第二章 文獻探討
第三節 程式設計課程
依據九年一貫課程綱要，國小階段不須安排程式設計課程。但 Papert(1980) 在 Mindstorm 書中提出，讓兒童學習程式語言可以可以發展邏輯思考、批判思考 與學習如何學習的能力(引自楊書銘、 賴阿福、蔡俊明，2008 )。早期國小電腦 程式設計課程，幾乎是以 LOGO 程式為教學的素材，且國內外皆有學多的學者 在研究，研究結果接顯示學童學習程式設計可以帶來正面的助益。許宏彰(2005) 針對兒童學習 Logo 程式設計的學習態度研究中，建議可在國小的資訊課程中加 入 Logo 程式語言課程，多給學童解決問題的情境與機會，多培養學童分析及觀 察的能力。但研究者在探討文獻時發現，Logo 程式的研究都集中在 2006 年之前，
如下表 2，而 2006 年之後相關的研究幾乎消失了。
表 2
Logo 程式相關研究
研究者 年分 研究主題
張富強 1992 Logo 環境中學習幾何之研究
徐龍政 1995 Logo 作為國小資訊課程初學者語言之適用性研究 林裕雲 2002 實施電腦 LOGO 程式設計教學對台灣國小學生解題能
力之影響
仇永善 2005 國小六年級學生在 Logo 環境中學習多邊形概念之研究 黃文聖 2001 國小學童在 Logo 學習環境中數學學習與解題之研究
吳惠娟 2005 電腦程式 Logo 環境在四邊形補救教學成效─國小四年 級數學低成就學童之個案研究
許宏彰 2005 國小學童 LOGO 語言程式設計思維歷程之研究
黃佩芬 2005 以 LOGO 程式語言探討國小聽障兒童平面幾何解題歷 程的改變
李畇龍 2006 引導合作學習對於國小學童學習 Logo 程式設計之影響 資料來源：研究者自行整理
蔡孟憲(2010)指出 Logo 程式語言畫面過於單調，所以在進行設計時候，學童 需要記憶相關英文指令，造成困擾，而且程式除錯不易。相較於 Logo 程式，由 麻省理工學院所發展的 Scratch 程式不但兼具 Logo 程式語言視覺化特性，其設 計的畫面生動，可配合聲音的插入、角色外觀的特效，最重要的是以程式積木代 替複雜的英文程式指令，對學生不會造成太多的學習負擔，減少指令背錯、打錯 的情形，因此，在 2007 年後，針對 Scratch 教學的研究舉日倍增，研究結果也對 Scratch 納入國小階段資訊課程持正面態度。研究者針對國內 Scratch 相關研究整 理如下表
表 3
Scratch 程式相關研究
研究者 年分 研究主題
楊書銘 2007 Scratch 程式設計對六年級學童邏輯推理能力、問題解決能力 及創造力的影響
蘇育生 2009 在問題導向程式教學探討電腦支援註記的角色:以 Scratch 程式 課程之案例研究
蔡孟憲 2009 Scratch 程式設計對國小五年級學生幾何概念及邏輯推理能力 的影響
何秀美 2009 創造思考技法融入國小 Scratch 程式設計教學之研究
蕭信輝 2009 Scratch 程式設計對國小五年級學童科學過程技能、問題解決 能力及後設認知之影響
楊建民 2009 探究式教學法與講述式教學法在國小 Scratch 程式教學學習成 效之研究
賴明宏 2009 Scratch 程式對國小五年級學童邏輯推理能力與科學問題解決 能力影響之研究
李長駿 2009 一套註記工具支援教學策略來改善學童學習程式語言之學習 成效
林盈芳 2010
國小電腦課與表演藝術之協同教學：以 Scratch 程式設計與聲 音表演藝術之結合為例
郭士豪 2010 同儕教學法對國小學生學習 Scratch 程式設計之影響 王曉璿
陳文鴻 邱宜箴
2010 運用概念圖輔助國小學童主題式程式設計課成效益探究
張俊傑 2011 Scratch 程式語言教材設計與發展-以國一數學直角座標及直線 方程式為例
曾聖鴻 2011 圖像式思考策略教學應用於國小學生 Scratch 程式設計之研究
陳經燁 2011 國小學童親子共學 Scratch 程式設計之個案研究
吳婉珍 2012 應用 Scratch 程式設計對提升國中學習障礙學生直線方程式之 成效研究
吳文琦 2012 問題解決教學策略對國小學童 Scratch 程式設計學習成就、態 度與問題解決歷程之影響
何胤廷 2012 引導式學習應用於 Scratch 程式設計教學之成效分析
李俊霖 2012 運用程式模組輔助國小學童 Scratch 程式設計之研究
徐曉彤 2013 Scratch 協作專題導向式學習之學習態度與學習成效之研究
資料來源：研究者自行整理
根據文獻探討資料顯示，其實在國內程式設計課程研究約在 1985 年時，就 有徐龍政老師在國立臺東師院附屬國民小學針對五、六年級教授 Logo 程式。
在這之後相關針對的 Logo 研究一直到 2006 年都有發現。在 2007 年後由楊書 銘老師針對六年級教授 Scratch 程式，截至今日為止，Scratch 仍是當前程式設計 課程的主流。國內程式設計課程的演進情形如下圖所示：
圖 6
國小程式設計課程軟體演進圖
國內針對 Scratch 的相關研究中，研究者發現研究的目的由早期 Scratch 輔 助領域學期演變成學習 Scratch 課程在態度、創新、問題解決能力的研究，到近 期都是針對 Scratch 程式設計課程之教學方法上的研究，這是一個蠻令人開心的 結果，代表已經有越來越多的教師開始教授程式設計課程。
研究者以關鍵字(國小+程式設計)在 Google 網站搜尋後，發現在 1,060,000 項 結果裡面，前 40 筆最多人瀏覽資料裡面，Scratch 程式就佔了 38 筆，可見當前 的國小程式設計課程裡，Scratch 程式已經是個最受國小老師歡迎的軟體了。
貳、 程式設計課程的教學
一、 Scratch 程式語言
Sctatch 是一套視覺編譯環境的程式設計軟體，它適合的年齡層從八到十六 歲，可以用來設計個人的、有意義的專案如動畫故事與遊戲(Maloney, J., Resnick, M., Rusk, N., Silverman, B., and Eastmond, E., 2010) 。在 Scratch 上寫程式是透過 積木堆疊組合而成。 Scratch 將所有的程式語言，設計成不同類型的積木，若無 法堆疊時代表程式不相容，無法執行。簡易的滑鼠拖拉，經過組裝後，就可以產 生動作或效果，學童可以輕易的完成一隻程式。遊戲介面如下圖 7：
圖 7
Scratch 操作介面介紹圖
Scratch 將複雜的程式碼，都變成的積木，不需記憶背誦，輸入任何的程式 指令，也不用擔心打錯程式碼，學童們可以很輕鬆的上手，因為， Scratch 是程 式語言中最容易入門，適合國小學童學習程式設計的程式語言(楊書銘，2008)。
二、 Scratch 操作的方式
Scratch 的操作方式十分簡單，只要先選定好角色後，將想到的指令區內指 令積木拖拉到程式腳本區，而在舞台區的角色就會依據設定的指令進行動作。如 圖 8 為第一堂課示範的程式。
圖 8
認識小貓咪紹使用的程式
由上圖可以知，學童只要透過拖拉指令積木到程式腳本區，可以直接執行判 斷程式是否出錯。根本不需要去記憶指令，只需要有概念即可。
Scratch 指提供「動作」、「外觀」、「聲音」、「畫筆」、「控制」、「偵測」、「運 算」、「變數」等 8 大類別共 100 多個積木指令。說明如下，圖示指令見圖 9。
(一)動作：控制角色的位置、方向、旋轉、及移動。
(二)外觀：控制角色的造型及特效，並有文字框顯示。
(三)聲音：控制聲音的播放、音量控制、設定樂器、彈奏音符。
(四)畫筆：執行畫筆繪圖功能，可設定畫筆顏色、及畫筆大小。
(五)控制：設定當某事件發生時執行程式、及程式流程控制，含循序結構、
重複結構、選擇結構。
(六)偵測：碰撞判斷、取得滑鼠資訊、及取得與物件的距離。
(七)運算：含算術運算、邏輯運算、取得亂數、及字串運算。
(八)變數：產生變數來儲存程式執行時之資訊。
圖 9
Scratch 基本指令圖
除了上述八種類型的指令可以完成程式設計的需求外，Scratch 本身還有內 建各種類性的圖片素材與音效素材可直接選用，同時也提供了繪圖編輯器方便社 記者自己描繪背景與角色，想要製作出一隻自己設計的小遊戲程式，其實是非常 簡單的事情。
參、 Scratch 程式設計課程的內容
研究者利用 Google 搜尋引擎，搜尋相關 Scratch 課程教學網站，以臺灣地 區相關 Scratch 教學網站的內容，做為教學課程設計之參考。
資料參考來源：
一、澎湖人自由軟體交流網
http://www.phcno1.net/
二、臺北市民生國小楊書銘老師 scratch 學習分享網站
http://myhome.msps.tp.edu.tw/myhome/00132/scratch/
三、宜蘭縣中小學 Scratch 競賽官方網站
http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/5026
四、維珉老師的 Scratch 課程
http://learn.bles.tp.edu.tw/moodle/course/view.php?id=166
五、Scratch 小貓咪 MIT 交流網http://ha.shsps.kh.edu.tw/scratch/
研究者瀏覽相關 Scratch 教學網站與競賽網站相關作品，觀察到 Scratch 的 程式設計課程內容，主要分為兩大部分，一者為遊戲設計，一者為動畫設計。在 課程設計上的單元設計分述如下：
(一)遊戲設計類
遊戲設計的課程是最多的，發現有電流急急棒、鬼抓人、接球、射擊、打磚 塊、算數測驗、AirHocky、迷宮等類型。
(二)動畫設計類
在動畫設計部分主題就比較多樣，有短片、賀卡、MTV、介紹簡報等類型，
在宜蘭縣中小學 Scratch 競賽官方網站裏可以發現學生結合時事，設計相關 動畫短片如反霸凌、交通安全等題材，設計十分有創意。
經過相關課程的分析，研究者在基礎課程的部分想直接以遊戲設計為主題切 入課程教學。畢竟，現在的學童上電腦課時，最喜歡的事情就是玩遊戲，透過自 己設計遊戲的誘因下，將學生引入程式設計的這一門領域中。