Alice 程式設計

還牽扯到程式呈現的方式及相關輔助工具（如流程圖）的使用。教師應該要協助 學生學習及掌握除錯技巧，以增加學生的自信及學習動機。

綜上所述，學生在學習程式設計時，從各語言專屬的語法結構，到共通的問 題解決層面都有可能遭遇學習困難。教學者應透過學生所遭遇到的困難，分析理 解學生在知識上的誤解或缺失，並規劃合適的教學方法，以期培養學生在程式設 計能力的提升。

第二節 Alice 程式設計

一、Alice 程式語言與特色

Alice 為美國卡內基美隆大學所研發之 3D 程式設計環境，它讓使用者可以輕 鬆的創造和操控一個 3D 的虛擬世界，並用它來述說故事、製作互動式遊戲或是 動畫影片（http://www.alice.org/）。Brown（2009）認為，作為一個入門程式語言，

Alice 具有以下優勢：

1. 情境式設計環境：

在 Alice 中，每一個程式即為一個 3D 的虛擬世界，設計者透過編寫程式來操 控、改變這個世界中的事物。Alice 提供了豐富的物件及控制物件動作的方法 及函式，透過這些，程式設計者可以輕鬆的製作出逼真的 3D 世界。

2. 3D 動畫呈現：

當 Alice 程式執行時，虛擬世界便會依照程式碼產生動作和變化，並以動畫的 形式呈現執行結果。程式設計者可以立即清楚地從動畫觀察到程式的執行狀 況，同時可對應至編寫的程式碼。Ward（2009）認為透過動畫的輔助，可以 將部分抽象的程式概念轉化為實際可以觀察到的現象，有助於學生學習程式 設計概念、進行知識保留及享受程式設計的過程。

3. 拖放式程式設計環境：

Alice 使用視覺化程式設計環境（visual programming environment），將程式的

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各種指令、語法及結構，作成模組化的標籤，程式設計者僅需透過「拖曳－

放置標籤」即可編寫程式。透過這種程式編寫方式，學習者除了可以避免語 法錯誤（syntax error），更可以將心力集中於了解語意和解決問題的方法（Ko, 2004; Kelleher, Cosgrove, Culyba, Forlines, Pratt, & Pausch, 2002）。

這些優點使得學生在寫程式的過程中，發展出良好的程式設計技巧，如先行 規劃演算法在上機實作、願意嘗試及挑戰錯誤、編寫專用函式等（Cooper, Dann, &

Pausch, 2003）。

二、Alice 程式設計教學相關研究

很多初學者之所以無法順利解題，是由於他們在寫程式的過程中無法將所學 到的程式設計概念對應到所寫的程式碼（Dann, Cooper, & Pausch, 2000）。由於 Alice 讓學生可以看到程式執行的過程，學生得以將程式碼對應至實際執行的結 果，因此可以使學生更容易將發生的問題描述清楚、拆解題目及思考方法處理拆 解後的問題，進而發展出演算法式的思考模式，增進學生問題處理的能力（Cooper, Dann, & Pausch, 2000a）。而「編寫程式即為製作動畫」的這個特性，不僅降低學 生對於程式的排斥感，也增加學生學習的動機。Adams（2007）更發現，Alice 的 3D 動畫呈現使得學生在遭遇程式邏輯錯誤時，會覺得動畫中錯誤的演出看起來 很有趣或好笑，進而降低學生的挫折感。

在動畫製作上的高完成度，使得 Alice 可以將許多抽象的程式概念透過動畫，

以具體的形式呈現，因此相當適合作為教導程式設計概念的入門程式語言。

Zaccone、Cooper 與 Dann（2003）於大學一年級的資訊科學選修課程中，透過 Alice 來教導學生物件導向的程式設計概念，課程內容包含物件、物件方法、參數、

繼承及判斷條件等概念。超過 2/3 的學生可以順利的理解課堂中所學習到的程式 概念，並實作出 Alice 程式。林恬忻（2007）發現在克服英文介面的問題後，國 中的學生也可以順利的使用 Alice 編寫程式及學習程式概念。除此之外， Alice

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獨有的視覺化物件，如視覺化陣列、視覺化串列等，使得 Alice 比起其他類似的 程式語言（如 Scratch、Greenfoot）更能清楚呈現進階的演算法及程式概念（Ward, 2009）。

與傳統的文字式程式語言（如 C++、Java）相比，學生透過 Alice 程式語言 來學習程式設計概念除了更容易理解程式概念，而且在寫程式的過程中，對教師 協助的依賴性相對較低，學生可以用更快的速度完成程式作業，將多餘的時間和 心力花費在解決問題及除錯上。在課堂上的良好表現也使得使用 Alice 的資訊科 學課程的通過率、學習成績都較使用傳統文字語言的課堂為優（Sykes, 2007;

Brown, 2008; Mullins, Whitfield & Conlon, 2009; Wang et al, 2009）。

但是 Alice 並非被認為是沒有缺點的，Alice 程式本身有著系統不穩定、資源 佔用過多等缺點。而其所使用的拖放式程式設計環境，雖然能有效降低程式編寫 的難度，但也有著拖放步驟過於繁鎖不夠直觀，以及不易轉換至目前業界慣用的 文字介面程式語言的問題存在。但若以課堂使用的來看，這些問題大多可以透過 課程設計和教師授課方式加以避免（Powers, Ecott, & Hirshfield, 2007; Brown, 2008;

Ward, 2009; Wang et al, 2009）。

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