學位論文
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Item 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。Item 程式設計補習班國中小學生之學習動機研究(2023) 束凱文; Shu, Kai-Wen面對資訊科技教育的全球潮流，台灣也將其列為必修，但實施上遇到問題。家長因此轉向補習教育，程式設計補習班的需求增加。儘管動機自主性對學習程式有顯著影響，但補習程式設計動機的相關研究卻有限。因此本研究期望探究學生程式設計補習的動機及持續意願之相關性，並了解不同背景參與者在這些構面間的差異。本研究的理論基礎為 「自我決定論 ( Self-Determination Theory, SDT ) 」 ( Deci& Ryan, 1985 )，綜合相關研究後建構出研究架構。本研究參與者為台灣某兒童程式設計教育機構之三年級以上學生，藉由問卷收集參與者的家庭背景、補習動機及持續意願等資料，研究過程皆確認了調查的匿名和自願性。經過施測，最後保留了 205 個有效樣本進行研究，均為國小三年級至國中的學生，分佈在各縣市。 研究結果發現： (1) 研究參與者展現出較高的自主動機、較低的受控動機及無動機 (2) 年級與內在調節構面呈負相關，但與其他動機構面無關 (3) 不同家長學歷、經濟狀況、居住地區在各動機構面上並無差異 (4) 越自主的動機與持續補習意願越呈正相關，而無動機則與持續意願呈負相關 (5) 在動機連續體中，越接近的動機之間越呈正相關，越遠的動機之間越容易呈負相關 (6) 相對於學校，研究參與者較認同補習班的程式設計課程與師資。 建議未來可探討學生在學科上的年級與動機的相關性、性別與城鄉之間的差異、學生對學校與補習班的程式課程態度存在差異的原因。Item 工作記憶對國小學生學習巢狀迴圈之影響(2021) 許君平; Hsu, Chun-Ping工作記憶是大腦在進行複雜工作時，用來暫存訊息的地方，對學習有重大影響。巢狀迴圈因涉及內、外迴圈結構，在程式執行時，內、外迴圈中的變數及程式執行狀態常需暫存處理；因此，工作記憶顯然會影響學生學習巢狀迴圈概念。本研究主要是探討工作記憶與巢狀迴圈學習成就的關聯。 參與本研究的實驗受試者為64名國小六年級學生。實驗共實施四節課，前兩節為巢狀迴圈教學，第三節進行迴圈成就測驗，第四節實施工作記憶模型中視覺空間模板的旋轉廣度測驗。實驗結果得到以下結論：(1)單迴圈學習成就與視覺空間模板無顯著相關，(2)簡單巢狀迴圈學習成就與視覺空間模板無顯著相關，(3)複雜巢狀迴圈學習成就與視覺空間模板有顯著正相關。根據研究結果，建議巢狀迴圈教學可根據學生工作記憶能力進行差異化教學；教學設計時，應由淺入深逐步增加迴圈複雜度，並提供學生理解線索，以減輕學生工作記憶負荷。Item 自駕車模擬之教學套件設計與開發(2021) 葛顯亭; Ko, Hsien-Ting本技術報告開發一套自駕車教學套件，幫助學生透過設計自駕車程式，以了解自駕車如何偵測環境資訊及規劃路線，因而習得演算法的概念。本技術報告的創新在於，研究者發展的自駕車教學套件，可以讓學生在熟悉的Scratch程式語言平台中，及使用不需高效能的電腦即可進行學習，降低教學成本利於推廣。研發之教學套件有二，包括自駕車套件與地圖套件。自駕車套件可讓學生修改自駕車的偵測範圍、判斷邏輯、行駛參數等的程式碼來完成任務，以訓練學生演算法能力；地圖套件允許教師自行設計與擴充，提升教學設計的彈性。 開發的自駕車教學套件於台北市某國中試用，共有兩班九年級的75位學生參與，教學實施時間為8節課，並收集課堂觀察紀錄、學生專題作業、紙筆測驗、意見回饋等進行分析。使用結果發現，本教學套件有助於學生瞭解自駕車操控原理，且提升學生學習程式設計動機。建議未來自駕車套件應依功能模組區塊化，地圖套件應新增更多種類。此外，教學實施應有妥適規劃，例如：給予學生充分練習與操作時間，設計適當評量測驗、提供足夠範例等。Item 應用運算思維導向程式設計教學模式於國小學生學習迴圈概念(2020) 黃瑞萱; Huang, Ruei-Shiuan本研究以運算思維導向程式設計教學模式教授國小學生迴圈概念，並探討此模式對學生學習成就、運算思維和學習態度之影響。該模式是在學生進行程式設計解決問題之前，先透過逐步運算的過程中觀察解題規律，以理解迴圈的運作過程，然後再使用迴圈結構解決問題，並進而培養學生運算思維。本研究採準實驗研究設計，共102位國小四年級學生參與實驗。實驗組（53位）採用運算思維導向程式設計教學模式，對照組（49位）則使用傳統教學模式。研究工具包括：學習單、成就測驗、運算思維測驗、態度問卷、及Dash機器人。 研究結果顯示，兩組學生在成就測驗、運算思維能力及態度皆無顯著差異。根據課堂觀察沒有達到顯著差異的原因可能為：（1）兩種教學模式從不同面向幫助學生學習迴圈，（2）傳統模式在講解迴圈觀念也強調運算思維，（3）教學設計的安排，讓實驗組擁有較少的練習時間，（4）教材中的巢狀迴圈圖形對於國小學生過於複雜。建議未來研究應考慮學生的先備知識及認知能力，並給予學生更多的鷹架引導，以及更多的時間思考及練習；並可以將運算思維導向程式設計教學模式運用在其他主題，釐清是否因概念之差異而有不同之效果。Item 應用桌遊於國小學生學習程式設計(2020) 黃怡嘉; Huang, Yi-Chia本研究探討應用桌遊於國小學生學習程式設計對學生學習成就及態度之影響。研究採準實驗設計法，研究參與者為臺北市某國小四年級兩班共58名學生，其中一班29名學生為實驗組，採用海霸桌遊進行程式設計學習；另一班29名學生為控制組，採用視覺化程式設計教學，以code.org網站的活動學習程式設計。教學實驗共實施八週，蒐集分析之資料包含成就測驗、態度問卷調查、教師課堂觀察、學習單。 研究結果顯示，桌遊程式設計教學有助於學生學習基本程式結構概念（如，迴圈）但在複合程式設計概念（如，除錯+迴圈）的學習則兩組無顯著差異，推測其原因為桌遊教學不適用於複雜的混合教學主題。另外，在學習態度上兩組學生也無顯著差異。建議未來應用桌遊於程式設計教學應：(1)規劃額外時間讓學生熟悉桌遊活動(2)加入學生分享討論的時間(3)提供小組長訓練及參考答案。Item 不同問題解決教學策略對國小生程式設計學習表現及學習態度之影響(2010) 蔡宗霖本研究藉由教學實驗驗證使用Scratch程式設計軟體教導六年級學生學習程式設計的可行性，探討不同的教學策略(演練範例、問題導向)及電腦自我效能(高電腦自我效能、低電腦自我效能)，對國小學生學習程式設計的學習表現與電腦學習態度之影響。本研究採因子設計之準實驗研究法，研究對象為六年級學生。研究結果顯示：(1)演練範例的教學策略有助於學生程式設計的學習表現；(2)高電腦自我效能有助於學生在知識應用上的學習表現；(3)兩種教學策略及高、低電腦自我效能的學生在使用Scratch進行遊戲設計創作上均有正向的電腦學習態度與感受，特別是高電腦自我效能的學生。整體而言，使用Scratch實施於程式設計教學課程是可行的，學生也對此課程持正向的學習態度，而使用演練範例的教學策略有助於程式設計初學者的表現。Item Lego NXT機器人3D模擬軟體的開發與評估(2010) 陳玥汝; Yueh-Ju Chen本研究目的是開發與評估 LEGO Mindstorms NXT 模組之 3D 模擬軟體，並提出對未來發展類似機器人 3D 模擬軟體之建議。本研究使用 Waterfall Model 開發模擬軟體，首先分析 NXT 機器人模組之 3D 模擬軟體的設計需求，再使用Microsoft Robotics Developer Studio與Microsoft Visual Studio 2008實作模擬軟體；接著進行教師及學生使用模擬軟體評估，並依據評估結果做軟體的修改。 研究結果發現： (1) 除了聲音感應器未能模擬之外，教師及學生皆認為模擬軟體能模擬實體機器人行為動作。 (2) 教師及學生皆認為模擬軟體能模擬真實世界的 3D 環境，惟地圖內容物可再豐富些。 (3) 教師及學生皆認為模擬軟體使用者介面很方便。 (4) 教師及學生皆認為使用模擬軟體的程式編輯器輸入與傳輸程式至模擬軟體很方便，惟與實體機器人程式編輯器的操作介面有些微差異。 (5) 教師及學生皆認為以幾乎同樣的指令即可適用於模擬軟體與實體機器人的操控。建議未來發展類似模擬軟體時，需求分析可參考學生的意見，以及實體機器人與模擬軟體使用相同之程式編輯器。Item 基於眼動分析之程式理解與除錯認知歷程探究(2013) 侯亭昀程式設計是電腦科學領域中關鍵的基礎技能，因此如何提升程式設計的學習成效，是資訊教育持續探究的議題。現有研究多以面訪、放聲思考和紙筆測驗觀察受試者的外顯行為以推知其認知，但這些方法對於受試者內在認知的探討較缺乏客觀證據。 本研究以受試者的眼動來了解其在程式理解以及除錯時的認知歷程。共三十八位大學資工科系學生參與實驗，實驗內容為四題30行內的C語言程式，理解與除錯各兩題，實驗藉由眼動儀記錄參與者的眼球活動情形，得知程式設計者在進行程式理解與除錯任務時在程式碼各區域注意力的狀況，並以訪談與問卷做為輔助，以眼動資料進行序列分析，推測程式設計者的行為層面。 研究結果發現低成就者可能因工作記憶空間較小，導致計算與記錄行為頻繁，對於程式知識的掌握度也較低；高成就者的理解/除錯方式則較具邏輯性，程式知識較豐富也較能實際運用；男性較有記錄數值的習慣；女性在遞迴除錯時較須要進行計算，其心算能力、工作記憶空間與問題解決能力可能略為不足。 本研究的發現可提供改進程式設計教學與研究之參考，讓教學者與研究者可針對不同認知歷程的學生給予適性化的輔助，並設計合宜的教材，以提升學生程式設計之能力。Item 不同演練範例呈現對高職生程式設計學習之影響(2008) 許梅君本研究目的在探討先備知識與演練範例對於高職程式設計初學者在程式語言陣列單元的程式語言學習成效、程式設計問題解決成效與學習態度的影響。參與者為高職二年級資料處理科70位學生，以班級為單位分派為演練範例含解題計劃組與演練範例含註解組，進行為期三個階段之程式設計專題活動。 研究結果發現：在程式語言學習成效方面，先備知識與教學策略交互作用不顯著；演練範例含解題計劃組優於演練範例含註解組；高先備知識組優於低先備知識組；而且，解題計劃組在程序性知識及問題解決性知識表現較好。在程式設計問題解決成效方面，先備知識與教學策略交互作用不顯著；演練範例含解題計劃組優於演練範例含註解組；高先備知識組優於低先備知識組。在學習態度方面，學習者對於程式設計專題之教學活動皆抱持正向的態度。