兒童程式設計

第二章 文獻探討

本章主要針對本研究相關文獻做收集、整理、比較與分析。本章共分為四節，

第一節探討兒童程式設計；第二節介紹 Scratch 程式語言；第三節討論圖形組體教學 策略；第四節探討問題解決能力。

第一節 兒童程式設計

本節探討資訊課程現況、兒童程式設計之輔助性價值、兒童學習程式設計之困 難點與因應之道與兒童程式設計之相關文獻，以了解兒童程式設計的必要性。

一、資訊課程現況

民國 100 學年度九年一貫國中小學新課程綱要中的基本理念開宗明義寫道：傳 統的讀、寫、算基本素養已不足以因應資訊社會的需求，具備資訊科技的能力儼然 成為現代國民應具備的第四種基本素養，在課程的設計上需強調如何使用資訊科技 工具以有效的解決問題，並進一步養成學生運用邏輯思維的習慣(教育部，2008a)。

Reichert (2001)指出雖然應用軟體學習也是資訊科技學習的一環，但程式設計的 學習可以讓學生清楚了解電腦運作的原理，應將程式設計視為學生的基本能力之 一，Prensky (2008)也指出程式設計將成為未來的關鍵能力之一。然而，目前國內的 資訊教育教學大部分著重於應用軟體的使用教學。依據台灣微軟的調查結果顯示，

國小電腦課程最常授課的內容為：文書處理，網際網路操作，中英文輸入(臺灣微軟，

2004)。依據國立師範大學問卷調查研究顯示：國小電腦課上課內容以應用軟體居 多，如文書處理軟體、網路與郵件應用、作業系統操作、簡報製作及中文打字等(劉 紹勝，2008)。目前國小資訊課程的授課內容偏向以一般應用軟體的教學為主(蔡依

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根據許多中外學者研究(Papert,1980；Shafto,1986； Mayer & Fay,1987；賴健二，

2002；許秀影，2007)指出，學童學習程式設計後對學童有正面的影響。Papert (1980) 認為學習程式將可使兒童之思考方式更有條理，並可養成兒童主動和自我導向的習 慣。Shafto (1986)表示學習程式設計有助於學童學習科學及數學。Mayer 及 Fay (1987) 指出學習程式可以減少認知上的迷思概念，並增強空間能力。賴健二(2002)也指出， (Resnick, Maloney, Monroy-Hernandez, Rusk, Eastmond, Brennan & Millner, 2000)，導 致學習成效不佳或對程式語言產生畏懼感；對兒童而言更需注意這些困難點，將這 些學習障礙盡量減低，進而挑選適合兒童學習的程式語言，對兒童學習程式才能有 事半功倍的效果。

傳統程式語言注重語法，導致初學者對於需要了解程式語法覺得是有困難的 (Resnick et al , 2009)。Du Boulay(1989) 指出初學者對於學習程式語言使用的語法及

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Kelleher 與 Pausch(2005)在「降低程式設計的障礙」一文中詳細分析了各種適合 程式設計新手的程式設計工具。研究者根據文中提及適合兒童的程式設計工具及配 合國內的學者的相關的研究文獻，整理了三種常用的兒童程式設計工具。

(一) LOGO

LOGO 是 Papert 在 1960 年代以建構主義的教育理念所開發而成，其目的是為了 讓兒童接觸數學、音樂、科學及藝術等設計主題。兒童可藉由指揮烏龜的各種動作 來畫出圖案，寫音樂程式，及翻譯語言等。1980 年 Papert 出版了「Mindstorms: Children, Computers, And Powerful Ideas」( 1980) 這本書，帶動了教師開始關注 LOGO 能帶給

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兒童的智力及創造力的無限潛力。而各種版本的 LOGO 也應運而生，例如:Logo for MSX ，Atari Logo，Commodore Logo，LCSI's Apple Logo，MicroWorlds logo，PCLogo，

StarLogo，UCBLogo 及 MSWLogo。

(二) Alice

Scratch 是由美國麻省理工學院多媒體實驗室針對兒童所開發的程式設計自由軟 體，其目的在幫助八歲以上的兒童學習數學以及計算觀念，增加創意思考、有系統 的邏輯推理和合作學習("Scratch website," 2010)。Scratch 的特色是以視覺化積木組合 的方式讓兒童撰寫程式，Gans( 2010)認為使用程式積木減少了學童傳統程式語言抽 象的語法及語意的負擔，使兒童可以輕易的創造出互動性的故事、動畫及遊戲等作 品。

Chitsaz( 2011)指出 Scratch 去除了語言、語法及符號的障礙能使學生專注於程式 問題的解決，並使複雜的流程控制更自然(Parsons & Haden, 2007)。目前國內學者大 部分採用 Scratch 為研究工具是因為 Scratch 具備了針對兒童設計的卡通化視覺介 面，拖放積木組合式的簡單操作環境以及完全中文化的顯示環境，這些特色能大大 減低兒童使用程式工具軟體的障礙(楊書銘，2008；張文奇，2009；王麒富，2009；

王國川，2009；蔡孟憲，2010；蕭信輝，2010)。

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