為什麼要教授塊程式設計?

隨著越來越多的學校開始引入和擴展電腦科學課程和課程,基於區塊的程式設計環境日益成為許多學生的首次編碼體驗1。 最受歡迎的基於區塊的程式語言之一稱為 Scratch2(scrap.mit.edu)。 每天都有超過 1,500 個新程式設計專案上傳到 Scratch 網站3。 VEXcode 本身由 Scratch 區塊提供支援。

學生在做機器人

創建 Scratch 的主要動機之一是,許多年輕學生發現使用基於文本的程式語言進行程式設計太困難4,因為這些學生發現打字和語法都很難掌握。 因此,基於區塊的程式語言是為學齡前兒童設計的,但大多數是為 8 至 16 歲的學生設計的。 基於區塊的程式設計(包括 VEXcode)為初級程式設計師提供了多種優勢5

  1. 可讀性:基於區塊的程式語言的命令比基於文字的命令更容易閱讀。
  2. 記憶:基於區塊的程式語言的所有命令對使用者可見。 對於基於文字的程式語言,通常需要記住命令。 此外,使用者必須記住與文字命令相關的語法。 沒有與基於區塊的命令關聯的語法。
  3. 打字/拼字:年輕學生在使用鍵盤方面遇到困難。 對於基於文字的程式語言,拼字錯誤會成為編譯器錯誤。 基於區塊的程式語言使用拖放。 因此,不需要打字和掌握拼字。

儘管事實證明,新手用戶使用基於區塊的程式語言開始程式設計更容易,但詢問基於區塊的語言在教授電腦科學概念方面是否有效仍然很重要。 簡短的回答是:是的。 研究表明,基於區塊的程式語言在教授電腦科學概念(例如演算法、變數、條件邏輯和程式碼理解)方面非常有效6

當然,使用基於區塊的程式語言也有一些缺點。 例如,學生有時會覺得使用積木並不是一種「真實」的學習經驗7。 換句話說,真正的程式設計師不使用區塊。 這是需要記住的一個重要方面,但記住基於文字的程式語言給新手程式設計師帶來的有據可查的挑戰也很重要。

身為教育工作者,我們知道我們用來教導概念的工具會隨著學生的變化而改變。 K - 大學教授數學。 用於教授一年級學生的工具與用於教授大學三年級學生的工具有很大不同。 研究表明,基於區塊的程式語言更適合新手使用,並且是教授重要電腦科學主題的有效手段。 然而,這並不意味著學生應該或需要始終留在基於區塊的程式設計環境中。 相反,一個更好的結論是,一種程式設計方式(區塊或文字)本質上並不比另一種8更好。 無論哪種方式適合您的課堂,都取決於您作為教育者的舒適程度和學生的準備。 正如學生以不同的速度掌握乘法事實一樣,有些學生會比其他學生更快掌握區塊程式設計。 開始基於文字的程式設計的機會將使他們保持參與和挑戰。 VEXcode 和 Text 等工具可讓您滿足每個學生的個人教學水平。


1溫特羅普,大衛。 “計算機科學教育中的基於區塊的程式設計。” ACM。 2019 年 8 月 1 日。 2019 年 9 月 10 日 / https://cacm.acm.org/magazines/2019/8/238340-block-based-programming-in-computer-science-education/fulltext

2Resnick、Mitchel、Brian Silverman、Yasmin Kafai、John Maloney、Andrés Monroy-Hernández、Natalie Rusk、Evelyn Eastmond、Karen Brennan、Amon Millner、Eric Rosenbaum 與 Jay Silver。 “刮痕。” ACM 通訊 52 (2009):60。

3Resnick、Mitchel、Brian Silverman、Yasmin Kafai、John Maloney、Andrés Monroy-Hernández、Natalie Rusk、Evelyn Eastmond、Karen Brennan、Amon Millner、Eric Rosenbaum 與 Jay Silver。 “刮痕。” ACM 通訊 52 (2009):60。

4科林、麥可、尼爾 CC 布朗和阿姆賈德·阿爾塔德姆裡。 「基於幀的編輯」。 中小學電腦教育研討會論文集 - WiPSCE '15 (2015)。

5科林、麥可、尼爾 CC 布朗和阿姆賈德·阿爾塔德姆裡。 「基於幀的編輯」。 中小學電腦教育研討會論文集 - WiPSCE '15 (2015)。

6Weintrop、David 和 Uri Wilensky。 “高中電腦科學課堂中基於區塊和基於文本的程式設計的比較。” ACM 計算教育彙刊 18 (2017):1-25。

7溫特羅普,大衛。 “計算機科學教育中的基於區塊的程式設計。” ACM。 2019 年 8 月 1 日。 2019 年 9 月 10 日 / https://cacm.acm.org/magazines/2019/8/238340-block-based-programming-in-computer-science-education/fulltext

8Weintrop、David 和 Uri Wilensky。 “基於區塊、基於文字和混合區塊/文字模式如何塑造新手程式設計實踐。” 國際兒童電腦互動雜誌 17(2018):83-92。

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