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题记:如何开展电脑程序教学,一直是中小学计算机教育的难题。为解决这一难题,很多信息技术教育专家开发出了许多工具,比如Logo、易语言等。《小学生学习电脑程序之研究——以 Stagecast Creator创作游戏为例》一文,通过Stagecast Creator这一工具,对电脑程序教学进行了探索,以便供中小学电脑程序教学的教师借鉴和参考。
● 研究动机与目的
在台湾的信息技术教育课程中,程序设计的学习课程是从七年级开始,从认识程序语言、了解其功能与应用,到中学阶段了解结构化程序设计逻辑概念、检测程序错误的方法以及出错的工具等。然而,在美国k-12的电脑科学课程中,k-8阶段是电脑科学的基础,学生要学习电脑科学的基本概念,以及学习简单的演算思考想法,学生通过条件句或循环的描述,学习解决有关演算的问题。被称为教育信息化奠基人的Papert教授认为学生可以学习电脑程序,他于20世纪60年代发展出来的一种程序语言Logo,目的就在于提供一种简易且功能强大的电脑程序语言,以帮助儿童跨出学习撰写程序的第一步。他认为学习程序将可使儿童的思考方式更有条理,并提升逻辑判断能力。学生学习电脑程序语言,可以增进学生对数学的了解,使学生从较低的认知层次进步到较高的认知层次,在Logo的学习环境,可以帮助学生展现他们的认知发展过程。
一般人都把程序设计看作相当困难的工作,虽然他们接受过正式的培训,但仍对“程序设计”充满畏惧。一般而言,人们第一次学程序,他们的第一个“程序环境”通常是“电脑语言”,而学习程序的主要方法是先学习程序语言的词汇、语句格式和指令,接下来学习“演算思考”,以及如何描述被执行的步骤或算法。然而,事实上这种方法对初学者是困难的,而Stagecast Creator (以下简称SC)是一个让使用者单纯去学习推理思考的程序语言,学生可以专心在算法、行为以及执行所设计的游戏或模拟的情境。因此,有许多教育者提出用SC来教授k-8的学生电脑科学的基础概念及演算思考的技能。由于学习SC不需花费时间在如何写程序,故SC程序语言的学习对年轻的程序设计者而言是容易上手的。此外,有学者提出以数字游戏融入教学应用作为解决问题的方法,因为他们认为游戏具备的娱乐效果与身历其境的特性,能够刺激学生的学习动机。在国外的相关研究中发现,小学学生已有操作游戏设计软件的能力,这样的学习对学习者亦有许多帮助。因此,如何应用数字游戏于教学,结合电脑科学的学习,不仅能学习电脑程序语言,也能应用所学创作出游戏。换言之,利用游戏的特性刺激学习者的学习动机,以便学习者能持续地进行学习,最终达到预期的学习目标。基于以上的文献及动机,本研究以小学六年级学生为研究对象,通过一学期的SC教学,探讨学生学习SC的学习成效及用SC创作游戏的感受经验。
● 研究方法
1.研究对象与研究设计
本研究以小学六年级16位学生(女生7位,男生9位)为研究对象,受试者虽然没有游戏制作的经验,但具有基本的电脑技能,其中14位(87.5%)学生曾学过Flash。受试者被安排为期16周(每周80分钟)的SC课程。为了解每位学习者在参与本课程前使用S C的自信心,在课程开始前进行“电脑自我效能调查”,并经过教学范例、同伴学习、游戏创作与观摩、评价等教学环节,在进行教学范例课程及游戏制作后,再进行“Stagecast Creator操作自我量表”;最后,在游戏制作结束后进行访谈及问卷调查,以便了解学生学习SC的成效及游戏创作的感受与经验。
2.研究工具
Stagecast Creator 是一套程序编辑工具,通过友好的图形化使用者界面,学生可以“模拟电脑游戏”。只要通过简单的鼠标操作即可达成“示范式程序设计”和“可视化前后规则”的概念,让影片中的角色产生互动而且可以在模拟环境中互动,如下图所示。
使用者也可以“创造一个规则”,然后选择角色安排在程序中。规则制作窗口就会显现目前的角色的状态。换言之,使用者可以不写任何一行程序,只要通过鼠标的操作,使用者就可以容易地建立角色、设定属性、制订行为准则,并且验证所设定的规则。
2.学习者的Stagecast Creator操作技能
为了了解学习者在学习SC与游戏制作过程中,是否习得如何操作SC,以及学习者自我效能的改变情形,在教学范例课程学习结束后,实施“Stagecast Creator 操作量表”前测,完成游戏创作后实施后测,问卷结果如表2所示。
问卷的五个维度的后测表现上皆优于前测,在个别维度中的前后测平均值皆在4 分(符合)至6 分(非常符合)之间,这表明,学习者在Stagecast Creator的学习上有很好的操作技能。在t 检验方面,除了“互动进阶设定”之外,其余四者在前后测的差异上有显著差别,“互动进阶设定”维度上只有提升但未达显著,可能是因为在功能上较为复杂且困难。在其他有关Stagecast Creator操作技能调查方面,有81.3%的学生认同“SC是个很容易创作游戏的软件”及“范例课程对设计游戏有很大的帮助”,而所有的受试者都认为“理解SC的规则设定,才能设计好游戏”,87.3%的学生认为“通过学习SC,对电脑程序的认识有帮助”,93.8%的学生认为“学习SC后,觉得自己对电脑程序不再觉得害怕和陌生”,83.8% 的学生“能观摩同学创作的游戏,也能给予对方反馈”,81.3%的学生认为“用SC来创作游戏,可以考验自己的推理能力”。访问学生对SC的认识与看法,整理如下:
我觉得SC这个程序设计的不错,操作简单,可以让对电脑一窍不通的新手迅速成为制作游戏的大师(s06)。
我觉得这个制作游戏的软件很特别,而且越用越有趣。一开始学习十八个范例课程,觉得很简单,但之后自己操作起来,就觉得很复杂、困难,不过最后做出来的结果还算满意。 (s10)。
我认为 SC范例课程的学习十分实用,例如换场景、用方向键移动角色等规则都可以用在制作游戏上。所以我建议大家在制作游戏之前先去玩玩看范例课程(s07)。
SC它是一个简单易懂、十分容易操作的程序,可以拿来做游戏,游戏可以设定成键盘或是鼠标操作,角色、场景样貌可以自行创作,规则种类很多,可以发挥自己的想象力(s04)。
在正式设计游戏前,对于教学范例的引导,对软件的熟悉度、接受度,以及游戏创作是否有帮助,学生反应如下:
我觉得会更容易了解课程内容,了解如何操作并可以增加熟练度(s01,s02,s03,s06,s07,s11,s12,s13,s14,s16) 。
我觉得会更容易了解,不会时可以再回去看(s04,s05)。
我觉得对自己学习SC很有帮助,可以照自己的速度一步一步的学(s08)。
我觉得有范例带着学习比较容易了解,但如果有中文会更好(s10)。
3.游戏创作
在完成课程范例的学习后,学生开始制作游戏。大部分的受访学生都认为SC容易上手且功能很多,有些受访者也提到虽然会使用到每一个功能,尤其是比较复杂的功能,但是都有能力用SC制作出游戏,甚至大部分的学生能制作出三个以上的游戏。游戏创作后,需要观摩同伴的作品,其中学生的反馈如下:
我觉得我最欣赏的是s10 的弹珠台,因为这是他突发奇想做出来的东西,完全没有抄袭别人。这个游戏利用了随机数的方式,让你不知道弹珠要从哪里掉下来,这是我没有想到运用“随机数”的方式。因为他的作品很独特,因此我觉得他的东西最具吸引力(s11)!
在游戏创作部分,学生在利用SC制作出属于自己的第一个游戏时的心情如下:
我觉得真有趣(s01)。
觉得很有成就感(s02,s08,s14,s15)。
很兴奋也很松一口气,“终于完成了”(s03)。
很开心,经历千辛万苦终于做好了,很感动毕竟是第一次做(s04,s12)。
很开心,终于做好了(s09)。
不可思议!我成功了(s11)!
很期待成果(s13)。
虽然有点困难,但是觉得有趣(s16)!
● 研究结论
通过引导小学学生使用SC程序编辑工具,探究学生学习SC的学习成效及用SC创作游戏的感受经验,本研究结论如下:
(1)学生认为有信心用SC完成指定的练习与游戏设计。大部分的学生接触SC程序编辑软件后,都觉得学习SC是有趣而且新奇的。
(2)学生在“Stagecast Creator 操作量表”的前后测结果表明,学生在SC的学习上有很好的操作技能。此外,有八成以上的学生认为通过游戏创作后,如果能有机会再次熟悉SC的规则,则将巩固学习技能,而且能考验逻辑推理能力。有九成以上的学生认为学习SC后,觉得程序不是那样令人畏惧。
(3)在游戏创作方面,大部分的学生都认为SC容易上手而且功能很多,而且有能力用SC制作出游戏,甚至大部分的学生都能制作出三个以上的游戏。
点评:在中小学,很多学生对程序设计充满了恐惧。如何解决这一问题,一直是信息技术教育者探讨的话题之一,而辅助教学工具,是解决这一问题的有效途径之一。为此,国内很多学校使用了很多程序设计的工具,并对其进行了研究,积累了很多经验。在这些工具中,比较有代表性的就是Logo与易语言,但对于Stagecast Creator,则经验不多。本文提供了一个使用Stagecast Creator来促进电脑程序教学的研究案例,为如何使用Stagecast Creator促进电脑程序教学提供了一个窗口,也为电脑程序教学提供了一种可借鉴的思路。
● 研究动机与目的
在台湾的信息技术教育课程中,程序设计的学习课程是从七年级开始,从认识程序语言、了解其功能与应用,到中学阶段了解结构化程序设计逻辑概念、检测程序错误的方法以及出错的工具等。然而,在美国k-12的电脑科学课程中,k-8阶段是电脑科学的基础,学生要学习电脑科学的基本概念,以及学习简单的演算思考想法,学生通过条件句或循环的描述,学习解决有关演算的问题。被称为教育信息化奠基人的Papert教授认为学生可以学习电脑程序,他于20世纪60年代发展出来的一种程序语言Logo,目的就在于提供一种简易且功能强大的电脑程序语言,以帮助儿童跨出学习撰写程序的第一步。他认为学习程序将可使儿童的思考方式更有条理,并提升逻辑判断能力。学生学习电脑程序语言,可以增进学生对数学的了解,使学生从较低的认知层次进步到较高的认知层次,在Logo的学习环境,可以帮助学生展现他们的认知发展过程。
一般人都把程序设计看作相当困难的工作,虽然他们接受过正式的培训,但仍对“程序设计”充满畏惧。一般而言,人们第一次学程序,他们的第一个“程序环境”通常是“电脑语言”,而学习程序的主要方法是先学习程序语言的词汇、语句格式和指令,接下来学习“演算思考”,以及如何描述被执行的步骤或算法。然而,事实上这种方法对初学者是困难的,而Stagecast Creator (以下简称SC)是一个让使用者单纯去学习推理思考的程序语言,学生可以专心在算法、行为以及执行所设计的游戏或模拟的情境。因此,有许多教育者提出用SC来教授k-8的学生电脑科学的基础概念及演算思考的技能。由于学习SC不需花费时间在如何写程序,故SC程序语言的学习对年轻的程序设计者而言是容易上手的。此外,有学者提出以数字游戏融入教学应用作为解决问题的方法,因为他们认为游戏具备的娱乐效果与身历其境的特性,能够刺激学生的学习动机。在国外的相关研究中发现,小学学生已有操作游戏设计软件的能力,这样的学习对学习者亦有许多帮助。因此,如何应用数字游戏于教学,结合电脑科学的学习,不仅能学习电脑程序语言,也能应用所学创作出游戏。换言之,利用游戏的特性刺激学习者的学习动机,以便学习者能持续地进行学习,最终达到预期的学习目标。基于以上的文献及动机,本研究以小学六年级学生为研究对象,通过一学期的SC教学,探讨学生学习SC的学习成效及用SC创作游戏的感受经验。
● 研究方法
1.研究对象与研究设计
本研究以小学六年级16位学生(女生7位,男生9位)为研究对象,受试者虽然没有游戏制作的经验,但具有基本的电脑技能,其中14位(87.5%)学生曾学过Flash。受试者被安排为期16周(每周80分钟)的SC课程。为了解每位学习者在参与本课程前使用S C的自信心,在课程开始前进行“电脑自我效能调查”,并经过教学范例、同伴学习、游戏创作与观摩、评价等教学环节,在进行教学范例课程及游戏制作后,再进行“Stagecast Creator操作自我量表”;最后,在游戏制作结束后进行访谈及问卷调查,以便了解学生学习SC的成效及游戏创作的感受与经验。
2.研究工具
Stagecast Creator 是一套程序编辑工具,通过友好的图形化使用者界面,学生可以“模拟电脑游戏”。只要通过简单的鼠标操作即可达成“示范式程序设计”和“可视化前后规则”的概念,让影片中的角色产生互动而且可以在模拟环境中互动,如下图所示。
使用者也可以“创造一个规则”,然后选择角色安排在程序中。规则制作窗口就会显现目前的角色的状态。换言之,使用者可以不写任何一行程序,只要通过鼠标的操作,使用者就可以容易地建立角色、设定属性、制订行为准则,并且验证所设定的规则。
2.学习者的Stagecast Creator操作技能
为了了解学习者在学习SC与游戏制作过程中,是否习得如何操作SC,以及学习者自我效能的改变情形,在教学范例课程学习结束后,实施“Stagecast Creator 操作量表”前测,完成游戏创作后实施后测,问卷结果如表2所示。
问卷的五个维度的后测表现上皆优于前测,在个别维度中的前后测平均值皆在4 分(符合)至6 分(非常符合)之间,这表明,学习者在Stagecast Creator的学习上有很好的操作技能。在t 检验方面,除了“互动进阶设定”之外,其余四者在前后测的差异上有显著差别,“互动进阶设定”维度上只有提升但未达显著,可能是因为在功能上较为复杂且困难。在其他有关Stagecast Creator操作技能调查方面,有81.3%的学生认同“SC是个很容易创作游戏的软件”及“范例课程对设计游戏有很大的帮助”,而所有的受试者都认为“理解SC的规则设定,才能设计好游戏”,87.3%的学生认为“通过学习SC,对电脑程序的认识有帮助”,93.8%的学生认为“学习SC后,觉得自己对电脑程序不再觉得害怕和陌生”,83.8% 的学生“能观摩同学创作的游戏,也能给予对方反馈”,81.3%的学生认为“用SC来创作游戏,可以考验自己的推理能力”。访问学生对SC的认识与看法,整理如下:
我觉得SC这个程序设计的不错,操作简单,可以让对电脑一窍不通的新手迅速成为制作游戏的大师(s06)。
我觉得这个制作游戏的软件很特别,而且越用越有趣。一开始学习十八个范例课程,觉得很简单,但之后自己操作起来,就觉得很复杂、困难,不过最后做出来的结果还算满意。 (s10)。
我认为 SC范例课程的学习十分实用,例如换场景、用方向键移动角色等规则都可以用在制作游戏上。所以我建议大家在制作游戏之前先去玩玩看范例课程(s07)。
SC它是一个简单易懂、十分容易操作的程序,可以拿来做游戏,游戏可以设定成键盘或是鼠标操作,角色、场景样貌可以自行创作,规则种类很多,可以发挥自己的想象力(s04)。
在正式设计游戏前,对于教学范例的引导,对软件的熟悉度、接受度,以及游戏创作是否有帮助,学生反应如下:
我觉得会更容易了解课程内容,了解如何操作并可以增加熟练度(s01,s02,s03,s06,s07,s11,s12,s13,s14,s16) 。
我觉得会更容易了解,不会时可以再回去看(s04,s05)。
我觉得对自己学习SC很有帮助,可以照自己的速度一步一步的学(s08)。
我觉得有范例带着学习比较容易了解,但如果有中文会更好(s10)。
3.游戏创作
在完成课程范例的学习后,学生开始制作游戏。大部分的受访学生都认为SC容易上手且功能很多,有些受访者也提到虽然会使用到每一个功能,尤其是比较复杂的功能,但是都有能力用SC制作出游戏,甚至大部分的学生能制作出三个以上的游戏。游戏创作后,需要观摩同伴的作品,其中学生的反馈如下:
我觉得我最欣赏的是s10 的弹珠台,因为这是他突发奇想做出来的东西,完全没有抄袭别人。这个游戏利用了随机数的方式,让你不知道弹珠要从哪里掉下来,这是我没有想到运用“随机数”的方式。因为他的作品很独特,因此我觉得他的东西最具吸引力(s11)!
在游戏创作部分,学生在利用SC制作出属于自己的第一个游戏时的心情如下:
我觉得真有趣(s01)。
觉得很有成就感(s02,s08,s14,s15)。
很兴奋也很松一口气,“终于完成了”(s03)。
很开心,经历千辛万苦终于做好了,很感动毕竟是第一次做(s04,s12)。
很开心,终于做好了(s09)。
不可思议!我成功了(s11)!
很期待成果(s13)。
虽然有点困难,但是觉得有趣(s16)!
● 研究结论
通过引导小学学生使用SC程序编辑工具,探究学生学习SC的学习成效及用SC创作游戏的感受经验,本研究结论如下:
(1)学生认为有信心用SC完成指定的练习与游戏设计。大部分的学生接触SC程序编辑软件后,都觉得学习SC是有趣而且新奇的。
(2)学生在“Stagecast Creator 操作量表”的前后测结果表明,学生在SC的学习上有很好的操作技能。此外,有八成以上的学生认为通过游戏创作后,如果能有机会再次熟悉SC的规则,则将巩固学习技能,而且能考验逻辑推理能力。有九成以上的学生认为学习SC后,觉得程序不是那样令人畏惧。
(3)在游戏创作方面,大部分的学生都认为SC容易上手而且功能很多,而且有能力用SC制作出游戏,甚至大部分的学生都能制作出三个以上的游戏。
点评:在中小学,很多学生对程序设计充满了恐惧。如何解决这一问题,一直是信息技术教育者探讨的话题之一,而辅助教学工具,是解决这一问题的有效途径之一。为此,国内很多学校使用了很多程序设计的工具,并对其进行了研究,积累了很多经验。在这些工具中,比较有代表性的就是Logo与易语言,但对于Stagecast Creator,则经验不多。本文提供了一个使用Stagecast Creator来促进电脑程序教学的研究案例,为如何使用Stagecast Creator促进电脑程序教学提供了一个窗口,也为电脑程序教学提供了一种可借鉴的思路。