學位論文
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Item 整合認知理論為基礎的遊戲機制之行動歷史教育遊戲與協作學習行為模式分析(2024) 周逸璇; Chou, Yi-Shiuan多元觀點的歷史教育逐漸強調歷史思維和協作問題解決能力的發展，且認知鷹架可以在教育遊戲中提供即時指導，以促進學習者對歷史知識的正確理解和討論。本研究設計一個結合認知鷹架與歷史思維的中國清朝歷史教育遊戲《虛空破碎 2.0》，搭配協作問題解決的小組討論活動，引導學生使用歷史思維技能進行遊戲內挑戰和協作問題解決活動，並對學習成效、認知鷹架使用行為、與歷史思維技能討論互動模式三個面向進行分析。本研究實驗有 158 名高中生為參與者，分為實驗組(遊戲式學習)和控制組(紙本閱讀)。結果發現，學生的學習成效都有提升，但兩組間並無顯著差異，顯示實驗組在額外具備協作互動的遊戲活動中也能夠得到與閱讀活動相同的歷史學習成效。針對實驗組深入分析學生對認知鷹架的需求，在遊戲時間的前半段需要線索性的資訊，而後半段需要提示性的資訊。實驗組中，高先備知識的學生願意分享他們的理解，並帶來更多不同類型的訊息組合以得到結論或原因。對於短訊息的需求沒有明顯增加，偏好較具主題性的討論並從中獲得幫助而非認知鷹架。而低先備知識的學生則更願意與同伴一起尋找有關時間推理的訊息，並反覆探究自己可能注意到的線索。對於短訊息的需求明顯增加，偏好較具探索性的討論並從認知鷹架中共同探索與貢獻所發現的資訊。Item 情境任務導向之華語詞彙學習系統：設計與評估(2024) 魏宇涵; Wei, Yu-Han對國外學習者而言，因華語中的漢字特性與歐美語系所屬的拼音文字不同，容易產生詞彙認讀困難，進而削弱學習動機，在學習時，有明確目標能夠驅動學習，增強學習動機，另外，因語言具有交際實用性，故除了目標，情境也是推動語言學習的關鍵，科技能強化情境，如利用擴增實境、虛擬實境、感應等技術，然過去研究的情境塑造方式多偏重於實體或虛擬方式，較少探討虛實整合，故本研究開發一虛實整合之系統，整合互動媒材(實體)與數位的仿Line聊天室介面(虛擬)，並加入任務元素驅動學習者在情境中學習，希望透過此情境任務導向設計提高華語詞彙的學習成效、建立良好學習動機。本研究目的為輔助以華語為外語之成人學習者學習詞彙，開發一款情境任務導向之華語詞彙學習系統（Contextualized-task-oriented Chinese Vocabulary learning system, CCV學習系統），以互動實體媒材與仿Line聊天室介面創建情境任務，達成虛實結合的學習方式，讓學習者動手完成日常任務，打造一個學習華語詞彙的新方法。藉此評估此系統作為華語詞彙學習教材之可行性以及影響，本研究探討以下兩個問題：（1）此情境任務導向之華語詞彙學習系統是否能提升華語為外語學習者之詞彙學習成效? （2）學習者使用情境任務導向之華語詞彙學習系統之華語學習動機為何?研究對象為北部某大學華語語言中心39人，採受試者內設計及隨機分組前後測設計，將受試者隨機分為A、B兩組，A組學習者先使用CCV學習系統學習華語詞彙，再使用電腦閱讀電子書；B組學習者則反之，兩種教材中的目標詞彙及實驗流程皆相同，透過前、後測的詞彙測驗、ARCS問卷及文字回饋了解兩組教材之詞彙學習成效與學習動機。研究結果表明，CCV學習系統與電子書皆對學習者的華語詞彙成效有正向的影響，但CCV學習系統與電子書兩組之間的進步幅度無顯著差異；在學習動機的部分，學習者使用CCV學習系統的學習動機（注意力、相關性、信心、滿意）高於電子書，且存在顯著差異，大部分的受試者覺得使用CCV學習系統學習的經驗很有趣，有繼續使用的意願。Item 整合自我調節理論的虛擬寵物養成遊戲對高齡者參與行為、動機與成效之影響(2024) 李勁霆; Li, Jing-Ting在當今，全球人口快速老化，台灣也即將進入超高齡化社會，這使得健康老齡化成為重要議題，而健康飲食成了實現健康老齡化的關鍵。然而，隨著生活型態的變遷和飲食習慣的改變，許多高齡者在健康飲食方面面臨挑戰，這也使得自我調節能力變得極其關鍵。本研究旨在探索一款虛擬寵物學習夥伴結合自我調節的理論、數位遊戲學習的應用等策略，以增強高齡參與者的參與行為、參與動機與成效，並評估此系統設計對高齡參與學習者的參與行為、參與動機與自我調節成效之影響。本研究開發名為「健康夥伴」的虛擬寵物養成遊戲，將自我調節的理論框架融入虛擬寵物養成遊戲流程中，包括：以寵物引導目標設定、以寵物促進監控與控制、以寵物獲得回饋與反映。研究涉及新北市某樂齡中心的44名平均年齡68歲的高齡學生，進行為期兩周的實驗。參與者分為實驗組（有虛擬寵物）和控制組（無虛擬寵物），通過系統的行為數據與前後測問卷量表調查，分析系統對於參與行為、參與動機和成效之影響為何。研究結果如下，(1)在參與行為方面：虛擬寵物養成遊戲能有效幫助高齡學生建立良好的參與行為；(2)在動機影響方面：參與動機方面的效果有限，實驗組在動機構面中的相關性與滿意度方面的得分低於控制組，表明寵物相關遊戲內容與學習者需求的相關性和滿意度需要進一步提升；(3)在成效的部分：實驗組的自我調節能力沒有顯著高於控制組，且後測沒有顯著高於前測；體驗回饋的部分：虛擬寵物養成遊戲非常受歡迎且受試者喜愛獎勵系統，並且大部分的人有極高的意願再次使用，但建議針對高齡者改善易用性和介面字體。綜合上述，本研究資料可以證實在參與行為方面有效的能夠幫助學生，但是在動機與成效上並不顯著影響，這可能因為研究週期較短，自我調節能力的提升效果可能受到限制，未來應進行長期研究以及擴大樣本範圍，以全面了解虛擬寵物相關設計對自我調節的持續影響。Item 視覺化模擬輔助物聯網教學之研究(2024) 顧清文; Ku, Ching-Wen隨著網際網路日漸普及，物聯網於生活中的應用日益增多，物聯網的教育也成為全球資訊教育所關注的重要議題，然而過往的物聯網課程仍有待改進：使用開放硬體進行物聯網教學除了設備費用昂貴以外，也時常因為過程繁瑣、實驗過程難以觀察等因素而影響學習效果；在物聯網中所涉及的許多概念如「資料表示、處理與分析」、「網路協定」等，大多有著複雜的架構、繁複的處理流程，學生往往無法完整理解其架構與運作方法；此外在物聯網主題中也包含「演算法」等較為抽象的學習內容，然而傳統講授式教學較無法引導學生主動思考，導致學生無法掌握抽象的演算流程。以上的種種皆導致物聯網的教學在中、小學教育體系中不容易被落實。為了將抽象且複雜的概念視覺化、具體化，以幫助學生理解，以及解決使用開放硬體進行教學所面臨的種種限制，本研究發展視覺化模擬輔助物聯網教學之教學策略，針對「硬體操作模擬」、「架構流程模擬」、「抽象概念模擬」三種模擬形式開發視覺化模擬輔助學習平台，並探討視覺化模擬輔助教學對物聯網學習成就、學習態度之影響。此外，為探究抽象推理能力對於學習物聯網此等抽象複雜的內容是否會造成影響，以及不同的教學策略是否對不同抽象推理能力的學生造成不同的影響，研究亦將抽象推理能力納入討論。經由教學實驗結果發現：一、本研究發展之視覺化模擬輔助學習平台上，「硬體操作模擬」能幫助學生記憶模組的功能與應用，對於感知層的意義有較完整的理解，並且融入了模擬情境的設計，幫助學生將感知層相關概念與具體情境連結，因而能將課堂所學的概念類推應用至其他生活情境；「架構流程模擬」能幫助學生逐步觀察架構與流程的運作方式並與之互動，藉以掌握複雜的物聯網架構與運作流程；「抽象概念模擬」能透過設定參數與觀察演算法動態的模擬結果，幫助學生以視覺化的形式將抽象概念進行表徵，以更清楚理解演算法的邏輯、執行順序以及變項之間的關聯性，進而能描述較完整的演算法細節，因而，視覺化模擬輔助教學能提升學生物聯網的學習成就。二、視覺化模擬輔助教學相較於傳統講述式教學，學生能以自己的步調進行學習，並藉由與平台的互動過程學習物聯網概念，且給予學生即時的回饋，使學生能隨時根據回饋修正思考，因此更能掌握自身理解概念的歷程，進一步擁有較高的自我效能。另一方面，使用視覺化模擬輔助教學，能幫助學生以視覺化的形式將抽象概念進行表徵，並使學生透過逐步觀察架構與流程的運作方式並與之互動，藉以掌握複雜的物聯網架構與運作流程，能降低學生的學習負擔，因而對於抽象主題的學習感受較為正向，且感受到的課程難度較低。此外，視覺化模擬輔助教學能提供更加系統化地統整物聯網的知識架構，學生可以按照物聯網的架構逐漸學習相關的物聯網概念，可以更有效的理解物聯網的完整架構，因此對自身在物聯網主題的理解程度有較正向的感受。在電腦科學學習興趣方面，因實驗組與控制組在課程中皆涵蓋許多生活中的物聯網案例，且有較多學習內容是與學生自身生活有連結，故兩組皆顯著提升電腦科學學習興趣。此外，從性別的因素來看，男生較認同視覺化模擬輔助教學之有效性，而此教學方式較能降低女生對於抽象學習主題的負面感受。三、無論是在傳統講述式教學抑或是視覺化模擬輔助教學，可能由於本研究之物聯網課程內容超越抽象推理能力的範疇，所涉及的問題更為複雜，因此抽象推理能力未顯著影響物聯網學習成就。在學習態度方面，若施以傳統講述式教學，低抽象推理能力的學生所感受到的物聯網課程難度較高抽象推理能力的學生難，但透過視覺化模擬輔助教學，此差距將被拉近，表示其能有效地減少學生在學習複雜且抽象主題的學習困難，使得低抽象推理能力的學生對課程難度的感受與高抽象推理能力的學生無顯著差異；而在學習態度「電腦科學自我效能」、「電腦科學學習興趣」、「抽象主題學習感受」、「物聯網理解概況」、「視覺化模擬輔助之有效性」等面向，不論是施以傳統教學或視覺化模擬輔助教學，高、低抽象推理能力的學生之態度無顯著差異，可能由於本研究之物聯網課程內容複雜，所需之能力較為多元，並無法單就抽象推理能力探究其影響，在教學策略與抽象推理能力之間也無交互作用。然而，實驗結果發現視覺化模擬輔助教學能提升低抽象推理能力的學生對於電腦科學的學習興趣、自我效能，降低其對於物聯網課程的難度感受，並且在學習抽象主題(如演算法等)學習時擁有較正向的學習感受。Item 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。Item 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-TzuSTEM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。Item 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。Item 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。Item 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。Item 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。