞

相較於台灣自 2019 年才正式將程式設計納入課綱,愛沙尼亞則在 2012 年即開始推動「虎躍計畫」,成為第一個自小學便開始教學程式設計的國家。同時,許多歐美國家也跟進,讓孩童從 5 歲至 7 歲起開始學習程式設計,相比之下台灣學生則在 12、13 歲上中學後,才有機會接觸,錯失學習的黃金良機。紀凡老師也補充,由於中學生有升學壓力,因此未必能專注學習程式設計,可能仍到高中、甚至大學才開始認真學習。

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學程式者,能成麒麟之才?──《親子天下》

  • 16:46 邊玩 Minecraft 邊寫程式也太爽

教導小學生等低齡幼童時,多半採用 Scratch 程式,以圖像方式讓他們學習程式語言,也有許多學校讓學生寫程式控制無人機、樂高等遊樂器材,增加學習的趣味性。航宇程式教育學苑則還在 Minecraft 遊戲上建立平台,讓學員能邊玩、邊學寫 Python 程式,完成後結果也可直接呈現在遊戲中,讓孩童在練習、遊樂中學習,也能藉此培養孩童的空間概念、數學邏輯。

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當個創世神
Minecraft 遊戲封面。圖/WIKIPEDIA

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「有目的」的玩電玩,好處超乎你想像—《超級好!用遊戲打倒生命裡的壞東西》

  • 20:44 從 Scratch 到「終身幼兒園」計畫

Scratch 程式能讓孩童以「拖拉積木」的圖像式學習,了解程式設計的概念,讓他們往後學習 C++、Python 等正規程式語言後,更快進入狀況,Scratch 趣味的角色、場景,也能讓學習不流於枯燥。由於 Scratch、 App inventor 等程式設計軟體,皆由美國麻省理工媒體實驗室研發,該學院教授 Mitch Resnick 也曾以研發兒童程式經驗,提出「終身幼兒園」(Lifelong Kindergarten)計畫,主張教育應回歸幼兒園學習模式,勇於嘗試、發揮創意,而非追求正確解答。

  • 25:56 難以考到滿分的 APCS

紀凡老師說明程式教育的歷程,可從小學時期藉 Scratch 培養邏輯能力,再進階學習 Python 等正規程式語言,台灣學生多半會再考取 APCS(大學程式設計先修檢測),藉以獲得認證,以利於申請大專院校。紀凡老師補充,台灣的 APCS 由師範大學主辦,考試分為觀念題、實作題,各有五級分,相對於國外的 APCS 難度較高,以實作題部分來說,初學者若能達到一級分以上即算表現不錯,四、五級分則多半為專科大學生挑戰的高分區。

  • 31:51 玩耍中學習最對味

航宇程式教育學苑有開設適合小學生的「Scratch 營隊」,藉由 Scratch 學習程式概念,設計出孩童喜歡的塔防遊戲、RPG 遊戲等。針對小學高年級、中學生則有「Python x Minecraft 營」,由 Minecraft 遊戲中練習程式語言 Python ,也還再分有 Minecraft 創造營、伺服器營,學習基礎電路、IP 及網域等概念。再進階則亦有「APCS 升學檢定營」,訓練學生的程式設計邏輯能力,藉以通過檢定考試。

課程推薦:

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航宇程式教育學苑2022冬令營總覽

航宇程式教育學苑長期課程介紹

  • 37:41 程式教育培養「自學」思維

紀凡老師提及學習程式設計,除可幫助培養運算思維、創意思考能力,如同 108 學年課綱所提及的「自發、互動、共好」概念,程式教育也很強調「主動自學」的思維。隨科技持續演進,智慧型手機、手機 App 也仍在進展,因此程式設計除體制內教育外,也很倚靠學習者網路自學,才得以讓技術繼續與時俱進。本集上完「程式教育」初階課後,往後希望再邀情紀凡老師和我們聊聊區塊鏈、比特幣,繼續掌握數位時代的潮流脈動!

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想學機器學習、深度學習、資料科學、人工智慧的人照過來! 22 個線上社群網站助你一臂之力~

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網路交到壞朋友?網路詐騙如何博取你的信任——《脫癮而出不迷網》
圓神出版‧書是活的_96
・2024/04/23 ・3552字 ・閱讀時間約 7 分鐘

這世代的年輕孩子,隨便一位都比我們大人更精熟網路及數位裝置的操作;但面對網路上無所不在的陷阱,腦袋並沒有因此進化得更靈光。

當你以為壞人都藏在社區附近的陰暗角落時,專家正在警告,潛藏在虛擬世界中的詐騙與剝削,才是你真正該提防的。

網路陷阱:誘騙、色情與性剝削

圖/envato

孩子是如何上鉤的?

先來聽聽宇岩的故事吧!

宇岩是個國二男生,在班上成績中上,行為大致循規蹈矩。和大部分的同學一樣,每天會上網玩一下線上遊戲。他在線上遊戲中,認識了一位網友小芸。因為幾次合作很有默契,小芸主動提議互相加 line,以方便聯繫。

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日後,小芸與宇岩就常在 line 上聊天,一開始是聊些與遊戲攻略有關的事,後來,聊及生活中的瑣事。小芸說,她是個高中生,功課壓力大,父母工作忙碌,不太關心她,她常覺得很寂寞。她覺得能和宇岩聊天很開心,希望宇岩當她的男朋友。

有一次,小芸問宇岩有沒有看過女生自慰,宇岩覺得不太對勁,但心中莫名興奮。後來,小芸時常提起一些性方面的話題,也開始傳一些露骨的畫面給宇岩,說是自己胸部、臀部等私密部位的照片。小芸問宇岩想看更多嗎?宇岩當然想!小芸要宇岩也傳張自己裸露生殖器官的照片過去,才要讓宇岩看更多。宇岩不疑有他,既然是男女朋友,應該沒關係,於是照辦了。

後來,小芸好幾次要求宇岩幫她買遊戲點數,但宇岩說自己身上沒那麼多錢。小芸卻生氣地抱怨宇岩一點都不在乎她,宇岩只好偷拿父母的錢。幾次之後,宇岩感到很不安,鄭重地拒絕小芸的要求,但她卻說:「別忘了,我手上有你的裸照喔!」

宇岩這才意識到,對方也許一開始,就不懷好意。事到如今只好硬著頭皮,向父母全盤說出這些事情,請父母出面解決。

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如果宇岩沒有向大人求助,接下來會發生什麼事呢?

那位名為小芸的高中生網友,肯定會對他糾纏不已,繼續索討更多的金錢,進而要求他交出帳號密碼、家人的個資,或者出賣朋友來「抓交替」。如果宇岩不從,就威脅公開裸照,讓他的聲譽不保,宇岩只能任對方予取予求。

網路誘騙的方式推陳出新,大多都是利用人性的好奇、貪婪或恐懼心態,取得受害者的個資或私密影像,進而抓住把柄,再藉此要脅,逼你就範。詐騙者常是亂槍打鳥,在各種有聊天功能的網路平臺上隨意搭訕,利用兒童或青少年的好奇、同情心或想結交朋友的渴望,逐漸取得信任,再讓你一步一步地走進預先設好的圈套中。

二○二○年南韓媒體披露震驚社會的「N 號房事件」,主嫌在網路上經營類似聊天室的「房間」,每個「房間」都有編號。會員付費後,依照付費多寡,可以進到不同房間裡觀看女性裸露的不雅影像。房間裡的主角有許多是兒童或青少年,影片內容包含了性侵、性虐待等不堪入目的情節,甚至有的以直播的形式供會員觀賞。

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這起駭人聽聞的性剝削事件,其實已經持續了數年之久,受害少女不計其數,凸顯了網路色情與誘騙氾濫的問題。究竟,這些不幸的孩子,是怎麼落入魔爪的呢?主嫌利用涉世未深的少女想快速賺錢的渴望,在網路上發布高薪兼職廣告,吸引許多有金錢需求的少女;主嫌再進一步要求他們提供個人資料或隱私裸照。如此,主嫌等於握有被害者的把柄了,便進一步要求少女錄下更多不雅影片,甚至約出來予以性侵。被害少女大多擔心自己的名譽不保,不敢不從,只能任憑主嫌擺布。事後有受害者向媒體表示,當時以為只要提供清涼照片,就能獲取大筆金錢,或者,以為只是單純的援交,沒想到,卻落到這般下場。

圖/envato

以網路做為誘騙或性剝削工具的事件在國內也時有所聞。不久之前,有位十四歲少女,在網路上認識三十一歲犯嫌。犯嫌以少女才華洋溢,想栽培她發展演藝事業為理由,哄騙少女離家,再把她囚禁於事先打造的夾層密室中。幸好警方快速偵破此案,少女得以平安返家。後來得知犯嫌專挑家境清寒的未成年少女下手,利用少女懵懂無知且一心致富的心態,誘騙上鉤。

復仇式色情

另一個值得關注的網路安全問題,是「復仇式色情」,常發生在情侶之間。

舉個常見的校園案例,小華與小明在學校社團中認識並交往,也常在校園中大方放閃。過一陣子,傳出兩人分手的消息。隔天,全校議論紛紛,原來,小華的私密影片被放到網路上瘋傳。才一個晚上,幾乎全校同學都看過這段影片,連別的學校的學生都知道這件事。

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後來,學校調查得知,是小明不滿小華提出分手,心有不甘,便決定在網路上公開小華之前傳來的私密影片,以及兩人親熱時的影像。他決定來個玉石俱焚,做為報復。小華因此心理嚴重受創,她的世界在一夕之間崩解。一方面,光想到不計其數的同學正看著自己的身體品頭論足,覺得快要崩潰了。後來,又聽到同學的閒言閒語:「誰叫她當初要拍這些影片?」「是她自己活該!」「她就自己犯賤呀!」之類的話語,又是二度傷害。

我們確實很少考慮到以數位形式保存的資料,不論是聲音、圖片或影片,是如此容易被複製並散播,一旦放到網路上,就全面失控了。熱戀中的情侶,愛得死去活來,恨不得把自己的一切,毫無保留地獻給對方。萬萬沒想到分手後,那些當初「愛的證明」,竟成了對方遂行報復的武器。

保護個人資訊安全

我們不希望這樣的事件再度發生,但類似事件卻層出不窮。

為了避免孩子成為下一個受害者,建議家長可以善加利用這類新聞事件,與孩子討論網路安全與自我保護的話題。你需要明確地讓孩子知道一個觀念:「網路上是沒有祕密的」,所有的隱私都有被公開的可能,不只不該把私密資料放在網路上,更不可以告知任何人,包括信任的好朋友也是。

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你或許可以這麼做,來保護孩子的個人資料與人身安全:

(一)如果可以的話,在孩子法定成年前,由你代為管理孩子的任何網路帳號。若孩子要新增或修改帳號內容,都需經過你的同意或由你代為操作。同時,定期為孩子更改帳戶密碼,避免遭駭。

(二)確保孩子接觸的網路內容符合年齡分級,盡可能不讓孩子接觸到風險性高或隱私控管不佳的網站。就算是一些常見的官方網站,若孩子需要輸入個人資料(姓名、身分證字號、住址、電話等)前,都需經過你的審核並同意。

(三)監督孩子的網路動態與行為。年紀較小的孩子,你需要知道他每次上網的內容,而大一點的孩子,你可以給予多一點的信任,但若察覺孩子出現任何異樣,仍該立即檢查帳戶,了解他在網路上是否惹上麻煩了。

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(四)要求孩子養成「登出」的習慣。不論是在家中或使用外面的公用電腦,使用完畢一定要記得「登出」。要求孩子將「下次自動登入」的選項取消勾選,並選擇不讓瀏覽器存取帳戶資訊。

(五)時常提醒孩子,謹慎提防在網路上遇到的任何人,陌生人或認識的朋友師長亦然。告訴孩子,如果與網友互動時有任何不舒服,請相信自己的直覺,立刻終止互動,並向大人求助。請讓孩子知道你會幫助他,而不會責備他。

(六)提醒孩子「天下沒有那麼好的事!」如果有什麼好運、機會或財富從天而降,宣稱能輕鬆致富或讓你飛黃騰達,通常有詐,應立刻提高警覺。

(七)若有發現任何涉及色情、誘騙或性剝削的網站,請向相關單位檢舉或通報。臺灣展翅協會長期關注兒少上網安全問題,你可以進入其建置的「Web547」網站中檢舉不法網站或不當資訊。

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至於,如何防範「復仇式色情」呢?

最簡單的方式,不是別把私密影像傳給對方,而是,根本不要拍下這類影像,連留著自己欣賞,都盡可能避免。再重申一次,所有以數位形式保存的內容,都能輕易被複製與流傳。不過,對方可能會因此抱怨:「不傳給我看,就是不夠愛我。」請教導孩子如何回應伴侶的情感勒索:「我認為,我們之間的愛情,不需要透過這種方式來證明。如果你愛我的話,請你尊重我。」 讓孩子知道,以尊重為前提的親密關係,才是健康的。如果對方仍死纏爛打,那麼,或許該認真考慮,是否還要繼續這段關係了。這是情感教育的一部分,而情感教育的核心,就是尊重自己與尊重他人。

——本文摘自《脫癮而出不迷網》,2022 年 1 月,圓神出版,未經同意請勿轉載。

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圓神出版‧書是活的_96
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書是活的,他走來溫柔地貼近你,他不在意你在背後談論他,也不在意你劈腿好幾本。 這是一種愛吧。 圓神書活網 www.booklife.com.tw

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區塊鏈的 51 % 原則!比特幣帳本的運作方式—–《加密貨幣的真相》
先覺出版
・2023/05/14 ・2405字 ・閱讀時間約 5 分鐘

從比特幣來談區塊鍊的原理

區塊鏈起源於比特幣,因此要了解區塊鏈,必須先了解比特幣。那麼到底什麼是比特幣?比特幣與區塊鏈之間又有什麼關係呢?

●比特幣的起源

區塊鏈起源於比特幣,比特幣的發明人中本聰 (Satoshi Nakamoto) 在 2008 年發表了一篇名為〈比特幣:一種對等式電子現金系統 (Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System) 〉的論文,提出了稱為「比特幣」的電子貨幣及演算法,由於比特幣不適合即時大量的小額交易,而且在法規上存有疑義,難以被主管機關接受,因此有人將比特幣的部分技術抽離出來尋找新的應用,並且取了新名字「區塊鏈」,這是區塊鏈這個名稱的由來。

從 2009 年比特幣區塊鏈開始運作,到現在已經超過 10 年,由於許多錯誤的觀念被社群媒體傳遞,例如:可以取代傳統貨幣即將被大量使用、總量固定只有 2,100 萬枚具有「稀缺性 (Scarcity) 」所以比黃金保值,再加上少數持有大量比特幣的上線刻意炒作,一種電腦撰寫出來的程式竟然被炒作到每一枚價值超過 6 萬美元。

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比特幣是由城市寫出來的虛擬貨幣,其一枚價值為6萬美元(甚至被炒得更高)。圖/envatoelements

邁克菲 (McAfee) 創辦人甚至曾預言:比特幣會在 2020 年底漲至 100 萬美元,一時之間市場上出現了許多年輕富豪,投機氣氛濃厚。那麼到底比特幣是什麼?又是如何運作的呢?

●比特幣帳本 (BTC ledger)

話說 Satoshi 創造「比特幣 (BTC:Bitcoin) 」,將記錄比特幣交易的「比特幣帳本 (BTC ledger) 」儲存在自己的電腦裡,並且給自己 50 BTC 的「礦工獎勵金」,然後他用 20 BTC 向 Alice 購買一本書,並且記錄在自己電腦的比特幣帳本內,如圖 2-1 所示。Alice第一次聽到有這種東西,好奇地問 Satoshi:這個叫什麼幣的聽起來好酷,但是我要怎麼用它呢?

圖 2-1:比特幣帳本。圖/加密貨幣的真相。

這個時候 Satoshi 告訴 Alice:這個很簡單,妳可以用同樣的方法,支付 Bob 金額 10 BTC 購買一顆蘋果,我來替妳記錄在我電腦的比特幣帳本內。由於比特幣真的可以買到東西,因此 Alice 很開心地收下了這種第一次聽到的比特幣。

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後來 Alice 與 Bob 想想,不對呀!我們的財產交易紀錄都儲存在 Satoshi 的電腦裡,都是他說了算,我們有什麼保障呢?聽到這樣的質疑,Satoshi 說:沒關係,那你們都去買一台電腦,我把比特幣帳本複製給你們,如圖 2-2 所示,讓你們手上也有一份「比特幣帳本」,我們每個月底來對帳,這樣總可以了吧!但是,這樣真的就沒有問題了嗎?

圖 2-2:每個人都有了比特幣帳本,這樣就沒問題了嗎?圖/加密貨幣的真相。

區塊鏈的中心教條:51 % 規則

在前面的故事裡,Satoshi、Alice、Bob 三人都買了一台電腦,三個人同時擁有比特幣帳本,每個月底來對帳,這樣會發生什麼問題呢?

●如果 Satoshi 竄改比特幣帳本會發生什麼事?

如果 Satoshi 竄改比特幣帳本,把付給 Alice 的錢改為 10 BTC,如 2-3 所示,到了月底 Satoshi 和 Alice 對帳發現金額不符,一狀告到法院,法官調閱 Satoshi 的帳本發現金額是 10 BTC,調閱 Alice 的帳本發現金額是 20 BTC,所以該相信誰呢?

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因此法官只能調閱 Bob 的帳本發現金額是 20 BTC,與 Alice 的帳本相同,所以證明 Alice 的帳本是對的,Satoshi 竄改帳本。但是,這樣問題就解決了嗎?

圖 2-3:如果其中一人作假帳。圖/加密貨幣的真相。

●如果 Satoshi 和 Bob 同謀竄改比特幣帳本,會發生什麼事?

如果 Satoshi 和 Bob 同謀竄改比特幣帳本,一起把付給 Alice 的錢改為 10 BTC,然後一個人對分 5 BTC,如圖 2-4 所示,到了月底 Satoshi 和 Alice 對帳發現金額不符,一狀告到法院,法官調閱 Satoshi 的帳本發現金額是 10 BTC,調閱 Bob 的帳本發現金額是 10 BTC,調閱 Alice 的帳本發現金額是 20 BTC,所以證明 Alice 竄改帳本!?聽起來是不是有點瞎呢?

圖 2-4:如果超過 51% 的人作假帳。圖/加密貨幣的真相。

在區塊鏈的世界裡,只要使用者可以掌握超過 51 % 的電腦 (節點),錯的也變對的,對的百口莫辯,則這個區塊鏈就失去效用,稱為「 51 % 規則 ( 51 % rule)」。所以比特幣並不能這樣運作,那麼該怎麼運作呢?

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比特幣的實際運作方式

在前面的故事裡,Satoshi、Alice、Bob 三人都買了一台電腦,三個人同時擁有比特幣帳本,但是卻無法確保使用者不會串通竄改帳本,那麼比特幣該如何運作呢?

●比特幣的運作流程

為了解決這些問題,目前比特幣實際的運作方式如2-5所示:

  1. 由 Satoshi 發起建立第一個「節點 (Node)」,節點指的是在伺服器 (高級電腦) 內安裝「節點軟體 (採礦程式)」與「比特幣帳本 (區塊鏈) 」。
  2. 號召網際網路上熟悉電腦操作的自願者在世界各地建立節點,同時在伺服器 (高級電腦) 內安裝節點軟體 (採礦程式) 與比特幣帳本 (區塊鏈)。
  3. 節點與節點之間經由「對等式 (Peer to peer) 」網路連線軟體進行資料交換,最後每一個節點 (電腦) 的內容都一樣。
  4. 使用者安裝手機應用程式 (App) 「比特幣電子錢包 (BTC wallet) 」,並且以手機付款與收款,使用非常簡單。
  5. 手機應用程式將交易內容回傳至節點,節點再將交易內容溢散傳遞給所有的節點,使每個節點的比特幣帳本 (區塊鏈) 內容相同。

圖 2-5 裡的比特幣帳本就是「區塊鏈」,目前全球有一萬多個比特幣區塊鏈的節點,都是由熟悉電腦操作的自願者建立,這些人又稱為「礦工」,他們的電腦稱為「礦機」,使用者只需要用手機應用程式就能支付,完全不必管比特幣帳本 (區塊鏈) 如何運作。

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——本文摘自《加密貨幣的真相:揭穿區塊鏈無本金融的國王新衣》,2022 年 11月,先覺出版,未經同意請勿轉載。

先覺出版
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新興的數位科技如行動支付、虛擬貨幣、區塊鍊等如雨後春筍般冒出,我們的生活越來越方便多彩的同時,也有五花八門的數位犯罪在發生,我們有足夠的知識保護自己嗎?圖/Pixabay

當 2021 年的數位科技早已超越《黑鏡》、《駭客任務》,比特幣與 NFT 大為流行,臉書改名「元宇宙」,Deepfake 被濫用成犯罪工具……當你在數位時代越來越迷惘之時,不如回過頭了解「程式教育」到底是什麼?

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  • 02:18 學校的程式教育足夠嗎?

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  • 05:31 學寫程式讓你不被詐騙

其實,真正的「程式語言」僅有工程師用得上,一般人多半是學習程式設計的運算思維(Computational Thinking),發現問題後以「電腦邏輯」來解決。另外,接觸相關領域時能更快上手,例如:能較為瞭解時下流行「區塊鏈」背後的概念,購買比特幣時也較不容易被詐騙。他也表示,現在「數位原生」時代的學生更以「需求」為導向,因有網頁或 APP 設計需要,才來學習程式設計。

一般人理解程式設計的運算思維就足夠了,能夠幫助我們更好解決問題、理解新興數位產品與避免詐騙,若有實際需求再學習程式設計。圖/Pexels

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台灣自 108 學年起,正式將程式設計納入中學、高中課綱,讓學生更早開始培養「運算思維」,學習解決問題的能力。紀凡老師認為,程式教育也有機會改善城鄉差距,因程式設計工作可遠端進行,偏鄉學生未來若以此為業,也不需要遠赴城市工作,藉此青年人口留在鄉間。不過也由於偏鄉地區缺乏師資,因此航宇程式教育學苑也曾以遠端方式配合教學。

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  • 14:02 7 歲開始學寫程式的愛沙尼亞

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學程式者,能成麒麟之才?──《親子天下》

  • 16:46 邊玩 Minecraft 邊寫程式也太爽

教導小學生等低齡幼童時,多半採用 Scratch 程式,以圖像方式讓他們學習程式語言,也有許多學校讓學生寫程式控制無人機、樂高等遊樂器材,增加學習的趣味性。航宇程式教育學苑則還在 Minecraft 遊戲上建立平台,讓學員能邊玩、邊學寫 Python 程式,完成後結果也可直接呈現在遊戲中,讓孩童在練習、遊樂中學習,也能藉此培養孩童的空間概念、數學邏輯。

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Minecraft 遊戲封面。圖/WIKIPEDIA

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  • 20:44 從 Scratch 到「終身幼兒園」計畫

Scratch 程式能讓孩童以「拖拉積木」的圖像式學習,了解程式設計的概念,讓他們往後學習 C++、Python 等正規程式語言後,更快進入狀況,Scratch 趣味的角色、場景,也能讓學習不流於枯燥。由於 Scratch、 App inventor 等程式設計軟體,皆由美國麻省理工媒體實驗室研發,該學院教授 Mitch Resnick 也曾以研發兒童程式經驗,提出「終身幼兒園」(Lifelong Kindergarten)計畫,主張教育應回歸幼兒園學習模式,勇於嘗試、發揮創意,而非追求正確解答。

  • 25:56 難以考到滿分的 APCS

紀凡老師說明程式教育的歷程,可從小學時期藉 Scratch 培養邏輯能力,再進階學習 Python 等正規程式語言,台灣學生多半會再考取 APCS(大學程式設計先修檢測),藉以獲得認證,以利於申請大專院校。紀凡老師補充,台灣的 APCS 由師範大學主辦,考試分為觀念題、實作題,各有五級分,相對於國外的 APCS 難度較高,以實作題部分來說,初學者若能達到一級分以上即算表現不錯,四、五級分則多半為專科大學生挑戰的高分區。

  • 31:51 玩耍中學習最對味

航宇程式教育學苑有開設適合小學生的「Scratch 營隊」,藉由 Scratch 學習程式概念,設計出孩童喜歡的塔防遊戲、RPG 遊戲等。針對小學高年級、中學生則有「Python x Minecraft 營」,由 Minecraft 遊戲中練習程式語言 Python ,也還再分有 Minecraft 創造營、伺服器營,學習基礎電路、IP 及網域等概念。再進階則亦有「APCS 升學檢定營」,訓練學生的程式設計邏輯能力,藉以通過檢定考試。

課程推薦:

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航宇程式教育學苑長期課程介紹

  • 37:41 程式教育培養「自學」思維

紀凡老師提及學習程式設計,除可幫助培養運算思維、創意思考能力,如同 108 學年課綱所提及的「自發、互動、共好」概念,程式教育也很強調「主動自學」的思維。隨科技持續演進,智慧型手機、手機 App 也仍在進展,因此程式設計除體制內教育外,也很倚靠學習者網路自學,才得以讓技術繼續與時俱進。本集上完「程式教育」初階課後,往後希望再邀情紀凡老師和我們聊聊區塊鏈、比特幣,繼續掌握數位時代的潮流脈動!

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《刀劍神域》元年?——從實現《刀劍神域》來看現今元宇宙技術
天竺鼠
・2022/12/31 ・6047字 ・閱讀時間約 12 分鐘

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  • 文/吳政佳|國立中央大學通訊研究所碩士班

《刀劍神域》小說在 2002 年開始連載於網路,而「刀劍神域」也是故事中網路遊戲的名稱。這部小說在 2012 年製作成動畫,也成為許多人踏入動漫領域的第一步。以下是《刀劍神域》中一段故事設定:

「 2022 年 5 月,大廠牌電子機械製造商 ARGUS 發佈了能夠實現虛擬實境的機器 NerveGear,人們可以通過 NerveGear 進行完全潛行以進入虛擬世界。不久,全球首款虛擬實境 MMORPG《刀劍神域》,在經過大約一千人參加的封測後正式發佈,首次共限量發售一萬份。」[2]

在故事中 2022 年 MMORPG[註1]《刀劍神域》「Sword Art Online」遊戲正式發售,而今年正好就是 2022 年。或許你也會像我一樣好奇,現實與故事裡那令人嚮往的虛擬世界距離還有多遠? 

SAO——艾恩葛朗特。圖/參考資料 25

什麼是「元宇宙」?

如果你了解《刀劍神域》,也看過其他科幻電影,比如《駭客任務》、《一級玩家》,那你肯定不會對「元宇宙」這概念陌生。元宇宙簡單來講,是一個大家共享的 3D 虛擬世界,它可以將現實世界有的甚至是沒有的東西,在虛擬宇宙中建構出來。未來你甚至可以在裡面上班、跟朋友聚會、參加演唱會,所有你想的到經濟活動[註2]都可以裡面實現。

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(一)元宇宙熱潮和起源

2021 年 10 月 28 日祖克柏親自宣告 Facebook 將改名為 Meta,他們不再是一家社群媒體公司而是「元宇宙」公司。加上自從 2020 年的疫情爆發,人們對於虛擬互動平台需求增加,網路上開始興起了大量對於元宇宙的討論。[4]

元宇宙「Metaverse」一詞來自於 1992 年出版的小說《潰雪》,作者在裡面描述了一個平行於現實世界的網路世界名稱「Metaverse」,有趣的是人們在裡面的網路分身叫作「阿凡達」(Avatar)。而 Metaverse 一詞可以看出,它是從宇宙(Universe)演變過來的,Meta 有「之後、超越」的意思,所以翻譯也可稱之為「後設宇宙」[5]

(二)VR、AR比較

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在元宇宙提出之前,提到虛擬世界大家可能會聽過 VR 或者 AR,那他們分別是什麼? 

VR 虛擬實境(Virtual Reality),是創造出一個虛擬的 3D 環境,並透過各種技術讓使用者身歷其境般地體驗。不侷限視覺、聽覺,未來也希望加入觸覺、溫度覺、嗅覺和虛擬物件的互動回饋等感官體驗。[6]這描述就很像元宇宙,後文將介紹它們的差異。

AR 擴增實境(Augmented Reality),定義是在現實世界的基礎上疊加資訊或內容[6]。簡單講就是以真實世界為背景,在上面添加虛擬物件,舉例如前幾年爆紅的 Pokémon GO 遊戲就是使用 AR 技術。

(三)元宇宙和 VR 一樣嗎?

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元宇宙和 VR 看起來都是建立一個 3D 的虛擬環境,盡可能還原人們在現實世界中的感官體驗。不過如果單純 3D 建模世界,沒有與現實世界有更多的連結,去賦予虛擬事物價值,它無法真的稱之為「世界」。

在刀劍神域故事中,茅場晶彥說過的名言:「這雖然是遊戲,但可不是鬧著玩的。[2]」因為他訂下了規則,在遊戲中死去現實中也會喪失生命,所以遊戲就不再是遊戲,之後才會有精彩的故事。

元宇宙是一個相對複雜的概念想像,在之後陸續加入的虛擬貨幣 NFT[註3]等概念,使元宇宙裡的虛擬物件確定了價值。所以現在你可以在虛擬世界中購買土地,在虛擬世界裡工作,獲得現實世界中的薪水,如果日後普及,是不是想想就很科幻呢?

實現《刀劍神域》的「完全潛行」

在介紹元宇宙後,考慮如何實現《刀劍神域》,最大問題就是如何讓人與虛擬世界之間進行互動的裝置。我們需要先來看看故事中對於連接虛擬世界「完全潛行」一詞的技術描述。以下是以故事中初代的頭戴裝置 NERvGear 為對象。

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頭戴裝置——NERvGear。圖/參考資料 26

「它的內側還藏了無數的元件,而頭盔則藉由這些元件所產生的電場,與使用者的腦部直接連結,使用者不需要使用自己實際的眼睛與耳朵,就能因為機器直接給予腦的視覺質區與聽覺質區情報,而讓使用者有聽到與看到的感覺。其實除了聽覺與視覺外,觸覺、味覺與嗅覺,也就是所謂的五感,全都能由 NERvGear 讀取出來。」[8]

「因為(完全潛行)的使用者不只是接收假想的五感情報而已——連由腦部向自己身體所發出的命令也會遭到阻斷與回收」[8]

以上是書中對於 NERvGear 的設定,可以看出需要以下關鍵科技。

(一)非侵入式的腦機介面

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從故事中可以看到,主角們在連接時,只需要戴上頭盔,很明顯這是個非侵入式的腦機介面[註4]。它的原理是透過,大腦裡的神經細胞活動會產生電位差,一個神經細胞所產生的電流很小,但一群神經細胞同步活化,就能匯集成足夠大的電流產生電磁場,一層層穿過組織來到頭皮,這樣我們就能將量測到腦波訊號繪製成腦電圖(Electroencephalography, EEG)。

不過由於腦內活動非常複雜,彼此區塊間負責的功能也有所不同,大腦裡約有 860 億個神經細胞[10],造成的電訊號夾雜在一起,大大增加分析的難度。加上從頭皮表面量測腦波,會受到皮膚、腦蓋骨、腦組織液的干擾。因此而有侵入式腦機介面,侵入式會穿過頭蓋骨將電極放在大腦皮層上。因為要動手術,所以不為大眾接受, 但這種方式確實能有效降低雜訊。

現在在設計給使用者時,盡量會以非侵入式的方式,但其相對量測準確度相差很多。現在技術能有效量測、判斷的腦波訊號,是比如手臂上舉、眨眼皮等特定或大型動作,及最早發現的睡眠時腦波的頻率變化。所以想要透過頭戴裝置就在虛擬世界暢遊,仍有很大的難度。

(二)感覺訊號與動作訊號

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已知人類是透過五官、皮膚等器官去感受外界,但刀劍神域的完全潛行,是透過訊號直接刺激神經或大腦,讓人們如同進入虛擬世界。這裡列舉最基本的視覺、聽覺,這也是現今多媒體主要傳播方式。還有為了使沉浸體驗更好,我們得要試著解決攔截動作訊號的問題。

  • 視覺技術

早在 70 年前,就發現以電流刺激大腦視覺皮層,會感知到閃光或者說光幻視[註5][11]。2020 年《科學》(Science)期刊上有發表了採用光幻視的技術[12],利用電流刺激在大腦中產生一個個小光斑,光斑組成簡單的圖像,而實驗結果成功讓猴子「看到」並分辨出英文字母、線條和移動的小點等這些圖案。這如同我們螢幕上顯示的畫面,也是一個個小到肉眼觀察不到的光點(像素)組合而成,但即便如此,這項技術也無法直接讓我們大腦看到如同眼球接收般細緻的畫面。

  • 聽覺技術

人工電子耳可以說是現今最成熟的醫療輔具之一,現在助聽器或人工電子耳已經非常常見。助聽器主要只是將聲音放大傳入耳朵,而人工電子耳則是如果內耳絨毛細胞受損嚴重,無法接收聲音,它則可以直接刺激聽覺神經,產生聽覺[14]。不過這仍與故事設定不同,非直接刺激大腦皮層。

以上看來感覺訊號,現今都受限於大腦電刺激技術,不過一直仍有無數人前仆後繼去研究,還是很期待有一日達成突破。

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(三)潛行中阻止身體動作

完全潛行還有一個重點,就是在虛擬世界中活動,不會影響到外界的身體,也就是我們控制的運動只會在我們腦中進行。由於攔截腦波的研究,我沒有查到,所以這邊提出假設方法。排除使用藥劑去使人無法動作,若利用身體機制可以嘗試俗稱「鬼壓床」的「睡眠癱瘓症」。

觸發原因是因為睡眠周期中的快速動眼期(REM),人們在這期間容易做夢甚至夢遊,因此大腦會發出命令分泌激素,使肌肉癱瘓避免危險,若這時清醒,就會產生大腦已經有知覺了,但全身仍無法動作的情況[13]。因此如果能夠主動誘發以上情況,或許就能達成完全潛行想像中,現實的人們如同深睡,在虛擬世界展開冒險。不過以上假設需要實驗求證可行性。

元宇宙概念相關的遊戲

回過頭來看元宇宙,除了刀劍神域等科幻作品與它的概念有關,遊戲作為人們對於幻想實踐嘗試的方法之一,隨著元宇宙的熱潮,也伴隨之相關的遊戲誕生。前陣子,因為可以在虛擬遊戲中買地交易,甚至賺取收入爆紅的 The Sandbox、Decentraland 等,前者已經有如愛迪達等大品牌進入,後者則如名人林俊傑在裡面持有 3 塊地,但兩者同樣價格不斐,以今年 5 月底以太幣的匯率,價值都在 20 萬台幣以上[15]。除了以上新遊戲,不少經典遊戲也能幫助我們審視未來元宇宙的發展。

(一)Minecraft

Minecraft 幾乎人人都知、人人都玩過,發行已超過 10 年,但人氣依然不減,每日仍有大量玩家活躍在線。儘管畫面簡單,但卻能使玩家有良好的沉浸式體驗,Minecraft 也逐漸成為許多玩家們的社交場所。

下面列出兩個得元宇宙借鏡的優點。

Minecraft 遊戲畫面。圖/參考資料 27
  • 去中心化[16]

每個玩家在裡面擁有自己的世界,它就像是屬於你的元宇宙,你可以邀請朋友造訪,一起經營起一個龐大的世界。相比現在各大科技公司爭相所提出的元宇宙未來,營運仍控制在企業手上,Minecraft 或許更加符合理想中屬於玩家、使用者的專屬世界。

  • 高自由度[16]

這也是 Minecraft 最迷人的地方,它需要你發揮創意改造,官方不限制你開發新的遊戲模組[註6](Mod),這使的遊戲自由度大大提升,使得 Minecraft 已經不是一個遊戲,而是一個眾人合力組成的遊戲平台。

(二)Roblox

Roblox 於 2005 年問世,在台灣的玩家與討論熱度較少,但在美國尤其是疫情之後,統計超過一半 16 歲以下兒童青少年在玩該遊戲[17]。作為一款大型多人線上遊戲平台,由樂高積木組成世界,玩家們透過開發工具,設計出專屬於你的遊戲,上傳到遊戲平台上[18],現在上面已有超過 4000 萬種遊戲,不少人因此一夕爆紅,賺到大筆收入[19]

Roblox 被稱作「元宇宙第一股」,除了一上市估值破 450 億美元外,大家看好它實現創作者獲得利潤,由玩家們去參與定義元宇宙該要有的樣子。就像是 Youtube 一樣,所有人都有可能是創作者。

Roblox 。圖/參考資料 28

(三)Second Life

第二人生發行於 2003 年,在 2006、2007年獲得媒體關注[20]。這款遊戲的存在似乎就是想訴說,元宇宙不是一個新東西,而它就是先行者。開發商當初就是想要實現《潰雪》裡面所描述的世界,這是一款 3D 仿真實社會遊戲,玩家在裡面對話交流、開店經營,同樣也可以換成真實貨幣。

當年這款遊戲也掀起熱烈討論,大大小小企業、團體入住。在 2011 年 IBM 在裡面購買了 12 座島嶼,作為員工訓練、線上開會。哈佛大學在遊戲裡開過課,政治人物在裡面接受記者採訪[21]。但從現在回頭看,它也漸漸淹沒在時光長河裡,直到元宇宙熱潮再起,它才重新回到大眾面前,不知它將會見證成功還是歷史的重演。

《Second Life》遊戲畫面。圖/參考資料 29

結語

雖然目前的技術還無法實現像《刀劍神域》等科幻作品中的場景,不過隨著技術日新月異,只要還有人研究,那麼總有可能成真的一天。

如今元宇宙相關技術發展,除了很多先行應用在遊戲產品上,還有祖克伯的 Meta 公司,計畫改變未來社群媒體的型態,讓人們在 3D 虛擬世界中社交、開會等等,如果普及化就搞不好會像當年 Facebook 的誕生一樣,對我們的生活帶來巨大的改變。

前方看來還有很多挑戰,是否現在的使用者產品可以讓大眾接受,成為下個革命性產品,有許多質疑。不過作者私心希望這個熱潮不會那麼早消退,畢竟我還期待有一天可以在《刀劍神域》虛擬世界中冒險呢!

註解

[註 1]大型多人線上角色扮演遊戲(MMORPG)為電子遊戲的一種,是電子角色扮演遊戲按電子遊戲人數分類分別出來的一種網路遊戲。[23]

[註 2]經濟活動主要是以勞力等「生產資料」換取商品和服務,貨幣只是交易的媒介。[24]

[註 3]非同質化代幣(Non-Fungible Token,簡稱:NFT),是一種被稱為區塊鏈數位帳本上的資料單位,每個代幣可以代表一個獨特的數位資料,作為虛擬商品所有權的電子認證或憑證。[25]

[註 4]腦機介面(Brain-computer interface, BCI),是指大腦與電腦的連接口裝置。[9]

[註 5]光幻視(phosphene)是在沒有光實際上進入眼睛的情況下看到光的現象。[26]

[註 6]遊戲模組,「Mod」(全寫「Modification」),多指遊戲廠商或者熱心玩家對於原版電子遊戲在功能方面的修改。[27]

參考資料

  1. 刀劍神域 , 維基百科
  2. 不可不知的元宇宙熱潮,IEK產業情報網
  3. 元宇宙, 維基百科
  4. VR、AR、MR 介紹:AR 擴增實境、VR 虛擬實境,有何差異? , AR PLAZA
  5. Link Start- 以電機工程與神經科學的角度研究《刀劍神域》中「完全潛行」技術之可行性,班尼.史克斯, 巴哈姆特
  6. 腦機介面 (Brain-Computer Interface) 專題 (上) ,The Investigator Taiwan
  7. 不可思議的大腦-《知識大圖解》,PanSci 泛科學
  8. Beauchamp, M. S., & Yoshor, D. (2020). Stimulating the brain to restore vision. Science, 370(6521), 1168-1169.
  9. 1Chen, X., Wang, F., Fernandez, E., & Roelfsema, P. R. (2020). Shape perception via a high-channel-count neuroprosthesis in monkey visual cortex. Science, 370(6521), 1191-1196.
  10. 《睡眠麻痺症》不用怕 症狀很快就消散,亞洲大學附屬醫院
  11. 人工電子耳和助聽器有什麼不同?,衛生福利部國民健康署網站
  12. 在元宇宙裡買塊地?區塊鏈虛擬土地購買全攻略【2022 最新版】,INSIDE
  13. The Metaverse Is Already Here — It’s Minecraft | by Clive Thompson | ,Medium Debugger
  14. Over half of US kids are playing Roblox, and it’s about to host Fortnite-esque virtual parties too ,The Verge
  15. 你從沒聽過的電玩 讓這些青少年成了千萬富翁,天下雜誌
  16. Roblox如何成為元宇宙第一股?創作者與平台互利共生,背後模式是什麼?,數位時代
  17. 第二人生 (網際網路) ,維基百科
  18. 可創業賺錢的線上遊戲-「第二人生」,天下雜誌
  19. 第二人生兔子集體長眠事件,香港01
  20. 大型多人線上角色扮演遊戲,維基百科
  21. 經濟活動,香港教育城
  22. NFT,維基百科
  23. 光幻視,維基百科
  24. 遊戲模組,維基百科
  25. SAO——艾恩葛朗特,(2012) (imdb.com)
  26. 頭戴裝置NERvGear ,(2012) (imdb.com)
  27. Minecraft遊戲畫面 ,(2009) (imdb.com)
  28. Roblox Facebook封面2017年
  29. Second life Facebook 2014年官方相簿
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玩比特幣、NFT前必聽的初階課!從「程式教育」掌握數位時代新方向 feat. 航宇程式教育學苑紀凡老師【科科聊聊 EP75】
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・2021/12/29 ・2909字 ・閱讀時間約 6 分鐘


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新興的數位科技如行動支付、虛擬貨幣、區塊鍊等如雨後春筍般冒出,我們的生活越來越方便多彩的同時,也有五花八門的數位犯罪在發生,我們有足夠的知識保護自己嗎?圖/Pixabay

當 2021 年的數位科技早已超越《黑鏡》、《駭客任務》,比特幣與 NFT 大為流行,臉書改名「元宇宙」,Deepfake 被濫用成犯罪工具……當你在數位時代越來越迷惘之時,不如回過頭了解「程式教育」到底是什麼?

本集 y 編與航宇程式教育學苑紀凡老師,將帶領你從頭了解「程式設計」的基本概念,不僅能讓你買虛擬貨幣不被詐騙,並在 Minecraft 遊戲上就能學習寫程式?年末就從本集開始,重新掌握數位時代新方向!

  • 02:18 學校的程式教育足夠嗎?

紀凡老師求學時就讀高職,因學習「計算機概論」開始接觸程式設計,再加上當時被欽點參加全國高中技藝競賽的文書處理組,還意外拿到「金手獎」,都讓他開始對電腦科學感興趣,因而大學也選擇就讀資訊管理系。然而,上大學後也深感學校對程式教育的不足,他舉例就 APCS 大學程式設計先修檢測來說,資管系學生光憑學校教育可能只能考到四級分(滿分五級分)。因此,他當初也是倚靠巨匠課程與網路自學,才更深入了解程式設計的世界。

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  • 05:31 學寫程式讓你不被詐騙

其實,真正的「程式語言」僅有工程師用得上,一般人多半是學習程式設計的運算思維(Computational Thinking),發現問題後以「電腦邏輯」來解決。另外,接觸相關領域時能更快上手,例如:能較為瞭解時下流行「區塊鏈」背後的概念,購買比特幣時也較不容易被詐騙。他也表示,現在「數位原生」時代的學生更以「需求」為導向,因有網頁或 APP 設計需要,才來學習程式設計。

一般人理解程式設計的運算思維就足夠了,能夠幫助我們更好解決問題、理解新興數位產品與避免詐騙,若有實際需求再學習程式設計。圖/Pexels

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  • 11:57 程式教育如何改善城鄉差距

台灣自 108 學年起,正式將程式設計納入中學、高中課綱,讓學生更早開始培養「運算思維」,學習解決問題的能力。紀凡老師認為,程式教育也有機會改善城鄉差距,因程式設計工作可遠端進行,偏鄉學生未來若以此為業,也不需要遠赴城市工作,藉此青年人口留在鄉間。不過也由於偏鄉地區缺乏師資,因此航宇程式教育學苑也曾以遠端方式配合教學。

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  • 14:02 7 歲開始學寫程式的愛沙尼亞

相較於台灣自 2019 年才正式將程式設計納入課綱,愛沙尼亞則在 2012 年即開始推動「虎躍計畫」,成為第一個自小學便開始教學程式設計的國家。同時,許多歐美國家也跟進,讓孩童從 5 歲至 7 歲起開始學習程式設計,相比之下台灣學生則在 12、13 歲上中學後,才有機會接觸,錯失學習的黃金良機。紀凡老師也補充,由於中學生有升學壓力,因此未必能專注學習程式設計,可能仍到高中、甚至大學才開始認真學習。

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  • 16:46 邊玩 Minecraft 邊寫程式也太爽

教導小學生等低齡幼童時,多半採用 Scratch 程式,以圖像方式讓他們學習程式語言,也有許多學校讓學生寫程式控制無人機、樂高等遊樂器材,增加學習的趣味性。航宇程式教育學苑則還在 Minecraft 遊戲上建立平台,讓學員能邊玩、邊學寫 Python 程式,完成後結果也可直接呈現在遊戲中,讓孩童在練習、遊樂中學習,也能藉此培養孩童的空間概念、數學邏輯。

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當個創世神
Minecraft 遊戲封面。圖/WIKIPEDIA

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  • 20:44 從 Scratch 到「終身幼兒園」計畫

Scratch 程式能讓孩童以「拖拉積木」的圖像式學習,了解程式設計的概念,讓他們往後學習 C++、Python 等正規程式語言後,更快進入狀況,Scratch 趣味的角色、場景,也能讓學習不流於枯燥。由於 Scratch、 App inventor 等程式設計軟體,皆由美國麻省理工媒體實驗室研發,該學院教授 Mitch Resnick 也曾以研發兒童程式經驗,提出「終身幼兒園」(Lifelong Kindergarten)計畫,主張教育應回歸幼兒園學習模式,勇於嘗試、發揮創意,而非追求正確解答。

  • 25:56 難以考到滿分的 APCS

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