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    探討STEM導向程式設計課程對於運算思維傾向、程式自我效能與創意自我效能之影響
    (2023) 林映慈; Lin, Ying-Tzu
    STEM教育模式,是一種跨領域的教學方式,其核心科目為科學、科技、工程與數學,有別於傳統的課堂授課以教師講述為中心,STEM教育則以學生為中心,引導學生思考並解決問題。然而,過去研究中對於運算思維和創造力幾乎是以試題和圖形的測驗方式評估學生的運算思維能力與創造力,鮮少探討個人的情意面向。本研究藉由STEM課程以培養學生的運算思維,使用積木程式編輯平台輔助STEM導向的課程教學,並結合環境議題,課程共為期10週。研究對象為臺灣中部地區國小六年級學生,男生57人、女生47人,共104人。本研究採用單一組前後測設計,並蒐集學生的運算思維傾向、程式與創意自我效能問卷,以成對樣本 t 檢定、獨立樣本t檢定、皮爾森積差相關與多元迴歸分析。了解學生藉由STEM導向程式設計課程,其運算思維傾向、創意自我效能與程式自我效能的改變情形以及各變項對程式自我效能的預測情形。此外,本研究亦針對完成之作品進行評分,探討作品表現與程式自我效能、創意自我效能以及運算思維傾向的關聯。研究結果顯示學生在STEM導向課程前後其創意自我效能與程式自我效能總量以及程式自我效能中的邏輯、獨立、鷹架、自律學習與複雜任務均獲得顯著提升,然而在運算思維傾向上沒有顯著提升。多元回歸結果顯示創意自我效能、運算思維傾向中的模式一般化、抽象化、問題評估能預測學生程式自我效能。作品評分中的評分項目與程式自我效能的構面、運算思維傾向的構面達正向低度相關。因此,學生除了學習程式設計的技能外也透過作品的創作提高他們的創意信心,進而能提升對於程式設計的信心。對此,建議未來課程中可以多鼓勵學生發揮創意進行創作,以提升學生對撰寫程式的信心。
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    社經地位、ICT使用與運算思維和學業成就間關係之探討
    (2023) 喬祺; Chiao, Chi
    數位落差的研究隨著時間和技術的發展而不斷演變。本論文聚焦在近來引起研究人員關注的兩種數位落差:資訊與通訊科技(ICT)使用落差和運算思維落差。為了研究社經地位、ICT使用與運算思維和學業成就間關係。本論文的第一個研究探討了學生的ICT使用對其家庭社會經濟地位和學業成績的中介效果。研究一使用PISA 2012數據來探討四種ICT使用的中介效果差異:包含學習、資訊檢索、社交互動、和休閒,並分析了性別對研究一中介模型的干擾效果。本論文的第二項研究探討了運算思維對學生社會經濟地位和學業成績的中介效果。研究二以問卷收集1128名台灣國中生的數據進行研究。研究二探討了五種運算思維技能的中介效果差異:包含抽象、分解、演算法思維、評估、和概括。本論文的兩項研究發現,用於資訊檢索和社交互動的ICT使用頻率以及計算思維技能可能會擴大學生因家庭社會經濟地位造成的成績差距。性別也可能調節學生的社會經濟地位、信息通信技術的使用及其學業成績之間的直接效果。本論文的發現可以幫助研究人員和教育工作者了解ICT使用和運算思維可能造成的數位落差影響,並採取適當的行動來縮短這些數位落差。
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    擴增實境結合ARCS動機理論對於法律基礎知識學習成效影響
    (2023) 王家悅; Wang, Chia-Yueh
    本研究為探討擴增實境結合ARCS動機理論應用於公民教育中有關基礎法律知識學習之成效,主要探討使用擴增實境結合動機理論之架構學習,是否能幫助國中七年級學生理解基礎法律知識並增強對法律知識的學習動機。近年,隨疫情肆虐,社會也出現亂象,青少年的犯罪率提升,年輕學童對法律知識的理解需要受到重視。從文獻中可知,過往的公民教育與法律知識的教學方式固定,在課程中缺乏互動性與提升動機的要素,學習內容缺少與學習者生活連結的案例,使學習成效不穩定。因此,本研究將使用擴增實境結合ARCS動機理論四步驟,設計一款學習輔助系統:CARL系統,透過科技與學習理論的結合,整合其優勢以此輔助學習者學習。本研究採用準實驗不等組前後測之研究設計,受試者為台北市某高級中學之國中部62位學習者。實驗結果以變異數分析(ANOVA)、共變異數分析(ANCOVA)、U檢定,作為分析方式,以檢視學習者學習成效、學習保留、神馳經驗、認知負荷之差異,並透過量表及訪談了解學習者使用CARL系統學習的感受及未來的使用意願。經實驗分析,結果顯示為:(一)使用擴增實境CARL系統學習之實驗組,學習成效顯著優於使用紙本講義學習之對照組、(二)使用擴增實境CARL系統學習之實驗組,學習保留顯著優於使用紙本講義學習之對照組、(三)使用擴增實境CARL系統學習之實驗組,神馳經驗顯著優於使用紙本講義學習之對照組、(四)使用擴增實境CARL系統學習之實驗組,認知負荷與使用紙本講義學習之對照組無顯著差異。
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    探討心智圖融入程式設計和性別對國中生程式學習成效、程式自我效能與運算思維傾向之影響
    (2023) 林依婷; Lin, Yi-Ting
    從過去的研究中揭示,程式設計對於學生來說是一門難以理解和學習的學科,並且有些研究指出學生在學習程式時,具有性別的差異,然而亦有研究發現性別在程式學習上不具有差異,因此性別是否具有程式學習上的差異目前暫無定論。而心智圖是一種工具,能夠幫助學習者紀錄思考時的發散思維,故本研究探討心智圖融入程式設計以及性別差異,對於國中八年級學生的運算思維傾向與程式自我效能之效果。本研究為準實驗研究,研究對象為臺灣北部之國中八年級學生,有效樣本為95人,實驗組學生使用心智圖融入程式設計,共49人,課程共9週;對照組則無心智圖,共46人,課程共8週。男學生為 51 人,女學生為44 人。本研究研究工具包括程式能力學習成效測驗、作品評分、程式自我效能問卷與運算思維傾向問卷。統計分析方法將學生後測結果減去前測資料,以獲得此上課區間之增益,並將資料進行組別與性別之獨立樣本t檢定以及二因子變異數分析進行檢測。結果顯示,實驗組與對照組之程式學習成效並無發現差異;而實驗組在程式自我效能子構面的「簡單任務」顯著高於對照組;實驗組在運算思維傾向的「演算思維」顯著優於對照組。不同性別在程式學習成效並無發現差異;男學生的程式自我效顯著高於女學生,其中在子構面邏輯、獨立、合作、鷹架、自我調節上皆顯示男學生顯著高於女學生;而在運算思維傾向則發現女學生在課程前後比較,在總量以及「抽象化」、「最佳化」顯著退步。而進一步通過二因子變異數分析,了解不同性別在實驗組與對照組之增益差異,結果在程式自我效能總量與「鷹架」,實驗組與對照組與性別之間具有交互作用,在實驗組中不同性別的增益差異小於對照組。本研究與過去研究進行比較,並針對未來不同性別之程式教學進行建議。
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    探討不同程度沉浸感虛擬實境教材對國小學生虛擬實境感知與科學學習之影響
    (2023) 許庭悅; Hsu, Ting-Yueh
    本研究旨在探討兩種不同程度沉浸感虛擬實境 (VR) 教材對國小高年級學生虛擬實境感知與自然科學學習之影響,其中高沉浸感組別(Immersive VR,沉浸式 VR,簡稱 IVR)使用 VR 頭戴式顯示器,而低沉浸感組別(Desktop VR,桌面 VR,簡稱 DVR)則使用桌面電腦,兩個組別學習相同的知識內容。本研究關注學生在學習過程中相關的感知與認知因素,除探討學生的學習成效,也透過 VR 可用性瞭解學生對技術的接受程度,同時量測學生在虛擬世界中感知的「身臨其境」程度,更探討學生在學習活動中的投入與參與,以及學生學習時的認知疲勞。本研究亦進一步探究分別是哪些變項可以預測學生的學習投入。本研究為準實驗設計,將 92 名國小六年級生分為 IVR組別(45 人)與 DVR(47 人)組別,分別學習約 30 分鐘的 VR 教材,後以量化方式收集學習者之學習成效、VR 可用性、臨場感、學習投入和認知疲勞等數據進行分析,採用之統計方式為獨立樣本 t 檢定與多元線性迴歸分析。研究結果發現,IVR 組別在臨場感之一般題項與空間臨場感子構面上有顯著較高的感受,然兩組別於其他變項上並無顯著差異。針對學習投入的預測可以發現,IVR 組別的空間臨場感與感知易用性可正向預測行為投入;臨場感之一般題項可正向預測情緒投入,而認知疲勞則可負向預測情緒投入;臨場感之一般題項與感知有用性可正向預測認知投入。DVR 組別的空間臨場感與感知易用性可正向預測行為投入;臨場感之一般題項與感知易用性可正向預測情緒投入;空間臨場感與感知易用性則可正向預測認知投入。本研究透過探討學生在 IVR 與 DVR 兩種類型 VR 教材中學習之成效與差異,對教材設計與教育研究提供些許建議。
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    探討體感式認知遊戲在訓練執行功能上的影響
    (2023) 廖永軒; Liao, Yung-Hsuan
    執行功能在人類思考行為中扮演著重要角色,它涵蓋了抑制和轉換等核心能力。抑制指的是能夠控制注意力並抑制干擾的能力,而轉換則是指靈活地轉換策略和行為,以應對多項任務的能力。在訓練執行功能時,提供良好的學習體驗至關重要,這將有助於提升學習動機並增強認知能力的發展。過去的研究已證實數位認知遊戲與體感運動模擬在訓練執行功能方面取得了顯著成效。然而,將這兩種訓練方法結合並專注於手勢體感方面的研究尚未充分被探索。因此,本研究旨在探討將體感偵測與數位認知遊戲結合的訓練方法,並評估加入手勢體感後對於執行功能訓練效果的影響。本研究提出以下兩個研究問題:(1) 手勢體感應用於認知遊戲是否比滑鼠點擊對於學習者在提升執行功能的抑制和轉換上有較好的成效? (2) 手勢體感應用於認知遊戲是否比滑鼠點擊對於學習者在訓練上有著較好的體驗過程?透過探討這些問題,期望深入了解手勢體感應用於認知遊戲對執行功能訓練的影響,並為開發更有效的認知訓練工具提供實證依據。本研究的結果顯示,(1) 在經過手勢版遊戲訓練後抑制及轉換能力皆有顯著提升。(2) 手勢版遊戲對於轉換能力的訓練效果相對於控制組有顯著提升。(3) 在體驗過程方面,訪談和問卷結果表明手勢體感應認知遊戲能提高學習者的注意力,並被多數受試者認為是一段有趣的體驗過程。這也代表體感式認知遊戲在執行功能的訓練中具有潛力,但仍需要進一步地研究與改善,以開發出更有效的訓練工具,並深入探討其在不同族群中的應用成果。
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    以線上文書處理平台支援合寫與複習筆記於國小資訊課堂對筆記完整性、學習成就與學習態度之影響
    (2022) 吳秋儀; Wu, Chiu-Yi
    本研究旨在探討國小學童於資訊課堂中使用線上文書處理平台進行合寫筆記與複習筆記活動的學習效用,並比較不同的合寫筆記策略和不同的複習筆記策略對於學童的筆記完整度、學習成就與學習態度的影響。在資訊課堂中,以兩人一組且一人一機,同組組員可互相討論的方式進行合作學習。合寫筆記策略包含分享式與共編式,複習筆記策略包含摘要式與提問式,為了逐步分析,本研究共分為三個方案,採用Google Docs線上平台進行實驗與分析,由台南市某所國小六年級的學童參與。方案(一)為檢驗導入合寫筆記策略與個別寫筆記的學習效用與差異,參與者共有三個班級,其中一班為個別式組,一班為分享式組,一班為共編式組,分別有33、35和34位學生。方案(二)為檢驗在分享式合寫與複習筆記情境中,導入不同的複習策略與閱讀式複習的學習效用與差異,參與者共有三個班級,其中一班為閱讀組,一班為摘要組,一班為提問組,分別有35、33和33位學生。方案(三)為檢驗在共編式合寫與複習筆記情境中,導入不同的複習策略與閱讀式複習的學習效用與差異,參與者共有三個班級,其中一班為閱讀組,一班為摘要組,一班為提問組,分別有34、34和33位學生。研究結果顯示,共編式合寫筆記在筆記完整度和學習成就方面皆比分享式合寫筆記有顯著效果,在學習態度上則顯著低於個別式組與分享式組。在分享式合寫與複習筆記情境中,研究結果支持以編寫摘要或提問回答方式進行複習的學習成就;而在共編式合寫與複習筆記情境中,以編寫摘要或提問回答方式進行複習卻未得到顯著有效的學習表現,但摘要組可以保持著正向的學習態度。
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    臺灣高中生遠距科學學習動機模式:兼探科學學習投入與科學學習參與
    (2023) 范揚鑫; Fan, Yang-Hsin
    本研究旨在探討臺灣高中生在遠距教學的科學相關課程中,「學習動機」、「學習參與」與「學習投入」三者之間的關係,並分析「學習動機」對其「學習參與」與「學習投入」之預測作用。此外,本研究同時探討高中生在遠距教學中是否存在特定的學習動機模式,並進一步比較不同模式之間,學生學習參與和學習投入各面向間的差異。研究針對376位在疫情期間有過遠距學習科學相關課程之臺灣高中學生作為研究樣本,並使用量表作為資料蒐集工具並進行分析。其中,「學習動機量表」由學習自我效能與成就目標導向所組成;「學習參與量表」包含口語參與行為與非口語參與行為兩個面向;「學習投入量表」包含行為、情緒、動因、認知與社交投入。主要研究結果顯示,整體而言,學生在遠距教學環境的學習動機與學習投入、學習參與大部分構面存在顯著正相關,個體的「精熟趨近目標」與「功能性自我效能」對口語與非口語之參與行為同時起到重要的預測效果,而「精熟趨近目標」、「功能性自我效能」與「一般性自我效能」則是預測他們學習投入各層面之重要因子。動機模式方面,本研究發現臺灣高中生表現出四種不同的動機模式,分別是「低效能低目標型」、「高效能混合型」、「高效能趨近型」與「低效能精熟型」。其中,「低效能低目標型」表現出較低的自我效能感,並表現出最低的學習投入與學習參與情形;「高效能趨近型」在展現高度自我效能與趨近目標的同時,也表現出積極的學習參與行為與高度的學習投入。再者,「高效能混合型」擁有高度自我效能並同時表現出不同層面的目標導向,而「低效能精熟型」則是顯示出一種持有精熟目標和低度自我效能的情形,「高效能混合型」與「低效能精熟型」在學習投入與學習參與之所有構念皆沒有顯著的差異。
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    教育桌遊「導入教學框架」之發展與實踐——以《議起上奏》、《鏢行天下》為例
    (2023) 王暄評; Wang, Hsuan-Ping
    隨著《108課綱》實施與教育風氣的轉變,越來越多活化教學的方式出現在教育現場,而教育桌遊即是其中之一,相關的研習、教學研究也不勝枚舉。然而許多教師在將桌遊導入教學現場後才發現有許多困境,而目前該研究領域雖有許多研究者提出相關建議,卻未有人提出一個桌遊導入教學框架。因此本研究希望能夠提出一個桌遊「導入教學框架」,以議論文桌遊及說明文桌遊為工具,採用「設計研究法」進行研究,在三年的研究時間內,長時間地滾動修正自己每次桌遊導入教學的教案,並彙整操作過程中的觀察及反思提出最終的框架。本框架包含「學習」及「遊戲」兩個向度:「學習」向度重視強調「學習重點」與「解構建構」,前者以課綱為指引,強調應當在設計桌遊課程前擬定「學習表現」與「學習內容」,後者則強調「解構卡牌」及「建構整體」,引導學生確實閱讀卡牌內容及建構整體概念。「遊戲」向度則強調「遊戲情境」與「掌握節奏」:前者指出應當建立遊戲情境,但又不能混亂失序,因此以「貼近生活」與「班級經營」為重點;而後者則分為「入門簡單」及「循序漸進」,讓學生可以逐漸進步,達成成就。透過此一框架的導入及驗證,本人確實感受到自己在桌遊導入教學之課程日益完善,且也察覺學生的進步,故提以此框架供教育界及學術界參考運用。
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    CodeCity:以遊戲化知識地圖提升高中生的學習成就與學習動機
    (2023) 林以珊; Lin, Yi-Shan
    在 COVID-19 疫情的背景下,學習管理系統的運用在教學現場中變得更加普及且種類繁多,但是學習管理平台仍有持續進步的空間。過往學習管理平台有互動性不足以及參與度較低的問題,因此採用遊戲化方式來提升學生學生動機,然而遊戲化的機制雖然在初次接觸新知識時扮演重要角色,但是長期而言,過於強調外在動機,容易影響學生內在動機,不利於後續的學習效果。最終,為了優化學習平台,搭配使用知識地圖,視覺化呈現知識關聯來降低學生的認知負荷,增加學生的挑戰意願,來達到提升長期參與的目標。在教學內容上使用新興科技作為主題,首先是新興科技與生活息息相關,且對於初學者而言門檻較高,此外,根基於數位技術的新興科技,相較於傳統的教學方式,在課堂中更適合以數位化的教學載體來呈現。綜上所述本研究旨在打造並檢驗一個有效的學習管理平台,即 CodeCity 平台,具體目的如下:(1) 開發一個以遊戲化知識地圖為特色的學習管理平台。(2) 評估 CodeCity 平台對學生學習成就與學習動機的影響。本研究在系統建立之後,採用準實驗設計的方式,分別進行兩次不同主題的實驗。第一次實驗依據 3 位專家教師研發的人工智慧教材作為內容,並以台南市某女中的 87 位高三學生做為有效研究對象,搭配本 CodeCity 平台進行 12 週的教學活動。實驗資料(包含成就測驗、系統紀錄、與動機問卷資料)蒐集之後,以描述統計、成對樣本 t 檢定、迴歸分析、MANOVA 以及信度分析等方法進行分析。同時也進行第二次實驗,以資訊安全為主題,台南市某女中的 28 位高三學生做為有效研究對象,共為期三週的實驗。本研究主要結果如下,在學習成就方面:(1)使用 CodeCity 平台之後,學生的學習成就顯著提升。(2) 遊戲化元素中,只有主題平均分數、即時測驗提交次數、可以解釋後測成績。(3) 經常使用知識地圖功能的學生,在後測的監督式學習部份、以及整份後測測驗上,顯著優於不常使用的學生。(4) 經常使用和不常使用即時測驗提交功能的學生,在後測任何部份都沒有顯著差別。(5) 經常使用排行榜功能的學生,在後測的監督式學習部份顯著優於不常使用的學生;在學習動機上:本研究資料可以證實,使用 CodeCity 平台的學生無論學習成就高低,都能保有相同程度(沒有顯著差異)的學習動機,且本研究使用的 ARCSU 問卷具有優良的信度。綜合以上研究結果,本研究也提出建議供實務工作者與未來研究者作為參考。
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    桌遊結合擴增實境用於 COVID-19 疾病預防教育之成效
    (2023) 賴頤; Lai, Yi
    本研究為探討桌遊結合擴增實境用於 COVID-19 疾病預防教育之成效,主要探討如何增強國小學童疾病預防之知識及防疫行為之生活應用。近幾年由於疫情肆虐,健康教育再次受到學術界的關注。以往之健康教育之教學恐過於抽象不易與生活產生連結,讓學習者無法與生活產生連結,有失其學習成效。對此,本研究將結合擴增實境桌遊和合作學習之優點,設計開發一款學習輔助系統:CARL系統,透過此二者之特性輔助學習者學習。本研究採不等組之前後測準實驗研究,受試者為新北市某國小 59 位之學習者。實驗結果以共變數分析(ANCOVA)進行分析,以檢視學習者之學習成效及生活應用。再者,透過量表及訪談了解學習者之使用感受及再使用意願。本研究之研究結果為:(一)使用 CARL 系統學習之實驗組,其學習成效顯著優於使用卡牌學習之對照組、(二)使用 CARL 系統學習之實驗組,其生活應用並無顯著優於使用卡牌學習之對照組、(三)使用 CARL 系統學習之實驗組,對於系統設計及課程內容均持正向態度、(四)使用卡牌學習之對照組,對於課程內容持正向態度、(五)使用 CARL 系統學習之實驗組,其學習保留程度顯著優於使用卡牌學習之對照組。
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    以擴增實境桌遊輔助觀察力學習之研究
    (2023) 王嘉琳; Wang, Chia-Lin
    本研究提出以科學觀察框架融合擴增實境結合實體卡牌桌遊作為輔助學習之工具,用以培養早期小學兒童的科學觀察思維進而提升觀察能力、學習成效。運用擴增實境的虛實整合、即時互動與辨認標記概念搭配實體卡牌桌遊作為學習工具,擴增實境系統上的觀察問題、線索描述、假設並掃描QRcore、答案選擇和呈現的擬真3D生物模型影片使學習者能自由暫停、撥放外,也讓學習者能夠進行詳盡的科學觀察訓練,本研究以主題式的學習任務問題輔助學習者逐步加深練習有目的的特徵觀察、證據搜索和答案選擇,從中培養科學觀察思維提升觀察能力外,也同時增進對生物特徵的了解與認識。本研究的目的為比較擴增實境卡牌桌遊組與卡牌桌遊組,何者較能提升對於觀察能力、學習之成效。以準實驗法將新北市某國小三年級學習者分成擴增時竟卡牌桌遊組、卡牌桌遊組,各組使用不同的學習工具學習,並進行三周的實驗介入。所得知的結論如下:一、 使用擴增實境的學習者對於提升學習者的學習成效表現並無較明顯的助益。二、 雖在不同的學習方式下訓練科學觀察思維,但仍擁有相同的神馳經驗效果。三、 擴增實境卡牌桌遊組之學習者的觀察能力比起卡牌桌遊組的學習者有明顯助益。四、 使用擴增實境結合實體卡牌桌遊進行學習的學習者具有良好的使用以及接受態度。五、 使用擴增實境的學習者不能夠有效提升學習者的學習保留程度。
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    擴增實境應用於國中美術課程色彩美感學習之研究
    (2023) 許卉穎; Hsu, Hui-Ying
    色彩在生活中與美感學習環境中扮演著相當重要的角色。本研究主要探討擴增實境應用於國中美術課程色彩美感學習。目前國內的中小學美術課程普遍依照教科書進行講述式教學,較忽略個人特質發展與創造性。本研究針對初學者建構一套擴增實境與色彩美感學習課程,為激發學生主動學習色彩的動機,使用擴增實境的優勢補足教科書學習資訊不足的缺陷,幫助建構知識表徵的學習。參與者為90名國中七年級學生,採用準實驗研究,探討色彩擴增實境系統組 (實驗組) 與紙本教材組 (控制組) 在不同學習方式對色彩課程之學習成效、學習動機與色彩美感的表現,以及調查教學意見回饋、實驗組之系統滿意度、系統學習歷程,以作為後續系統精進之參考。研究結果顯示,實驗組與控制組學生在學習成效並無達顯著差異。另一方面,實驗組學生在學習動機的各個面向均有顯著優於控制組。實驗組與控制組學生在色彩美感表現並無達顯著差異。此外,擴增實境應用於國中美術課程色彩美感學習有助於提升學習動機,足以持續發展學習成就與色彩美感的研究方向。
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    除錯策略與引導策略對國中八年級學習者以擴增實境輔助程式除錯學習成效、動機及態度之影響
    (2022) 劉冠緯; Liu, Guan-Wei
    本研究旨在探討除錯策略(邏輯導向、功能導向)及引導策略(程序引導、問題引導)對國中八年級學習者以擴增實境輔助程式除錯之學習成效、學習動機及學習態度的影響。研究對象為新北市某國中八年級學習者159人,有效樣本為108人。本研究採因子設計之準實驗研究法,自變項為除錯策略及引導策略,除錯策略根據學習者分析問題的方法,分為「邏輯導向」與「功能導向」;引導策略則依照引導學習者解題的方式,分為「程序引導」與「問題引導」。依變項為程式設計學習成效(知識理解、知識應用)、程式設計學習動機(價值成份、期望成份、科技接受度)與程式設計學習態度(學習自信心、學習喜好、學習焦慮、學習過程、學習方法、有用性)。研究結果發現:就程式設計學習成效而言,(1)在「知識理解」面向,邏輯導向組的表現優於功能導向組;(2)在「知識應用」面向,學習者使用邏輯導向除錯時,程序引導組表現顯著優於問題引導組;而學習者接受問題引導策略時,功能導向組的表現顯著優於邏輯導向組。其次,就程式設計學習動機而言,(3)各實驗組學習者對於程式設計學習皆保持正向動機,其中在工作價值、控制信念、自我效能、期望成功與科技有效性方面,邏輯導向組顯著優於功能導向組;(4)在外在目標導向方面,學習者使用功能導向除錯時,問題引導組顯著優於程序導向組;(5)而接受程序引導組的學習者,邏輯導向組顯著優於功能導向組。最後,就程式設計學習態度而言,(6)各實驗組學習者對於程式設計學習皆抱持正向態度,其中在學習自信心方面,問題引導組顯著優於程序引導組;(7)在學習喜好、學習方法與有用性方面,邏輯導向組顯著優於功能導向組。
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    前導組織與遊戲設計策略對國小生Scratch遊戲程式設計學習成效、動機及態度之影響
    (2023) 陳昀辰; Chen, Yun-Chen
    本研究旨在探討前導組織及遊戲設計策略對國小生在Scratch遊戲程式設計擴增實境學習活動的學習成效、動機及態度之影響。研究對象為國小六年級學習者,研究樣本為臺北市某國小163位六年級學生,有效樣本134人。本研究採因子設計之準實驗研究法,自變項為「前導組織」及「遊戲設計策略」,「前導組織」依據多媒體互動之差異分為「遊戲前導」及「動畫前導」;「遊戲設計策略」依據教學內容之差異分為「由上而下」及「由下而上」。依變項為程式設計學習成效(知識理解、知識應用)、學習動機(價值成分、期望成分、科技接受度)及學習態度(學習自信心、學習喜好、學習焦慮、學習過程、學習方法、有用性)。研究結果發現:就學習成效而言,(1)在「前導組織」方面,接受「遊戲前導」時,「由上而下組」學習者在知識理解及知識應用表現高於「由下而上組」學習者;(2)在「遊戲設計策略」方面,使用「由上而下策略」時,「遊戲前導組」學習者在知識理解及知識應用表現高於「動畫前導組」學習者。其次,就學習動機而言,學習者對於Scratch遊戲程式設計皆持正向動機,(3)但就「前導組織」而言,接受「遊戲前導」時,「由上而下組」學習者在學習動機表現高於「由下而上組」學習者;(4)而就「遊戲設計策略」來看,使用「由上而下策略」時,「遊戲前導組」學習者在學習動機表現高於「動畫前導組」學習者。最後,就學習態度而言,學習者對於Scratch遊戲程式設計皆持正向態度,(5)從「前導組織」來看,接受「遊戲前導」時,「由上而下組」學習者在學習態度表現高於「由下而上組」學習者;(6)從「遊戲設計策略」來看,使用「由上而下策略」時,「遊戲前導組」學習者在學習態度表現高於「動畫前導組」學習者。
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    機器人作為國小運算思維教學工具之系統性文獻回顧
    (2023) 蕭君穎; Hsiao, Chun-Ying
    近年來各國開始積極推動電腦科學教育與運算思維能力,且隨著日常社會中科技的發展與普及,科技融入教學是近年來重要的教學模式之一,而當中的教育機器人做為一個跨多學科的教育整合工具更是近年來的研究趨勢。本研究旨在探討機器人作為國小階段教學工具融入課程中對於國小學生學習運算思維之影響,以系統性文獻回顧之方式,蒐集Scopus資料庫中2017至2022年近五年間的相關文章,共計16篇文獻並加以分析歸納,回答以下研究問題: (1) 在國小電腦科學學習中使用何種機器人進行教學? (2) 在國小教育中如何將機器人作為教學工具融入電腦科學教學中? (3) 國小學生對於機器人融入電腦科學課程中學習到那些運算思維能力?其學習成效為何? 研究結果發現,國小階段學習運算思維之機器人,多使用不需組裝的機器人,並以視覺化程式設計環境與之搭配,而在機器人活動的教學策略上使用合作學習並搭配問題導向式學習。而國小學生在經歷機器人教學活動後,在學習運算思維方面呈現增長,顯示在國小階段以機器人作為教學工具進行運算思維之學習是有成效的。最後本研究根據研究結果提出相關建議,期望此文獻回顧給予研究人員以及教育工作者相應的支持與一個參考方向。
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    以情境化數位遊戲提升學生執行功能:抑制與轉換
    (2022) 侯邰嫺; Hou, Tai-Hsien
    人能有效地自我監控、彈性調整自身的認知行為與採取行動,都是由大腦處 理後的結果,而意識控制思想、行動的心理過程被稱為-“「執行功能」”,它能夠幫助實現目標導向的思想和行為,有效提升生活品質,在學業或事業上都有所幫助。執行功能中的抑制、轉換更被認為是協助高階執行功能的重要基礎,因此若能有效提升執行功能中的抑制及轉換能力,將能協助我們做出良好的決策。過去研究發現執行功能能透過後天訓練提升,常見訓練方式有:(1)運動訓練:傳統上最常使用的訓練模式,以有氧運動為主 (2)認知訓練:透過特定認知測驗訓練大腦,其中數位化訓練效果優於非數位化訓練 (3)遊戲式訓練:透過遊戲訓練認知能力,其中基於認知理論設計的遊戲最為有效。過往訓練結束後,受測者受到許多限制,導致無動機繼續訓練,訓練停止後 成效也逐漸消退,而遊戲式訓練雖能提升使用者內在動機,但在情境設計上多為虛構式環境,難使受測者將訓練成效遷移至日常生活之中,因此,本研究希望透過遊戲式的趣味性、有效性、方便性,提升繼續遊玩的意願,再加入生活的情境, 加強情境化的延續性、帶入性,提升成效及遷移,故設計情境化數位遊戲提升抑制及轉換。為評估上述情境化數位遊戲對執行功能的影響,因此本研究探討以下三個研 究問題:(1)情境化數位遊戲是否能提升執行功能中的抑制能力;(2)情境化數位遊戲是否能提升執行功能中的轉換能力;(3)情境化數位遊戲對玩家遊戲體驗的影響。研究對象為北部大學學生 58 人,隨機分為實驗組及控制組,實驗組透過情境化數位遊戲進行訓練,控制組則透過認知工具進行訓練。實驗流程先進行執行功能前測,之後訓練系統介入三十分鐘,並同步使用眼動儀追蹤使用者遊戲中的眼動歷程,最後進行執行功能後測、ARCS 問卷及訪談。透過使用者先天執行功能能力(前測)及介入後的執行功能能力(後測)差異了解訓練工具對使用者的影響,再藉由 ARCS 問卷(注意力、相關性、信心、滿足)、訪談及眼動儀了解對玩家遊戲體驗的影響。研究結果顯示:(1)抑制能力在情境化數位遊戲訓練後有顯著提升;(2) 轉換能 力在情境化數位遊戲訓練後有顯著提升;(3)分析玩家遊戲體驗的影響後,研究結果發現:情境化數位遊戲較能吸引使用者的注意力,讓使用者產生傾向積極的態度 並有偏向能建立成功的自信心,且較能讓使用者產生持續遊玩的想法,眼動指標表示規則說明、計分區、遊戲區、規則提示、按鈕選項皆有顯著被使用,且計分 區和規則提示等更能影響使用者,使其強化訓練效果,情境化的主題也有幫助玩家投入的效果,而控制組則發現文字與影像規則說明能幫助使用者更清楚如何操作。
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    高低成就者於文字型數位卡牌遊戲之眼動差異
    (2022) 翁睿昕; Wong, Jui-Hsin
    資訊科技融入教學是學習新趨勢,尤其是數位遊戲式學習,把枯燥艱澀知識內容以遊戲方式呈現,讓學習者能得到即時反饋,建立學習脈絡,提高學習者的學習動機和學習成效。然而過往研究是以訪談、問卷等方式理解學習者在遊戲中的認知歷程,容易受到主觀意識或記憶偏誤影響結果,缺乏客觀工具紀錄學習認知行為,因此加入眼動儀偵測學習者觀看歷程,輔以訪談解說,能更清楚了解學習者的認知歷程與策略。本研究旨在以數位卡牌遊戲輔助借景抒情文寫作,藉由數位卡牌遊戲的判斷、組織及寫作三個版本,結合判斷主題、理解結構及編排挑戰,並以眼動儀蒐集眼動凝視數據及熱像圖,理解學習者的認知歷程與注意力分佈,進一步評估高低成就者的組織策略差異。研究問題為:(1)高低成就者於數位卡牌遊戲閱讀注意焦點有何差異;(2)高低成就者於數位卡牌遊戲組織策略有何差異。研究分為前導實驗和正式實驗,研究對象分別為前導實驗40位大專生和正式實驗30位新北市某所國中學生作為施測對象,參與45分鐘的數位卡牌遊戲實驗,在整個過程中由眼動儀收集眼動資料,再由SPSS和序列分析探討高低成就者認知歷程及組織策略差異。研究成果顯示,(1)高低成就者注意焦點有顯著差異,高成就者在編排文章時注意焦點在前後文之間的關聯,以及其對應關鍵字。低成就者在編排文章時注意焦點在文章中關鍵字。(2)高低成就者組織策略有顯著差異,高成就者在組織文章時其序列分析注重在符合主題的景物特點描寫,低成就者在組織文章其序列分析,注重在主題情感共鳴文字撰寫。
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    基於認知神經科學之運算思維導向程式設計視覺化輔助學習平台設計
    (2022) 賴思妤; Lai, Si-Yu
    近來程式設計教育備受重視,且著重運算思維的培養,但學習程式設計對於初學者來說並非易事。過去研究發現若工作記憶能力(包含:視覺空間畫版、語音迴路、中央執行功能)不足,學習者無法透過工作記憶的心像記憶與處理、語音複誦、資源統籌管理等進行演算法規劃與樣式辨識等運算思維,進一步影響程式設計的表現。為了彌補工作記憶能力的不足,本研究擬設計與發展一個視覺化程式設計輔助學習平台,輔助學生工作記憶的運作,藉以進行程式設計所需的演算法思維與樣式辨識之運算思維,進而提升程式設計表現。本研究所設計的視覺化輔助學習平台有三種主要功能:(1) 流程視覺化-透過視覺化的流程與架構標示,幫助學生產生程式流程的視覺心像,並統整程式執行的各項資料,以掌握演算法邏輯與流程樣式。(2) 模擬執行-透過程式模擬執行讓學生可透過修改輸入並觀察輸出的變化統整程式執行資訊,以了解程式的流程,並歸納演算規則。 (3) 程式解釋-透過程式解釋幫助學生進行程式碼內容的隱內複誦,以進一步了解程式的演算法流程。本研究透過準實驗研究法驗證所發展的視覺化輔助學習平台的效益,實驗對象為新北市某高中修習資訊科技概論課程的二年級文組生,實驗組31人使用視覺化輔助平台學習,控制組32人則授以傳統式講述式教學。研究資料蒐集自程式設計學習成就測驗、學習態度問卷、工作記憶測驗、運算思維能力測驗、訪談等資料,並進行分析。研究結果發現:在學習程式設計時,學習者對於程式理解時需記憶其中的變數變化、整合程式資訊,以及想像程式流程之視覺心像(視覺空間畫版)皆感到困難。在進行程式設計教學之後,採用運算思維導向程式設計視覺化輔助學習平台設計的實驗組學生在程式設計的能力上表現優於採用傳統講述式教學的控制組學生,亦即,藉由視覺化平台的輔助,可以提升程式設計能力。此外,從平台各功能使用率與程式設計進步幅度相關性、平台有效性比例以及訪談結果來看,「流程視覺化」與「模擬執行」能顯著輔助學生的視覺空間畫版以及中央執行功能,進而提升其程式設計能力。而從學生訪談結果可發現,透過「流程視覺化」中「變數記憶區」視覺化圖解能輔助學生視覺空間畫版的缺陷,引導學生想像程式執行的邏輯;透過「變數記憶區」變數的改變,能輔助學生中央執行功能統整程式資訊的概念。「模擬執行」功能則能夠藉由觀察「變數記憶區」中程式輸入與輸出的對應來統整程式邏輯的規律,進而輔助學生中央執行功能資料整合的能力;視覺化圖解以及程式變數的改變,則能幫助學生抽象化出程式概念。除了程式設計能力的提升,實驗結果也顯示:採用視覺化輔助程式設計學習比傳統式講述式教學更能增加學生學習程式設計的自我效能。
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    利用文本分類模型評量台灣高中生的科學探究觀
    (2022) 吳家榮; Ung, Ka-Weng
    來自台灣新北市某高中的538名10-11年級學生和來自台灣中部的65名10-11年級學生參與了這項為期兩年的研究。通過使用各種自動評量方法,本研究通過評估了各種方法在科學探究觀點的開放式中文版問卷上的評量表現,探討自動評量的可行性。研究的結果表明﹕(1)在八個不同 aspect 的題目情景下,比起單一分類模型,將各種表現好的傳統分類模型相混合在大部分情景下是能夠提高評量的表現。(2)在八個不同 aspect 的題目情景下,預先訓練好的BERT所微調出來的模型的評量表現都是顯著優於傳統分類模型、混合模型以及在Google的AutoML中訓練的模型。(3)在八個不同 aspect 的題目情景下,過採樣法和資料增強方法(機器翻譯)都能夠有效地提高各模型的性能。(4)每個問題的答案字數與模型的性能有一定程度的負相關,但訓練資料集的大小與模型性能沒有相關。基於上述成果,我們可以認為BERT和一些集成學習的技術(例如混合模型),再加以搭配過採樣法或資料增強方法(機器翻譯)以應對現實教育環境收集到的不平衡資料,可以切實有效地幫助研究人員建立自動評量系統來探索學生們的科學探究觀點是屬於哪一類型(天真型、過渡型、知識型)。此外,本研究發現答案的長度會影響到模型分類的效能,但資料的多少則不會影響,建議可以繼續深入地進行相關研究,作為這些技術的後續應用,教師們可以在使用問卷後更快地識別出表現好的和表現差的學生,對他們進行干預,或以其他措施幫助他們。