To make computational thinking appealing to young learners, initial programming instruction looks very different now than a decade ago, with increasing use of graphics and robots both real and virtual. After the first steps, children want to create interactive programs, and they need a model for this. State diagrams provide such a model. This paper documents the design and implementation of a Model-Driven Engineering tool, SD Draw, that allows even primary-aged children to draw and understand state diagrams, and create modifiable app templates in the Elm programming language using the model-view-update pattern standard in Elm programs. We have tested this with grade 4 and 5 students. In our initial test, we discovered that children quickly understand the motivation and use of state diagrams using this tool, and will independently discover abstract states even if they are only taught to model using concrete states. To determine whether this approach is appropriate for children of this age we wanted to know: do children understand state diagrams, do they understand the role of reachability, and are they engaged by them? We found that they are able to translate between different representations of state diagrams, strongly indicating that they do understand them. We found with confidence p<0.001 that they do understand reachability by refuting the null hypothesis that they are creating diagrams randomly. And we found that they were engaged by the concept, with many students continuing to develop their diagrams on their own time after school and on the weekend.


翻译:为了让计算思维吸引年轻学习者,最初的编程教学现在看起来与十年前完全不同,因为越来越多地使用真实和虚拟的图形和机器人。在最初的步骤之后,儿童希望创建互动程序,他们需要模型。州图提供了这样的模型。本文记录了模型驱动工程工具“SD Draw”的设计和实施,该工具允许即使是小学年龄的儿童也能够绘制和理解州图,并用 Elm 方案中的模型视图更新模式标准在 Elm 编程语言中创建可变应用的应用程序模板。我们用4年级和5年级的学生测试了这一点。在最初的测试中,我们发现儿童快速理解了使用这一工具的状态图的动机和使用。国家图提供了这样的模型。州图提供了这样的模型。为了确定这一方法是否适合这个年龄的儿童:儿童理解州图,他们是否理解可达性的作用,以及他们是否参与他们?我们发现他们能够将不同的状态图解译为不同的表达方式,强烈地表明他们理解了使用这一工具的动机和使用状态图,我们将独立地发现,即使他们只学会使用具体状态模型。我们发现他们能够理解他们。

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