即使在科技含量較高的華盛頓州，參加計算機(jī)科學(xué)課程的學(xué)生人數(shù)也不高于全國平均水平：2022-2023 學(xué)年，48% 的公立高中提供基礎(chǔ)計算機(jī)科學(xué)課程，5% 的初中提供基礎(chǔ)計算機(jī)科學(xué)課程高中生也參加了這樣的課程。

這些數(shù)字有所上升，但歷史上被邊緣化的人群仍然不太可能去教授計算機(jī)科學(xué)的學(xué)校就讀，并且某些群體(例如拉丁裔學(xué)生和年輕女性)比同齡人更不可能就讀這些課程，即使學(xué)校提供他們。

為了吸引更多的小學(xué)生，華盛頓大學(xué)的研究人員通過將文化研究與各種刺繡傳統(tǒng)(例如墨西哥、阿拉伯和日本)與“計算刺繡”結(jié)合起來，教一群高中生編程。該方法允許用戶通過一種名為 Turtlestitch 的開源編碼語言在計算機(jī)上對刺繡圖案進(jìn)行編碼，在這種語言中，用戶可以將視覺塊組合在一起。然后，電子刺繡機(jī)將圖案縫制成織物。

該團(tuán)隊將于3 月 22 日在第 55 屆 ACM 計算機(jī)科學(xué)教育技術(shù)研討會論文集上發(fā)表其研究結(jié)果。

“作為一個國家，我們在學(xué)校提供一些計算機(jī)科學(xué)課程方面已經(jīng)取得了長足的進(jìn)步，”共同主要作者、華盛頓大學(xué)信息學(xué)院博士生F. Megumi Kivuva說道。 “但我們了解到，獲取并不一定意味著公平。這并不意味著代表性不足的少數(shù)群體總是有學(xué)習(xí)的機(jī)會。有時這意味著，如果有一個 20 名學(xué)生的計算機(jī)科學(xué)課程，那么學(xué)校的所有 3,000 名學(xué)生都被視為具有“訪問權(quán)”。我們的計算刺繡課程確實是一種吸引不同學(xué)生群體并表明他們的身份在課堂上占有一席之地的方式。”

在設(shè)計這門課程時，研究人員的目標(biāo)是讓 12 名不同群體的學(xué)生能夠接觸到編程。為了讓他們有空間探索自己的好奇心，該團(tuán)隊使用了一種稱為“共建”的方法，讓學(xué)生每周就他們學(xué)到的內(nèi)容以及如何評估他們發(fā)表意見。

Kivuva 說：“我們想消除這樣一種誤解：程序員就是坐在角落里、不太社交、在電腦上打字的人。”

在深入研究 Turtlestitch 之前，學(xué)生們花了一周的時間探索刺繡的文化傳統(tǒng)——無論是與他們自己的文化相關(guān)的還是他們好奇的。對于一名學(xué)生來說，將自己的身份帶入作品中意味著從他的墨西哥血統(tǒng)中汲取靈感;對于其他人來說，這意味著繡上珍珠奶茶的圖像，因為這是她最喜歡的飲料，或者縫制一只柯基犬。

學(xué)生們還花了一周的時間學(xué)習(xí)手工刺繡。該工藝很適合編碼，因為兩者都依賴于重復(fù)結(jié)構(gòu)。但刺繡是有觸覺的，因此學(xué)生能夠看到他們的代碼從屏幕移動到物理世界。他們還能夠通過手工縫合來增強(qiáng)他們的編碼，讓他們區(qū)分人類和機(jī)器擅長什么。例如，一名學(xué)生決定對一朵花的設(shè)計進(jìn)行編碼，然后手動添加一只蜜蜂。

“長期以來，人們一直忽視傳統(tǒng)上被認(rèn)為女性化的手工藝，”共同主要作者杰恩·埃弗森 (Jayne Everson)說，他是保羅·G·艾倫計算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院的博士生。 “因此，將這種被忽視的技術(shù)性很強(qiáng)的藝術(shù)與計算結(jié)合起來真的很有趣，因為我不認(rèn)為計算比刺繡更具技術(shù)性或更少技術(shù)性。”

該課程在整個夏天持續(xù)了六周，研究人員對它引起的興趣印象深刻。事實上，研究人員發(fā)現(xiàn)的主要缺點(diǎn)之一是，考慮到學(xué)生表現(xiàn)出的好奇心，六周感覺太短了。由于該技術(shù)價格實惠(刺繡機(jī)售價 400 美元，軟件免費(fèi))，Kivuva 計劃定制該課程，以適合幼兒園學(xué)生和五年級難民學(xué)生。由于對學(xué)生的高參與度感到非常滿意，Kivuva 和 Everson 還將在今年夏天的計算機(jī)科學(xué)教師協(xié)會會議上舉辦關(guān)于他們的方法的研討會。

“當(dāng)學(xué)生們獲得自由時，他們的參與方式一直讓我感到震驚。有些人下課后留下來繼續(xù)工作，”埃弗森說。 “我有數(shù)學(xué)和科學(xué)教學(xué)背景。讓學(xué)生下課后留下來就像是，‘好吧，我們已經(jīng)做到了。這就是我想要的。”

該論文的其他合著者包括威斯康星大學(xué) iSchool 本科生研究員卡米洛·蒙特斯·德哈羅 (Camilo Montes De Haro ) 和威斯康星大學(xué) iSchool 教授Amy J. Ko 。這項研究由國家科學(xué)基金會、微軟、Adobe 和谷歌資助。