談到機器人教育的議題,君毅高中經常成為討論的焦點,這所位於苗栗的私立高中,近幾年成為一支所向披靡的機器人競賽勁旅,他們究竟是橫空出世的傳說,還是十年磨一劍的英雄?
君毅高中機器人代表隊成員近幾年創造出奇蹟一般的佳績,即使已經獲得保送資格,同學仍然在基地裡積極的練習,毫不鬆懈。
機器人教育之於科技教育的重要性甚至會讓不少人將二者劃上等號,特別是「機器人專題」成為高中科技領域課程中的重要環節後,更確認它的重要地位。
透過機器人專題可以將科技應用,工程設計和程式設計課程整合成一個專案,組隊參賽是落實專案學習的最佳工具,團隊合作需要溝通表達的能力,綜合以上,機器人無疑是最佳的科技教育工具。
在多次採訪競賽指導老師和報導各種賽事的過程中,會發現君毅高中經常是眾人的話題焦點,這所位於苗栗的非都會區私立高中,在一般人的觀念裡,應該也是處於招生困難而奄奄一息的狀態,實際上,君毅高中近幾年卻因為在機器人競賽表現突出而受到矚目,他們的辦學理念讓其他縣市的家長願意將子弟送到這裡就學,君毅究竟如何走到這一步?相信是很多人腦中的問號,感謝林慶旺校長,林汶忠主任以及黃新福主任一起為我們分享這段奮鬥過程,
Q 君毅高中從十幾年前就開始摸索如何導入機器人教育,當時樂高機器人也才剛開始,學校是如何選擇機器人做為特色教學呢?
林主任:一開始是因為學生程度不好,但是資訊科的課程內容很硬,特別是電子學,基本電學這類的課程,學生的學習效果不好,所以很早以前就在思考如何「活化教學」也就是現在課綱講的動手做。
當時機器人教育也在萌芽階段,一開始都是黃新福主任自己去摸索,用簡單的環保材料加上電池和馬達,之後才加入單晶片,當時都還沒有相關的競賽和社團,但是發現學生對這樣的教學內容接受度很高,成績也開始提升,就這樣開始建立機器人特色教學,一直到民國100年由縣府投入100萬,學校董事會也持續投入資金成立機器人推廣中心,101年參加WRO拿下國中組與高中組的雙料金牌受到各界肯定,家長會也成立後援會投入支持,機器人推廣中心才能一步步發展到現在。
連續多年在WRO競賽獲得佳績,為了增加孩子升學的機會,開始投入參加全國技藝和技能競賽,一直到108年,拿下兩項競賽的金牌,並在109年拿下世界技能競賽的機器人國手代表權,因為有家長慕名將孩子從國中轉學過來,所以學校開始著手成立六年一貫的機器人課程,並且和雲科大未來學院智慧機器人學程中心銜接,讓學生有機會可以進行十年一貫的培養,讓君毅成為未來機器人產業人才的搖籃。
資訊科的重點就是要培養資、通、電的能力,機器人不只能夠整合訓練資通電能力,還要再加上機構設計和感測器的應用的能力,就這樣從初階到進階,一步步的將機器人教育的課程以能力導向逐步發展落實。
國中階段會偏向創客的教學,讓孩子動手做,強調創意能力的培養,也會邀請知名的業界講師來學校協同教學,讓孩子能有機會更多元的去探索,找到自己的路,和現在教改宗旨一樣,只是君毅走得比較前面。
這些努力也吸引到各界的注意,比如全球知名的美國NI(National Instrument)就在君毅成立Lab View的虛擬儀控實驗室,也和勞動部桃竹苗分署合作培訓選手,還有勁園教育也協助完成客製化的AI學習機器人。
Q 現在私校辦學相當不容易,外界都很好奇君毅是用什麼策略方法成功辦學?
林校長:這要歸功黃新福主任與林汶忠主任從十幾年前就開始的摸索,一步一腳印走到現在,要說秘訣,就是能夠堅持,因為一開始需要投資,還沒有成績以前,長官、家長甚至學生都開始有質疑,如果那時候老師就感到灰心而放棄,就不會有今天這樣的成果。
另外也要感謝給予我們幫助的許多老師,比如已經過世的蘇國嵐教授,當年主動輔導我們參加技藝技能競賽,拿下好成績,才為孩子的升學找到一條出路,畢竟家長和學生還是比較在意升學和未來的發展,目標更明確,就可以更堅持走下去。
站在經營的立場,學校每年都要投資這麼多的金額,並非全無壓力,但是孩子的表現,讓我們更有信心去堅持,也傳承這個堅持的精神給孩子,今年獲選國手的兩位同學,在高一升高二就已經拿到技能競賽金牌保送台科大,但是因為選手兩年選拔一次,去年他們重披戰袍,以四場全部滿分的成績獲選國手,礙於保送規定不能再獲得金牌,所以我就封他們為超金牌選手,他們沒有因為獲得保送就鬆懈,而是更積極去培養與發揮自己的能力。
為了在明年的世界技能大賽中為國爭光,張皓鈞和林義峰兩位國手仍然每日積極備戰中。
Q 過去總認為選手因為投入大量時間準備比賽導致學科成績不好,即使升上頂尖大學也會因為學科成績不佳而受挫,但是最近發現事實並非如此
黃主任:這麼多年來的經驗讓我們發現,即使高一高二投入競賽準備,只要到了高三能讓他們多花一點時間去補學科,這些原本不是在班上前五名的學生都可以擠入前五名,進步幅度超過其他學生,進入大學後也不會有學科跟不上的問題。我觀察這是他們在培訓過程中,能找到自己解決問題的方法,學習的方法,所以面對學科學習中所碰到的問題就能迎刃而解。
林主任:有位選手入學的會考成績是1B4C,真的很不理想,特別數學很不好,但是技能競賽的機器人非常需要數學能力,他也是硬著頭皮努力把數學學好,因為有動機就會有動力去學習。現在兩位國手也是在加強英文,因為出國比賽需要語言能力,過去英文是他們的弱項,現在動機很強烈,自主學習的意願就很高。
在學習視覺辨識過程中,張皓鈞國手利用演算法研發出一個可以精準猜中你心中預設數字的遊戲,讓採訪團隊嘖嘖稱奇。
Q 畢竟能戴上王冠的人只有極少數,透過這幾位選手的努力,是否有激勵其他學生效法?
黃主任:這個現象在這一屆新生特別明顯,當我詢問有誰願意參加比賽,接受培訓,都是馬上額滿,我還要傷腦筋去篩選,以前都是要特別去拜託,才能湊齊人數,現在,除了機器人競賽以外,其他競賽項目,比如資訊與網路技術職類,我們也開始積極培訓參賽選手。
Q 投入機器人競賽對於老師來說也是一個跨領域的學習道路,能否請老師分享這段歷程?
黃主任:最早在民國98年的時候,我們就開始參加自走車比賽,當時是用8051,之後從輪型變成仿生獸,因為成績很不錯,我們就開始嘗試導入樂高機器人,當時已經有其他學校早一步先培訓選手,前兩年我們都是手下敗將,但是第三年,我們開始蟬聯冠軍,發現我們的對手已經轉入技能競賽,但是當時一台Robotino系統的機器人動輒60萬起跳,我們實在心有餘而力不足,直到後來更換為myRio系統,價格將到約15萬,透過家長會的支持,我們才能導入競賽。
我從專科到研究所一路讀電子、資工和資管,電子和程式我都很在行,但是機構設計是從樂高開始建立基礎的,我自己本身就是喜歡動手做的Maker,但是跨領域學習的過程還是要花很多時間,剛開始組裝一台機器人大概要半天,到後來不到一小時就可以組裝好,把機構摸熟了以後,加上原來的程式設計的功力,就成為我在指導機器人的優勢。
高中部選手的優異表現也激勵國中部學弟們跟上,積極練習進行青少年組金牌保衛戰。
Q 我們在辦比賽的時候,會發現不少家長的觀念還是偏向功利主義,花幾個月時間參加比賽,就希望能拿獎狀、加分。但是,我們觀察到在國中小的階段給予太多壓力有時候反而遏制孩子發展自己的興趣。
林主任:以我們這兩位國手為例,在進高中之前是完全沒有機器人相關經驗的,憑著興趣堅持到現在,走出自己一片天。在我的經驗裡,引導孩子透過實作產生興趣,確立自己的方向,就可以透過競賽去激發熱情,但是唯有堅持學習,才能看到最後的成果。這是我們機器人專班希望培養的精神,我們不走資優教育,也不用成績篩選學生,只要學生有興趣,都可以一起來學習和探索。
林校長:最重要的還是能力的養成,就算沒有進入國立科大,而是在其他學校學習,只要能持續培養自己的能力,繼續在自己的專業精進,未來都是業界爭取的人才。
有些家長還是會以表面的成績為重,對於強調動手學習,未必能夠接受,我們就是堅持把對的理念呈現出來,走對的路,走在前面,認同的家長就會支持我們。
林主任:現在國中教育還是用一個框架去框住所有學生,我們這裡是讓那些無法在框架裡發展的學生有另一個空間用另一種方法去學習,我們用能力導向的方式去規劃課程,而不只是訓練技能,在新課綱開始講「做、用、想」之前, 我們就是用這樣的理念在規劃課程。
Q 參加競賽培訓的孩子,在老師的眼裡,前後差別很大嗎?
林主任:相較於同年紀的孩子,他們行為舉止變得比較謹慎,因為參賽有太多細節要注意,我們第一次參加技能大賽,就是因為不小心一腳踩進去場地被扣分而無法晉級決賽,這會在孩子心中烙下很深的記憶,要如何分工都需要彼此耐心的溝通,這樣的情境下,快速成長是必然的。
每一年我們都要在校內辦初賽,以往都是我們老師來辦,去年就交給學生自己辦,從各項細節的規劃、執行到把過程拍攝成影片,都是學生自己一手包辦,我們都不插手,他們自己成立委員會,自己寫一個程式去把每個人的工作串聯起來,控管每個人的工作進度,看在老師的眼裡,我們也感到很有成就感。
Q 私校辦學不易,在資源分配上,是否有得到地方政府更多的資源挹注?
林主任:民國100年以後,就幾乎沒有獲得補助,學生心裡難免會有差別待遇的感受,比如有一次參加比賽,學生就把隊名就取為「沒有補助款」, 結果頒獎時,聽到司儀唸「君毅高中沒有補助款」,引起全場大笑,我們也是在為地方爭取榮譽,培養人才,希望地方政府對於辦學績優的學校和在地優秀學子可以多一點的支持和鼓勵。
後記
有關素養教育的各種解釋,筆者認為唐鳳委員說的最能直指核心:素養二字翻譯自「Competency」,若直接翻譯成能力,也許大家就不會花太多時間討論什麼是素養。事實上,素養教育就是強調能力養成教育,最簡單的說法就是培養解決問題的能力,而科技領域特別強調利用科技解決問題的能力。
君毅高中為了解決學生學習的困難,多年前就自己摸索出「做、用、想」的教學策略,辛苦耕耘,走出自己的一片天,相較於108年實施的新課綱,提早走了十年,也因為這份堅持,能為我們提早勾勒出未來教育發展的方向。
文/江玉麟 圖/王書中
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