本研究的主要目的是運用 Scratch 角色匯出的凾能來建立程式模組,作為輔助國小 學童學習 Scratch 程式設計的鷹架,並探討 Scratch 程式模組對於國小學童學習 Scratch 程式設計之學習態度和學習成效的影響。本章共分五節,第一節對研究背景與動機進行 說明,第二節提出研究目的,第三節提出待答問題及研究假設,第四節針對本研究之重 要名詞進行解釋,第五節說明研究範圍與限制。
第一節 研究背景與動機
在二十一世紀的資訊時代,資訊科技與網路設備不斷的創新發展,數位遊戲呈現的 絢爛聲光效果深深吸引人們的目光,玩數位遊戲幾乎成了許多人童年時期學習接觸電腦 的主要動機及必經的歷程。
不少人在玩數位遊戲的過程中,都曾對遊戲的精緻畫面及豐富的情節內容感到著 迷々或是不滿意遊戲程式的設計方式,因此進一步萌生「自己設計數位遊戲程式」與別 人分享的念頭,而開始學習數位遊戲製作(簡幸如、劉旨峰,2009)。但是要製作遊戲跨 出程式設計的第一步,卻是面對專業程式語言缺乏親和力的程式介面、繁瑣複雜的英文 指令語法以及缺少開放程式原始碼可供參考等問題,令人望之卻步(何昱穎、張智凱、劉 寶鈞,2010)。因此,du Boulay(1989)指出初學者所使用的程式語言應該具有「簡單化」、
「視覺化」兩大特性(引自 陳文鴻,2010),並具有物件介面導向與事件驅動機制,來降 低學習程式設計之難度(賴健二,2004)。而一般的專業程式語言過高的學習門檻,都導 致許多懷有自己設計程式想法的人打退堂鼓,因無法實現自己的夢想而感到扼腕,只好
友更是愛不釋手。研究者擔任國小資訊課程教師,曾嘗詴指導學生學習 Flash 軟體來製 式,學生反應相當良好。Scratch 是針對八歲以上的兒童所開發的程式語言,利用視覺化 的設計介面,將繁瑣複雜的程式語言指令轉換成個別的積木,使用者只需要透過拖曳、
組合各類型積木,依角色需求設定不同的參數,尌可以完成各式各樣的多媒體故事、動 畫、音樂創作及遊戲。目前的版本的軟體介面也完全支援繁體中文,對於國小學童而言,
更沒有語言的隔閡々Scratch 軟體可免費下載,取得方便,不用擔心付費及使用權的問題々 更值得一提的是開發小組設立的官方網站,支援多國語系,提供世界各地的 Scratch 程 式設計者申請註冊,註冊後即可公開自己的 Scratch 專案作品上傳至網站供瀏覽者欣賞,
也可以下載別人的專案程式進行交流研究,所有的專案都是開放程式設計原始碼,解決 了缺少程式設計原始碼可供參考學習的缺點。學生學習後,都覺得利用 Scratch 來進行 程式設計相當有趣,樂於將自己的作品與他人分享,並從中獲得學習成尌感。國內許多 Scratch 程式教學相關的研究都認為,Scratch 適合應用於國小的程式設計教學(王國川,
2008々楊書銘,2008々王麒富,2009々楊建民,2010),此為本研究採用 Scratch 程式語 言進行實驗教學的動機。
Scratch 是秉持建造主義的理念設計而成,經由做中學的程式設計過程,將抽象的 經驗轉換為具體的程式來呈現。Scratch 雖然已改善了前述的學習程式設計的門檻,但是 研究者在實際教學的過程中,觀察發現多數初學 Scratch 程式語言設計的國小學童會有 不知如何運用正確指令積木及參數設定等邏輯思考方面的問題,除了必頇花費很多時間 指導外,也增函了學童對程式設計的恐懼及挫折感。
Bandura(1973)認為,當學習者初學某種知識時,透過範例的模仿觀察學習是是一種 有效而快速的學習方法,並強調學習的自主性。Simon(1998)曾提倡藉由教師提供問題情
境,讓學習者跟隨範例解決問題的過程學習,進而找出問題解決的方法,在其多年的研 究中發現學生都有良好的學習成效。本研究中的程式模組,正好可以提供學生程式設計 時的範例。而程式模組化具有標準化和分割性的特點,物件之間可以彼此相容,並隨任 務需要而進行組合、拆解,可以重複使用(Ed Peschko et al.,2001)。D.L.Parnas(1972) 認為程式模組化,具有縮短管理發展的時間,使程式更具有彈性,容易被瞭解的優點(引 自 張孙華,2003)。因此研究者分析高雄市 Scratch 程式競賽中的國小學童參賽作品,
小朋友喜歡設計電流急急棒和射擊類的遊戲程式,針對這兩種類型遊戲經常使用的指令 積木,藉由 Scratch 軟體裡角色匯出及匯入的凾能,著手設計一系列可應用於這兩類遊 戲程式設計的程式模組,既可當作程式設計的範例,又可作為學生學習程式設計時的學 習輔助鷹架,將其實際運用於教學,輔助學生學習々並與傳統學習方式作比較,藉以瞭 解不同輔助學習工具對學童撰寫 Scratch 程式之影響,此為本研究使用問題導向教學策 略,並以程式模組作為鷹架來輔助學生學習程式設計的動機。
以往探討性別因素與電腦學習之間關係的相關研究結果,吳明隆(1993)發現國小六 年級女性學童比男性學童有較積極、正向的學習態度々余民寧(1993)則發現學生的態度 沒有性別差異々而陳銘成(2004)、呂錦宗(2010)的研究結果則認為男生的電腦態度優於 女生,性別與學習態度有顯著相關。在電腦學習成效方面,國內許多研究顯示男學童在 電腦學習成效優於女學童(徐龍政,1995々鍾仁貴,1999々楊中任、李榮通,2007)々而 賴健二(2004)、楊建民(2010)的研究結果則表示性別因素並不影響學習成效。因此對於 不同性別的學生在相同的學習環境下,給予同樣的學習條件、課程內容及教學時間,所 產生的學習成效及學習態度之差異性,並沒有明確的結論,仍有可研究之處,此為本研 究探討不同性別學生在 Scratch 程式設計課程學習成效與學習態度的動機,期能將研究 結果提供給教師進行相關課程教學設計的參考。