撰文/樊語婕
面臨糧慌與黑心食品、出國家中魚缸的魚群餵食等問題，三民完全中學的學生經由學校程式教育的啟發，加上自學的努力與團隊合作，應用軟硬體整合能力，成功解決許多人都會面對的難題，以腦力讓生活更便利美好！
位在捷運三民高中站對面的三民完全中學，圖書館內的氣氛很不一樣，這裡擺設了國中部與高中部學生參賽得獎作品，分別是代表新北市參加105年度全國瘋狂貓咪盃創意自造市集的「魚兒物聯網自動餵食器」，以及拿下新北市師生Maker馬拉松終點站最佳人氣獎第2名與最佳造型獎的「智慧型魚菜共生系統i Farm」，學生們圍繞著這兩個充滿創意與趣味的作品，六位參與創作的學生向大家分享從無到有的研發心得。
高中部研發 實現家庭開心農場
「智慧型魚菜共生系統i Farm」團隊是由郭峯廷、章定閎與蕭乃元三位高三學生組成，蕭乃元分享，因為眼見黑心食品與糧食危機等問題，為了要增產農產，想到可以把農業從農場轉移到家庭，家家戶戶都有開心農場，而且完全不必用到化肥與基改。
章定閎經由學校Rhino 3D繪圖軟體課程的學習，運用校內的3D列印機，印製出作品所需的魚兒餵食器與Arduino開發板保護外殼，郭峯廷則主掌作品中的程式設計硬體配置，撰寫C+程式語言控制連結電腦與Arduino開發板，在電腦螢幕顯示水溫、水位、溫濕度等資訊，達到輕鬆省時便利管理等優勢。
校長沈美華指出，目前校內程式教育的推動，是透過資訊教育與生活科技課程，經由教師的引導，找到有興趣、有動力主動學習的學生，再進行加深加廣的學習，這些種子學生做出來成果、在全國性的競賽中嶄露頭角，特別透過朝會時間向全校師生分享，漸次形成全校的風氣，引導學生發掘問題、主動學習的效果，結合現有的知識與程式設計能力，發揮解決問題的能力。
三民完全中學高中部的程式教育由高一開始，每班每周一上午兩堂必修資訊課程、每周四上午兩節資訊選修課程，學生經由學校資訊課江天瑋、身兼生活科技科授課老師與資訊組副組長劉亦恭等多位老師的啟發下，以軟體課程、社團活動、校外研習等方式，開始接觸包括scratch、VB、3D繪體等軟體，以及C語言的選修課。三民高中也透過大學端的結盟延伸學生的程式教育，對於軟體與韌體有興趣的學生，有機會到台北市立教育大學進行研習，進一步提升學習的視角與深度。
學程式激創意 生活實踐能力升級
因為程式教育的薰陶，學生們開始轉變，只要遇到應用機會都習慣用軟體解決，例如上學期學校三民樓五樓走廊出現黑冠麻鷺築巢孵育雛鳥，師生聯手架設攝影機、規劃軟體，透過youtube即時轉播，將這個難得的生態畫面傳送到世界各角落，也讓當時在校內學習的加拿大籍交換學生驚豔不已。
程式教育在校內發展出一股風氣，除了在相關課程中，學生學會基礎軟體與相關應用，還會透過資訊科技研究社等社團專研討論，有興趣及能力的學生，總是會追著相關老師問問題，到圖書館找專業書籍研究，更不斷在生活中實踐、練功，步步累積軟硬體實力。
學生的程式能力進步看得見，例如在3D繪圖軟體的課堂上，一步唯妙唯肖的幻象戰機就被完美地創造出來，而老師也因此更有動力進級，不斷自學、收集最新資訊，將最新的科技帶到學生眼前。
程式教育啟蒙軟硬體興趣潛力
在程式教育的課堂上，老師注重學生的實作能力，透過題目與作業讓學生練習，例如在VR課程中，要求學生創作遊戲，學生發想出打地鼠、終極解碼、投籃機等桌遊，不過到了C語言選修課時，因為邏輯與英文單字等因素，不少學生卡關後還是寫不出來程式而放棄，學生們笑著說：「我們自己認為很合理的邏輯，在電腦解讀卻是錯誤的邏輯，或是英文指令拼錯等等，出現很多狀況！」
透過程式教育，啟發了許多學生的興趣與潛力，資訊科老師江天瑋就發現學生郭峯廷很厲害，「我上課教的內容，居然有學生把它改得更好、更升級，實在令我很驚喜！」程式也成為學生與老師的另類互動媒介，例如資訊課教室聽不到學校上下課鐘聲，江天瑋特地寫一套鐘聲軟加以應變，郭峯廷順勢改寫老師編好的軟體程式，變化出不同的鐘聲不同時，新年前夕還在老師的辦公室電腦秀出「Happy New Year」，讓老師又驚又喜！
郭峯廷分享：「如果學校沒有開設程式課程，我完全不知道自己原來有這方便的潛力與興趣！」其實，在進入三民高中之前，郭峯廷完全沒有接觸過程式教育，高一上過scratch、VB等軟體課程後才有如「開竅」一般，激發興趣與潛能，加上不斷自修練習、追問老師、到圖書館找資料，不但在資訊能力競賽中奪得第一名，也逐漸成為聞名校內外的軟體高手！
國中部研發 物聯網自動餵食器
三民中學國中部的程式教育始於三年前，七年級學生在資訊老師的帶領下學習Scratch課程，學生透過有如積木拼裝的方式，了解程式基本的構造，有的學生在小學階段已經學過這套軟體，就能在課堂上升級應用。學生還會接觸VR軟體，並且加以運用解決課堂上的各式需求，例如每個班級必定會遇到抽籤的須求，學生就寫出一套軟體，成功讓抽籤電腦化，告別紙本抽籤的年代！
國中部三年級學生黃煜展、吳嘉恆與張育丞三位同學更聯手，研發出「魚兒物聯網自動餵食器」，一樣也是用科技解答生活難題，三個人說明：「一般貓、狗寵物都會送到寵物店，但是魚送到寵物店常會不適應環境死亡，所以我們想要研發這個作品，使用者就算人在國外，還是可以透過物聯網功能，運用手機APP連線，隨時餵食悠遊在台灣魚缸中的魚，還可以觀看到餵食情況。我們應用S4A撰寫程式，運用橡皮擦增加馬達的震動度，就可以帶動下方的飼料槽撒出飼料。」
一路看著學生組隊、研究、克服難題的指導老師劉亦恭分享，「當學生確定要製作的主題後，困難一個接著一個報到，因為沒有相關比賽經驗，只有依賴相關書籍尋找知識與類似的程式，並加以實作驗證，這個作品牽涉到Arduino與馬達控制、魚飼料支撐架的製作等，又有物聯網的應用需求，大家廣泛研究了Arduino IDE、mBlock與S4A等程式發展軟體，最終採用S4A才解決了遠端控制的需求。」
之後團隊又面臨新的挑戰，採用直流馬達與合適的震動頻率後，卻因為缺乏實體IP位址，再度出現手機與筆電連線的困擾，大家分頭不斷尋找適用的手機APP，達成了遠端能連線控制，最後再運用手機的視訊畫面傳遞魚缸餵食的狀況，成功呈現在國外操控的手機螢幕中。
有趣又實用 升級軟硬體整合
在七年級的生活科技課程中，劉亦恭帶入3D繪圖、螢幕錄影等實用又免費的軟體，學生在課程中學會如何將自己的中英文名字立體化、印章化，也能夠應用免費的123d Design、Tinkercad等3D繪圖軟體將創意化為實物，為了讓學生應用OCAM免費螢幕錄影軟體，在作業中指定學生以一分鐘的影片介紹一個科技產品，學生發揮創意，介紹藍芽耳機、3D列印、無人車等內容。
劉亦恭分享，「學生覺得這樣的學習非常生活化、又很實用，也將這項技能應用到興趣與生活，用來截取線上遊戲的闖關畫面，在許多口頭報告中也會編製youtube上的畫面片斷，讓學習成果更為生活化。」
程式教育越來越提前起跑，許多國小已經有教導Scratch等軟體，劉亦恭指出，三民完全中學推動scratch已經三年，在帶領學生寫遊戲之外，也可望進級運用軟體進行操控，期待未來的程式教育真正讓學生有機會實際應用，例如結合Scratch加Arduino的能力，進行軟硬體整合，把課堂所學軟體變成解決生活問題能力，例如以程式控制馬達，連結溫濕度等感測器，讓學生了解程式語言不是僅是在電腦上使用，還可以跨出虛擬世界，讓現實生活更美好。
劉亦恭也建議，透過參賽會讓學習更紮實，今年三民中學國中部將在十月底舉辦第一屆的校內Scratch競賽，將分為動畫與遊戲兩大領域，希望可以看到學生展現創意的能力，而未來校內得獎隊伍將再挑戰新北市大賽，讓三民中學學生的資訊能力發光發熱。
透過程式教育，三民完全中學的學生發揮潛力、激發創意，跳脫電腦與螢幕的世界走向現實生活，由軟體進階軟硬體整合，從生活細節中找出改善方案，運用卓越的資訊能力，為校園、國家、人類的各種問題尋找最佳解決方案！
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