從臺灣推廣經驗省思Scratch的教育性

許惠美

Scratch在臺灣推廣的面向

Scratch在臺灣的推廣基本上是由各級學校通過正式與非正式課程使學生接觸到各類Scratch的編程活動與教學。2007年Scratch正式發行，臺灣中小學的推廣于次年展開，各縣市教育與網絡中心陸續舉辦Scratch教師研習工作坊與研討會活動。2009年起高雄縣、臺中縣、宜蘭縣等著手辦理Scratch競賽，之后陸續有臺北市與新北市等縣市加入，逐漸增加了Scratch在中小學信息教育上的能見度。在非正式課程上，如教育部門資訊志工團隊計劃補助本科生到偏鄉協助中小學信息教育以縮減城鄉數位落差，除了因特網的使用、文本處理、簡報制作等課題之外，Scratch動畫與游戲制作亦是相當受歡迎的內容。在大學本科的部分，有些學校將Scratch應用于程序設計課程的補救教學上，用以減少本科生撰寫程序的焦慮并提升學習興趣。

參與Scratch的經歷

我于2008年具體接觸Scratch編程軟件，參與宜蘭縣教網中心所舉辦的Scratch研習課程，在臺北市資深信息技術教師賴健二老師的帶領之下，開始認識接觸Scratch的操作與應用。由于之前有一些編程的背景，當時覺得Scratch是一個容易上手、深具多媒體內涵的游戲與動畫制作工具。之后亦在自己任教的大學中，教導非計算機專業學生使用Scratch，用以增加學生對程序設計概念的了解與編程的興趣，經過幾年的實踐、推廣與研究，才慢慢開始對于這個軟件的教育內涵產生深刻的體認。令人慶幸的是，在個人實踐的過程當中，遇到一群熱衷于Scratch教學的朋友，于2011年組織了一個S4A（Scratch for Arduino）教師社群，這個社群乃是研究如何應用Scratch連結外部傳感器，制作出具有教育意義的Scratch專案，目前結合的硬件包括Arduino、Scratch Sensor Board、LaunchPad、Kinect與LEGO WeDo，通過社群群體激蕩與相互協力，加深個人Scratch教學應用的深度與廣度。

Scratch的教育理論基礎

Scratch不僅僅是一個協助初學者入門的編程工具，它還是一個刻意營造的學習環境。就理論上來說，Scratch是建造主義的體現。建造主義一詞在臺灣教育科技界的能見度并不高，容易與建構主義混用。建造主義的重要倡議者為美國麻省理工學院Seymour Papert教授，它承襲建構主義的學習觀點，但是建造主義強調：在學習過程中，學生應該通過建造外在、可分享的人造物與知識建立個人關系，電腦可說是個思考工具，提供學生與知識對話的場域。不僅如此，建造主義亦富含社會建構主義的面向，認為人際間的互動是知識學習的重要歷程，Papert教授認為巴西的桑巴舞學校是兒童理想的學習模式，在桑巴舞學校中有經驗的舞者集結一群新進舞者，專家與新手一起進行目的性的學習，通過互動和模仿，建構個人對于知識的看法。

為了體現建造主義的內涵，Scratch開發專案的主導者Resnick教授對于建造主義的知識建構過程加以精煉與具體化，提出幼稚園學習取向（kindergarten approach to learning），用以說明創造力思考的流程，它是一套五步驟的循環回圈：想象—創造—游戲—分享—反思。學生首先想象他們要做的事物，依據他們的想法創建專案，操弄他們的創造物，之后將創造物與想法分享給其他人，最后反思他們的經驗，而這又提供下次循環的靈感與想法。對于Scratch軟件的開發者而言，Scratch不只是一個編程的工具，它提供學生一個心智活動的空間，鋪陳問題解決的情境，讓他們能夠盡情從事設計與創造活動。

Scratch所蘊含的教育理念，正符合目前教育改革的潮流，不管是專案本位教學、問題本位教學、合作學習、創造性思考以及系統性思考等概念，都能夠很容易地透過Scratch這個多媒體編程環境加以實踐。相對于建造主義想要制衡的以教師為中心的教學主義，Scratch的學習環境充分吸引學生的注意力，學生通過操弄與制作的方式與知識互動，教師在學習過程中扮演一個學習促進者的角色，協助學生進行知識探索。

臺灣的Scratch研究現況

從2009年起臺灣以Scratch為主題在期刊論文與碩士論文的發表量上逐漸增加，大致上可以分成兩大研究主題：一類是Scratch作為程序設計教學工具，另一類則是Scratch融入學科學習。就第一類主題來說，主要研究Scratch對于信息素養內涵的增進，包括對于邏輯思考、問題解決、后設認知、創造力等能力的影響，以及評估以不同教學方法進行Scratch程序教學的成效差異，應用的教學方法有同儕教學法、創造思考法與探究式教法等。第二類的研究主題則是著重Scratch融入學科學習，以專案制作的方式，為學生提供一個探索學科知識的場域，融入的學科包含自然領域、對外漢語教學、數學等。這兩類研究主題大多得到正向的研究成果，顯示了Scratch可以增進學生之信息素養，當融入學科教學時，能夠增進學生的學習成效，并且正向地提升學生的學習動機。

教學案例分享

Scratch軟件在教學應用上非常廣泛，以下就Scratch融入數學直角坐標教學與互動回饋系統兩個案例加以說明，借以說明臺灣中小學教師應用Scratch的方式。

案例一：直角坐標是初中數學的一個重要的單元，一般教學模式多偏向教師講解再配合學生的紙筆練習，學生常不易理解，并且對于教學內容缺乏活用，因此藉由Scratch編程軟件的導入，讓學生能夠實際應用坐標、象限與二元一次方程式等教學內容。在本案例中，數學教師與信息技術教師協同教學，以日本大地震所引發的海嘯作為問題情境（如圖1），要求學生能夠在海嘯進行時，快速地把居民安置到安全的地點，為了能夠符合情境并與教學內容連結，教師提示學生以下三個重點：①如何設計出海水移動的畫面？②如何設計居民的角色，并讓每位居民都隨機產生在第三象限的位置？③如何設計移動每一位居民到安全的區域？

案例二：游戲教學法經常應用于小學課堂中，然而游戲需要挑戰與競爭的元素，為了讓學生能夠參與其中，需要一套互動回饋的機制。由于Scratch簡易的編程特性，再加上可以很容易呼叫鼠標、鍵盤的輸入信息，透過鍵盤的改造制作搶答機，就能夠建置一套好用的回饋系統，再配合上教師的教學設計，讓課堂充滿游戲的樂趣（如圖2）。

Scratch官方所支援的外部傳感器為Scratch Sensor Board與LEGO WeDo，這兩項在臺灣的推廣并不多，主要是受限于硬件的取得渠道與價位，不過由于Scratch Sensor Board屬于開放硬件，若可以在本地制造，未來將具有極高的推廣潛力。目前臺灣S4A社群推廣較多的是Arduino與Kinect，這兩項外部傳感器與Scratch的連接算是相當穩定，但是一般課堂與教室的推廣有其困難，如Arduino的組件比較小，Kinect則需要較大的教室空間。為了能夠在中小學做大規模推廣，社群成員正嘗試利用價位較低的Texas Instruments MSP 430 LaunchPad進行開發，希望能夠提供一個一般中小學生能夠負擔得起的解決方案。

結語

近年來臺灣的教育改革一直希望能夠培養學生的關鍵能力，關注學生的問題解決、創造與合作學習的能力，其實Scratch的學習環境再加上教師的教學設計，就能夠符合這些需求。記得有一次在偏鄉進行小學營隊活動，教導電學的內容，當時制作了一個Scratch程序并利用Scratch Sensor Board與一群三、四年級的學生觀察物質的導電性，程序中的角色大小會隨著物質導電性強弱而有所變化，學生們非常興奮地尋找教室中可以找到的物質進行測試，在分類過程中建構導體與非導體的基模，能夠正確地預測物質的導電性。此時一位學生找到一把生銹的鐵尺，讓程序中的角色忽大忽小，這時所有人的心中都出現了問號，與他們之前建立的導體基模產生了沖突，他們開始互相討論：鐵生銹是否能導電？鐵銹是否均勻地分布于表面？角色為何忽大忽??？當下我深刻體認到教師期待的不是告訴學生正確答案，而是看到學生展現學習動機，有效地應用所學，作為主動的學習者，而Scratch正是讓這件事情發生的好工具。