愷哥程式-APCS檢定教學

 之前在網路上看到「電機系教授的孩子大多選擇當醫師？學霸揭台大電機系的殘酷事實」   這篇文章 ，我對當中的一些說法並不認同。 大致上來說，這篇文章傳達幾個概念 社經地位較高的家庭，孩子多半選擇當醫生 電機這個行業沒有門檻 台大電機系畢業生的平均薪水，遠低於成績相近的醫生同學 高中生談興趣是鬼扯 做醫學的研究，比做電機的研究，對人類更有貢獻 第一點的部分，作者沒有提出數據佐證，我也找不到相關資料，我們就不討論它。但其他幾點我要提出反駁。 摘錄部分原文: 讀電機系，尤其是念台大電機系，要知道一個殘酷的事實：電機這個行業是沒有門檻的。因此，從這個系畢業、拿到學位，對於生活並沒有絕對的保障。所有的電機系畢業生，在職場的競爭力，其實相差不大。但較為優秀的畢業生，在不需要那麼高人力水準的公司或產業工作，不見得較有競爭的優勢。舉例說明，只需要60分水準的工作，適合的是60分水準程度的工程師，80分已經算很好。而程度愈好，要求的薪水愈高，職場的競爭力反而下降。 "電機行業沒有門檻"實在是一個匪夷所思的說法。如果能考過醫科門檻的學生，選擇電資領域就讀，必然也是頂大電資，其畢業生在業界的貢獻，可說是影響世界。舉例來說，全球半導體公司排名，台灣有多家公司排名領先，其中台積電排名第3，聯發科排名第11。以台積電來說，擁有全世界最先進的5奈米製程，等於是用髮絲兩萬分之一的精細度，來刻畫電路，其難度可想而知。而聯發科的手機晶片，全球市佔率達到31%，世界排名第一。這些世界領先的技術，都是由台灣最頂尖的電資工程師所研發出來的，其對人才的挑剔程度是有名的，普通的電資畢業生都不得其門而入，但頂尖的學生甚至還沒畢業就領到簽約金，沒有門檻是完全不符事實的說法。 再摘錄部分原文: 優秀電機系畢業生的職涯發展，跟景氣與產業有密切的關係。雖然我沒有正式的統計資料，但根據菜市場調查，通常台大電機系畢業生的平均薪水，遠低於那些高中時代與他成績相近的醫生同學。 關於電資產業的薪水，我們直接來看 2019上市公司員工年薪平均中位數前10名 ，簡而言之，電資產業佔了10名中8名，其薪資中位數約在160~240萬之間。當然這樣的薪水統計，包含了很多非頂大電資畢業生，甚至作業員都可能含了進去，但大約可當作一個參考值，概估頂大電資畢業生的普通薪資水準。若是能力優異在電資產業，我自己同學都有年薪千萬的。若

許多人都想學程式，這是一個時代趨勢，但該從哪裡學?第一個目標訂在哪裡?一般人並不是太有概念。 這樣的人有許多不同的背景，也有不同的動機，我比較常遇到的是以下幾種 大學非資工系學生，想開發新技能 社會新鮮人，期待未來可以轉職 心中有一個Project，想要靠寫程式來達成的人。譬如很多人就想打造自己的股票分析程式 純粹探索興趣 有些人已經有明確的目標，更多人是探索性質的，沒有非達到不可的目標。若有極明確目標的，建議就直接朝著目標去，譬如網路上就有專教打造股票分析程式的課程。如果是探索的人，大致上是想搞清楚以下幾個問題 我適合寫程式嗎? 我要投入多少時間成本才有所成? 我該學哪種程式好?網頁、App、遊戲? 寫程式的出路好嗎? 先回答第4個問題，寫程式的出路很好，以台灣來說，普遍認為電、資、醫、牙是最好的出路，工作機會跟待遇都相對高。如果寫程式的出路算不好的話，台灣八成以上的工作都算不好了。第2跟第3個問題跟第1個高度相關，所以我們來看第1題就可以了。 學APCS是一個不錯的進入點，拿來探索自己適不適合寫程式 先定義一下"學APCS"是什麼意思，"寫程式"又是什麼意思。 寫程式是一個廣泛的領域，寫一個網頁是寫程式、寫一個App是寫程式、寫一個商業後台是寫程式、寫一個遊戲是寫程式...有太多不同 應用領域 ，而大部分的程式設計師都只專精少數應用領域。 但寫程式有共通點，就是需要 高度的邏輯力，並了解電腦運作的概念 。因此先學習程式共通邏輯，後續再鑽研感興趣的應用領域是合理的，大部分大學資工系也是這樣安排課程。 學APCS其實就是學習用程式解數學 ，也就是學習程式的共通邏輯。這樣的數學不是三角函數、線性代數那種純數學，而是偏應用性質。譬如給定地圖上的一些座標點，要求走過所有點的最短路徑；譬如給定一場棒球比賽的攻守紀錄，要求算出得分等等。這樣的題目型態，在許多的刷題網站都有，國內較有名如 ZeroJudge 。許多大公司如Google、Facebook等，招募工程師時會考程式，應徵者也會先練刷題，國外較著名的刷題網站如 LeetCode 。而各種的程式設計比賽、程式檢定，多是比用程式解數學的題型，而非比誰寫的網頁比較好看、誰寫的遊戲比較好玩。 用程式解數學 的形式，單獨存在的作用不大，必須要跟領域應用譬如網站、App結合，才能處理真實生活

最近女兒拿了一張補習班的傳單回來，是所謂的"國一先修班"，也就是小學升國中的那個暑假，先去補習班學國一的課程。不免俗的，這類的傳單都會寫著"贏在起跑點"。 經常關心教育的家長們都會聯想到這句話: "贏在起跑點，輸在終點線" 簡單舉個例，如果普通人跟馬拉松選手比賽，要從台北到高雄，就算普通人先偷跑100公尺，贏的那個還是贏，輸的那個還是輸，對結果沒有影響。 有些人會辯駁:「不先偷跑也沒辦法啊，至少提早努力，還是可以少輸一點啊」。但是，如果無法扭轉勝負，少輸一點的意義在哪?努力當然要努力，但只有事先起跑這一個選項嗎? 如果是我，一定先做個短期打工，賺個一千多塊，然後買高鐵票坐去高雄。 或者，我根本不跟馬拉松選手比，而是去參加游泳比賽。 譬喻歸譬喻，我們用真實的人生來看這件事。我在念碩士班跟博士班的時候，雖然是不同的指導教授，不約而同的都跟我講了類似的話:「我以前的同學， 成績最好的當了教授，成績最差的當了老闆 」。 當教授那樣的人格特質，就是踏踏實實的馬拉松選手，就著清晰的道路，持續不懈的往前跑。 當老闆那樣的人格特質，靈活不設限，能夠跳脫框架思考，跑步贏不了就去打工買票，陸上的贏不了就去玩水上的。 兩種都是人生的贏家，都很不錯，重點在於選對適合自己的跑道。 "贏在起跑點不一定會贏，但是選錯跑道一定會輸" 我自己是不會讓我女兒去補先修班的，先修班也就是把課本提前兩個月學過，到學校再重複一遍而已，以漫長的人生來說，一點點的課本範圍重複學兩遍，這好處實在微乎其微，不如讓孩子拓展學習領域，嘗試不同的跑道。 比較好的安排，是對他們未來升學跟人生都有幫助，但不是重複學習。 我給孩子的安排，是在暑假時，固定運動，並參加英文營、作文營、學程式。學英文是沒有範圍的，與其相同的課本內容背兩遍，不如參加營隊做一些生活應用。作文也同樣是沒有範圍的，多閱讀、多撰寫，練習思考跟表達，對升學跟人生都有幫助。 學程式跟升學的關係有三個面向，一是訓練數理邏輯上的精確性；二是 APCS檢定 在申請大學時列入評分採計；三是做一個好的Project，在甄試時相當占優勢。這方面的好處，我在 APCS程式檢定的本質是什麼 這篇文章裡面有比較詳細的說明。 學程式就是學習運算邏輯，首先

這個時代的升學方式，跟以前的聯考有很大的不同。以前只有拚學科一條路，滿分最多600分，所以分分計較，多寫幾張練習題，多得一分，就可以比別人上更好的志願。但現在升大學最主流的"個人申請"，第一階段學測滿分最多60級分，同分者非常多，即使是過了第一階段的學測門檻，也有70%的機會在第二階段甄試被刷掉。也就是說 學科考高分不再是進好校系的保證 所以，到底怎麼樣才能進到理想中的校系，學生們該做什麼樣的策略布局呢?從大局來看，大學招生名額跟考試順序大約是這樣的 10%名額給繁星推薦、特殊選材 70%名額給個人申請 20%名額給指考分發 第一種方式，適合校排名維持在2%左右的高中生，或真的有超級才能的稀有學生，譬如獲得國際奧林匹亞獎牌。第三種方式，是前兩種都沒錄取到理想校系的最後手段。而在這篇文章裡面，我會著重在名額最多的 個人申請 。 108課綱的精神在於"適性揚才"，要是理組的學生一律比物理、化學，文組的同學一律比歷史、地理，就顯得呆版不符時代了。個人申請的作法就是，第一階段學測比一個門檻就好，第二階段再透過甄試，錄取真正適合該校系的人才。 舉例來說，台大資工108年的錄取標準是，(英文+自然)共27級分，數學15級分，過第一階段學測門檻的人，再走第二階段甄試淘汰掉約7成的人。總成績裡面，學測佔20%，甄試佔80%，也就是說，就算學測滿分，也有很高的機率沒辦法上榜，甄試的成績很大比例的決定了勝敗。 各校系的甄試標準不一，但簡單來說，都是同一個思維     教授:"為什麼應該錄取你來讀我們科系?"     學生:"因為我對這個科系有興趣。"     教授:"既然你說有興趣，那你有什麼成果嗎?"     學生:"......" 是啊，每一個申請這個校系的學生都有興趣啊，憑什麼錄取你? 所以要考上好的大學，必須在中學的時候，就已經探索出自己的興趣，並累積出成果。如果沒有特別的興趣的話， 我建議往資工、資管方面 準備，接下來我就以國立資工、資管系為目標，規劃大戰略。簡單來說 八分準備學科、兩分準備興趣專長 學科還是優先的，畢竟第一階學測門檻過不了，也沒資格去甄試。而兩分興趣專長，就是 學習寫程式 ，讓你在甄

APCS(Advanced Placement Computer Science)是由教育部舉辦的一項程式能力檢定，主要用來檢定高中生的程式能力，作為申請大學入學的重要參考，官方資訊可以參考 這裡 。 若高中生有志申請大學資工、資管科系，APCS成績相當重要，大多數資工、資管科系有獨立的APCS組。以109年度的臺北大學資工系為例，APCS組相較於一般組，在學測上的要求少了九級分! 而即使是其他科系，APCS的成績能用來證明學生的程式能力，不管在任何科系的甄試方面，都是很大的加分，簡單的來說，可以把APCS視為「程式界的全民英檢」。關於APCS的評分及入學規定， 這篇 寫得相當清楚了，我在此不贅述。我要探討的是，APCS的本質到底是什麼? 我有個做教育的朋友說:「我不喜歡APCS，它的題目太刁鑽了，只是逼高中生去補習而已，又是一個填鴨式教育。」 我本身是交大資工博士候選人，並在資訊業界打滾了十幾年。APCS實作滿分是五級分，我敢斷言若是全台灣資工系的畢業生來考，差不多平均落在三級分左右。但高中生如果要錄取台清交資工APCS組，至少要考到四級分。 所以高中生要考的比大學生還高，才有辦法入學?是不是什麼地方搞錯了 是有一個地方搞錯了，許多資工系畢業的學生，根本不會寫程式就混畢業了。 他們一開始就不應該去念資工系 。 108課綱的精神是適性發展，猴子就應該去爬樹、魚就應該在水裡游，逼著魚去爬樹本來就徒勞無功。APCS不應該人人去考，應該要對程式有興趣，未來希望寫程式改變世界的人去考。APCS的考題安排很有鑑別度。如果一般有邏輯的高中生，認真學的話要實作三級分不是太難，有天分的可以到四級分。五級分(滿分)真的很難，過往紀錄只有約1%的人考到，很可能裡面多半是老師、或者資訊奧林匹亞的國手。 我並不會鼓勵學生把時間拿來拚滿級分，我認為三級分的程度，就足以寫一些有用的程式了。當學到APCS三級分的程度，就應該用心觀察生活周遭有什麼問題，自己做一個project來解決，”學”的目的是為了”用”，不是為了測驗。而我讚揚108課綱的地方在於，如果你能用的好，就能拿它來入學。 當其他同學的自傳寫著:"疫情期間當志工發放口罩"，你寫的是:"開發口罩地圖app，並獲萬人使用"，誰會被大學教授錄取?! 開發口罩地

有些朋友問我，學APCS除了升學以外，對未來就業之類的有用嗎? 我的觀點是 學APCS有用，只學APCS沒用 會發出這種疑問的，多半對APCS的題型有相當了解了，因為APCS要考滿級分真的很難，對於演算法要有相當深刻的理解，而這樣的熟練度，大多數的電腦工程師在他的職業生涯都用不到。 大部分的工程師不需要把Dynamic Programming、Greedy Algorithm玩得很熟練，能夠在30min之內解一題；只需要在程式效能不足時，知道有這個概念，然後去翻翻書，花個幾天去解它都沒關係。甚至大部分工程師，只要有能力寫一些”膠水”，把幾個現成的元件”黏”起來就好了，高深的演算法很多都有現成函式庫了，不太需要自己寫。 別誤會，我不是說這樣的工程師很遜。相反的，有能力用現成的元件，有效率的組成一個有用的系統，不要重複發明輪子，才是正確解決問題的方式。 所以學APCS對未來有用嗎?學到實作三級一定是用的到的，如果你有天分隨手考到實作五級當然很棒，但不是人人都有必要硬上五級，時間是世界上最貴的東西，應該花在更有意義的目的上面。 找到真實世界的問題，寫程式來解決，才是真正有用的能力 我 前面一篇文章 有提到，寫一個”口罩地圖App”就是很好的例子。若我要帶一組中學生來做這件事，大概有以下步驟 發掘問題 用戶訪談，確認需求 詳列規格書，把功能定義明確 小組分工，開發以下元件  使用政府開放的口罩資訊API  使用Google Map API  設計使用者介面  使用Web技術(JavaScript、CSS、HTML5)，將以上黏成一個系統  利用一些工具，把Web系統包成App  宣傳這個App，讓更多人知道來使用它  收集用戶回饋，持續改善  只學APCS的學生，辦不到這件事，不學APCS的學生，也辦不到這件事。 開發”口罩地圖App”是一個簡單的例子，但真實世界裡面，光是”發掘問題”都不簡單。舉例來說，譬如參加棒球社的同學，能不能開發一個系統，把球員的數據輸入進去，幫助教練排出最有效的棒次?譬如說家裡開餐廳的同學，能不能開發一個系統，安排桌椅跟行動路線，發揮最高的坪效?社區偶爾有陌生人闖入，能不能開發一個AI系統，辨識陌生人並發出警訊? 程式能力只是解決問題的一部分，其他我講的部分，學校的老師都沒有辦法教

個人申請已經成為高中生進入大學最重要的管道，大約7成的入學名額都來自於此，個人申請有個特色是，只能選六個志願校系，六個都沒中就是落榜。有人會說:「我就是興趣廣泛啊，不能選100個志願校系嗎?多元入學怎麼這麼不多元。」 有喔，可以在分科測驗填100個志願，不過一則分科只佔約2成的入學名額，二則個人申請先舉行，不幸沒有錄取的話還是可以考分科，一般的學生都不會放棄個人申請。 個人申請這麼小氣的只開放六個志願，背後的原因是要倡導「適性發展」，如果學生早點確定興趣科系的話，再依照學測成績來做預估，六個志願不會太難填。 問題就在於，九成的高中生都不知道自己的興趣科系是什麼? 沒有提早佈局而去走個人申請的話，非常吃虧。 在學測通過門檻的情況下，個人申請還是有7成的機率會落榜。 舉例來說，一個高中生一直都把時間花在念學科，要填志願時，想想對多媒體還算感興趣，就填了大眾傳播相關科系，兩手空空的去參加甄試；另一個高中生，已經累積製作了數十則youtube影片，並有數千名訂閱者。顯然的，後者被錄取的機會高太多了。 可是如果真的不知道興趣在哪裡的話，該往哪個科系去佈局呢? 我會推薦資工、資管科系 主要有以下幾個原因 資工、資管是一個相對好念的科系: 一般大學裡面，理學院學的東西比較抽象，通常是最多人念不下去、被退學的科系；電機系的三電一工也是一堵高牆。相較資工學的東西，通常有一定邏輯就能理解，比較不抽象而且應用性高。從另一個面向看，物理系念的東西，是在想辦法理解上帝的發明，而資工系是在理解人類的發明，後者當然好懂很多。 資工 、資管 是最好找工作的科系之一: 資訊業界有相當多非本科系的人，由於他們的本科系畢業之後不易找工作，自學轉職成電腦工程師，可見電腦領域的人力是供不應求的，本科系畢業的當然極為吃香。電腦相關的工作很多而且很廣，從不太寫程式的MIS(資訊管理)、需要大量溝通的PM(產品或專案經理)、專門寫程式的programmer、軟硬整合的Maker等等，資工畢業的人即使各人強弱項不同，都還是能在資訊產業找到適合的工作，是學有所用比例很高的科系。 一台電腦發大財: Google、Microsoft、Apple、Facebook這些科技巨頭的創辦人有什麼共通的特色?他們都是電腦科系的中輟生，書唸到一半發現更有價值的事就離開學校了。寫軟體有個特色，只