小學生學習電腦程序之研究

　　題記：如何開展電腦程序教學，一直是中小學計算機教育的難題。為解決這一難題，很多信息技術教育專家開發出了許多工具，比如Logo、易語言等。《小學生學習電腦程序之研究——以 Stagecast Creator創作游戲為例》一文，通過Stagecast Creator這一工具，對電腦程序教學進行了探索，以便供中小學電腦程序教學的教師借鑒和參考。
　　
　　● 研究動機與目的
　　
　　在臺灣的信息技術教育課程中，程序設計的學習課程是從七年級開始，從認識程序語言、了解其功能與應用，到中學階段了解結構化程序設計邏輯概念、檢測程序錯誤的方法以及出錯的工具等。然而，在美國k-12的電腦科學課程中，k-8階段是電腦科學的基礎，學生要學習電腦科學的基本概念，以及學習簡單的演算思考想法，學生通過條件句或循環的描述，學習解決有關演算的問題。被稱為教育信息化奠基人的Papert教授認為學生可以學習電腦程序，他于20世紀60年代發展出來的一種程序語言Logo，目的就在于提供一種簡易且功能強大的電腦程序語言，以幫助兒童跨出學習撰寫程序的第一步。他認為學習程序將可使兒童的思考方式更有條理，并提升邏輯判斷能力。學生學習電腦程序語言，可以增進學生對數學的了解，使學生從較低的認知層次進步到較高的認知層次，在Logo的學習環境，可以幫助學生展現他們的認知發展過程。
　　一般人都把程序設計看作相當困難的工作，雖然他們接受過正式的培訓，但仍對“程序設計”充滿畏懼。一般而言，人們第一次學程序，他們的第一個“程序環境”通常是“電腦語言”，而學習程序的主要方法是先學習程序語言的詞匯、語句格式和指令，接下來學習“演算思考”，以及如何描述被執行的步驟或算法。然而，事實上這種方法對初學者是困難的，而Stagecast Creator (以下簡稱SC)是一個讓使用者單純去學習推理思考的程序語言，學生可以專心在算法、行為以及執行所設計的游戲或模擬的情境。因此，有許多教育者提出用SC來教授k-8的學生電腦科學的基礎概念及演算思考的技能。由于學習SC不需花費時間在如何寫程序，故SC程序語言的學習對年輕的程序設計者而言是容易上手的。此外，有學者提出以數字游戲融入教學應用作為解決問題的方法，因為他們認為游戲具備的娛樂效果與身歷其境的特性，能夠刺激學生的學習動機。在國外的相關研究中發現，小學學生已有操作游戲設計軟件的能力，這樣的學習對學習者亦有許多幫助。因此，如何應用數字游戲于教學，結合電腦科學的學習，不僅能學習電腦程序語言，也能應用所學創作出游戲。換言之，利用游戲的特性刺激學習者的學習動機，以便學習者能持續地進行學習，最終達到預期的學習目標。基于以上的文獻及動機，本研究以小學六年級學生為研究對象，通過一學期的SC教學，探討學生學習SC的學習成效及用SC創作游戲的感受經驗。
　　
　　 ● 研究方法
　　
　　 1.研究對象與研究設計
　　本研究以小學六年級16位學生（女生7位，男生9位）為研究對象，受試者雖然沒有游戲制作的經驗，但具有基本的電腦技能，其中14位(87.5％)學生曾學過Flash。受試者被安排為期16周（每周80分鐘）的SC課程。為了解每位學習者在參與本課程前使用S C的自信心，在課程開始前進行“電腦自我效能調查”，并經過教學范例、同伴學習、游戲創作與觀摩、評價等教學環節，在進行教學范例課程及游戲制作后，再進行“Stagecast Creator操作自我量表”；最后，在游戲制作結束后進行訪談及問卷調查，以便了解學生學習SC的成效及游戲創作的感受與經驗。
　　2.研究工具
　　Stagecast Creator 是一套程序編輯工具，通過友好的圖形化使用者界面，學生可以“模擬電腦游戲”。只要通過簡單的鼠標操作即可達成“示范式程序設計”和“可視化前后規則”的概念，讓影片中的角色產生互動而且可以在模擬環境中互動，如下圖所示。
　　使用者也可以“創造一個規則”，然后選擇角色安排在程序中。規則制作窗口就會顯現目前的角色的狀態。換言之，使用者可以不寫任何一行程序，只要通過鼠標的操作，使用者就可以容易地建立角色、設定屬性、制訂行為準則，并且驗證所設定的規則。
　　
　　大部分的程序語言仍依賴語法，因此特定規則的記憶可能會遠超過高層次概念遷移的重要性。而SC是使用視覺畫
　　的界面，故不需要語法的暗示，主張程序可以激發兒童，用不同的方法讓兒童對電腦科學的學習感到興趣。SC程序可以引導高層次概念而不是聚焦于非必要的語法和定義。通過SC的學習，兒童可以將他們的想法具體化，他們可以憑借操弄實體探索正式的數學。因此，SC是一個容易使用，容易學習對象導向的程序環境，可以讓使用者制作他們自己完全可視化的互動模擬。
　　學者Rosas指出，運用數字游戲促進學習是很有意義的，而且這樣的學習方式是學習者所喜愛的。以數字游戲作為教學工具，對學習者的學習成效、認知能力發展、學習動機、學習專注力等帶來了正面影響。從以上文獻可知，SC是一個適合指導學生學習電腦科學的媒介，本研究通過游戲創作的方式融入電腦科學知識，引導通過實際的練習與制作，以便學生學習建立屬于他們的互動故事、游戲或模擬。
　　
　　 ● 研究發現
　　
　　1.學習者的電腦自我效能
　　電子游戲制作本身即為電腦的操作，因此為了了解每位學習者是否具備學習SC電腦技能，研究者在課程開始之初就使用SC“電腦自我效能表”進行問卷的調查，其調查和分析結果如表1所示。
　　由表1描述性統計的分析可知，所有受試者的平均分為4.97，介于4 分（有一點信心）至5分（有信心）之間，就平均值而言，學習者認為自己有信心用SC完成指定的練習與游戲設計之操作能力。
　　進一步訪問學生，對于一開始接觸SC軟件以及后來有什么感覺？學生的回應整理如下