學習資訊專業學院—資訊教育研究所

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資訊教育研究所之碩士班成立於民國80年,博士班成立於民國86年,目前研究生共約160名。本所原屬資訊教育學系,於95學年度起因應系所組織調整,成為獨立研究所,歸屬教育學院。

本所以『資訊科技教育』和『數位學習』兩個專業領域之研究發展與人才培育為宗旨,課程設計分別針對此兩個專業領域規劃必、選修專業科目,提供學生紮實而嚴謹的學術專業知能及個別化之研究訓練。本所教育目標包括:

1、培育資訊科技教育人才;
2、培育數位學習產業人才;
3、培育資訊科技教育與數位學習研究人才。

本所目前六名專任教師,四位教授,二位副教授,在資訊教育領域均具有豐富之教學與研究經驗且均積極從事研究,每年獲科技部補助研究計畫之平均數量與金額在本校名列前茅。另外,本所教師積極參與國內重大資訊教育政策及課程綱要之制定,積極推動國內資訊教育之發展。
 

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    遊戲導向教材對高中生程式設計學習之影響
    (2012) 廖祐梓; Yu-Tzu, Liao
    本研究使用Greenfoot程式設計發展工具,設計兩種不同策略之遊戲導向程式設計學習教材,讓學生在發展遊戲中學習基本的程式設計語法與概念,檢證高中二年級學生在程式設計學習成效、學習態度、及使用Greenfoot開發環境的自我效能。本研究採準實驗設計,使用由下而上式學習策略教材組為39位學生,使用由上而下式學習策略教材組為44位學生。以後測分數檢證兩組學生的學習成就差異;以問卷的數據結果歸納學生對程式設計學習態度、教材態度與個人學習態度;以Greenfoot開發環境自我效能量表檢證兩組學生的軟體自我效能差異。 研究結果發現,使用由上而下式學習策略教材的學生在程式設計學習成就上明顯高於使用由下而上式學習策略教材的學生。使用由上而下式學習策略教材的學生在教材態度上明顯高於使用由下而上式學習策略教材的學生。兩組學生在程式設計學習態度、教材態度與個人學習態度都持正向看法。
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    LEGO NXT機器人3D模擬軟體於程式設計教學之行動研究
    (2013) 彭孟凱
    本研究使用LEGO NXT機器人3D模擬軟體進行程式設計教學,希望能改善學生學習情形,了解機器人模擬軟體的教學實施問題,並促進研究者本身教學專業的成長。本研究以行動研究法進行,研究對象為某高中一年級正修習資訊科技概論的2個班級共84名學生,研究者使用機器人模擬軟體,設計數個問題情境與模擬環境,讓學生透過程式設計進行電腦解題實作,實驗時間共5週10個小時。資料蒐集與分析包括:實作心得紀錄、課程問卷、成就測驗、學生訪談與教學日誌。 研究結果發現:LEGO NXT機器人3D模擬軟體是可行的程式設計學習工具,並且可以提升學生程式設計學習興趣;在應用LEGO NXT機器人3D模擬軟體進行程式設計教學時,須兼顧基礎概念與解題能力的學習訓練,給予學生充分的實作時間進行練習與探索,並且透過實作心得紀錄,幫助老師了解學生學習歷程。此外,在課程實施之前,必須先考量執行模擬軟體所需的電腦軟硬體與時間,可依教學需求增加多元的教學範例,或是依課程需要調整教學內容順序,以提升學生的學習情形。
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    程式設計對初學者問題解決能力之影響-以機器車程式設計為例
    (2013) 鮑志軒
      本研究探討機器車輔助程式設計學習對初學者問題解決能力及學習態度的影響。研究採準實驗設計,實驗時間共十週,參與者為南部某國中國一學生共二班63人,其中一班學生為實驗組,進行樂高機器車程式設計學習活動;另一班為控制組,進行傳統計算機概論教學活動。資料蒐集及分析包括「新編問題解決能力測驗」得分,以及態度問卷上封閉及開放式問題之填答。   研究結果發現:(1)機器車輔助程式設計對學生之問題解決能力無顯著影響;(2)女性學生對機器車程式設計較無興趣;(3)男性學生對機器車程式設計有較高的興趣,在實驗後,其「解決方法」及「有效性」二個問題解決面向之能力有顯著提升。男性學生經過機器車程式設計學習後,能提出更多樣及有效的問題解決構想,並且思考變得更周密,也更善於運用既有的知識及經驗來掌握關鍵要素及有效的方法。建議未來可重覆本研究,但增加與其它程式設計情境之比較,例如與Scratch、Alice等。此外,亦可運用質性方法深入探討程式設計與問題解決能力各面向之因果關係。 關鍵字:樂高機器車、程式設計、問題解決。
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    鷹架支持與自我效能對國小學生程式設計學習表現與學習態度之影響
    (2011) 韓宜娣; Yi-Ti Han
    本研究旨在探討不同鷹架支持(後設認知鷹架、程序鷹架)與電腦自我效能(高電腦自我效能、低電腦自我效能)對國小六年級學生程式設計學習表現與學習態度之影響。研究對象為國小六年級學生,有效樣本為77 人,研究設計採因子設計之準實驗研究法,自變項包含鷹架支持與電腦自我效能,鷹架支持分為「後設認知鷹架」及「程序鷹架」兩種類型,電腦自我效能依據電腦自我效能量表之分數,分為「高電腦自我效能」及「低電腦自我效能」;依變項則包括程式設計學習表現與電腦課學習態度。研究結果發現:(1)後設認知鷹架能提升學習者在較高層次的程式設計學習表現;(2)高電腦自我效能學習者有較佳的程式設計學習表現和電腦課學習態度;(3)無論是接受後設認知鷹架或程序鷹架的學習者對於Stagecast Creator程式設計教學皆持正面肯定態度。
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    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。
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    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。
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    機器人輔助程式設計學習之學習成效與學生心智模型探討
    (2009) 謝亞錚; Ya-Jeng Shieh
    本研究目的在探討使用機器人學習程式設計之成效及其可能形成之心智模型。研究採準實驗設計,參與者為台北某高中的四班高一學生共144人,依使用工具之不同將學生分為實體機器人、模擬軟體、實體加模擬、及傳統等四組。實驗分二階段進行,第一階段目的在探討三種不同機器人輔程式設計學習之成效,第二階段目的在比較使用機器人與傳統方式學習程式設計之成效及可能產生的心智模型。研究結果發現:(1)實體機器人與模擬軟體搭配使用能產生不錯的學習成果,(2)學生對使用機器人學習程式設計持正向態度,(3)學生使用機器人與使用傳統方式學習程式設計傾向於產生不同的心智模型。建議未來研究可探討同時使用機器人和傳統方法學習程式設計之成效及心智模型。
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    文字式與圖像式程式語言之學習成效比較研究
    (2006) 楊美菁; Mei-Ching Yang
    本研究旨在探討文字式與圖像式程式語言對於學習成效之影響。台北市某國小兩班六年級學生參與本研究,每班各二十六名學生,總共進行25節課之教學實驗。實驗過程中,一班學生使用MSWLogo,另一班則使用Drape,兩者皆屬Logo系列之程式語言,但MSWLogo提供文字式指令供使用者撰寫程式,而Drape則提供圖像式語法。 本研究所收集之量化資料為五次紙筆測驗及一次期末上機實作測驗成績。紙筆測驗包括記憶、理解、應用與分析等認知能力之測驗題目,期末上機實作測驗則包括16題創作題和8題修改題。量化資料分析結果顯示,學習MSWLogo(文字式語言)的學生在前三次紙筆測驗的成績均優於Drape(圖像式語言)組,達統計上之顯著性,但於第十五節與末期之兩次紙筆測驗,兩組成績則並未達顯著差異。由此似可推論Drape(圖像式語言)在學習初期之門檻較高,但當學生對於程式語法逐漸熟悉後,兩者間之差異逐漸縮小。在上機實作測驗方面,MSWLogo組在創作題之平均分數雖高於Drape組,但未達統計上的顯著性;在修改題方面,兩組平均分數相近,亦無顯著差異。 本研究所收集之質化資料包括:以螢幕擷取軟體所錄製之學生上機實作程式設計過程、實驗後問卷調查結果、學生之學習心得、及教師之教學日誌等。質化資料之分析顯示,在程式設計過程中,MSWLogo學習者易犯語法錯誤;相對的,Drape學習者則易因某些圖像式指令相似度過高或違背直觀原則而產生混淆。換言之,兩者各有其使用上的缺點。在學習態度方面,兩組學生無論在學習程式設計的喜好程度,或未來繼續學習程式設計的意願上均無顯著差異。 整體而言,本研究顯示國小六年級學生使用MSWLogo(文字式語言)或Drape(圖像式語言)學習程式設計並未造成學習成效或學習態度上之顯著差異。一般人易於直覺認定圖像式語言較易於學習,且較易為國小學生所接受,本研究應有助於矯正此一錯誤認知,並提供教師於選擇適合國小學生學習之程式語言時的重要參考。
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    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。
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    高中生以 Greenfoot 學習 Java 程式設計的學習效果
    (2013) 楊士青; Shih-Ching Yang
    程式設計是電腦科學教育的重要一環,但是對初學者來說確相當困難。本研究使用Greenfoot程式發展環境並以微世界(microworld)及建構主義的理念來輔助學生學習。Greenfoot是用來學習Java程式設計的微世界架構(microworld framework),以支援教學活動,提昇學生的學習興趣,支援學生的探索式學習。 本研究進行為期八週的Greenfoot課程,實施對象為四十位高中一年級學生。課程內容涵蓋Kölling的Greenfoot教科書第一到第五章,另外加上了四個補充案例,作為學生課堂練習之用。本研究蒐集資料以質性方法為主,包括無干擾現場觀察、學生作業方析、學生問卷及教師訪談,以瞭解使用Greenfoot之學習成效。 研究結果顯示,學生對Greenfoot提供的聲光動畫功能很感興趣,但隨著程式案例難度的增加,興趣逐漸降低;學生對於將一個案例中學到的技能,轉移到另一個案例上,感到相當困難;此外,學生喜歡嚐試修改Greenfoot案例,使其產生不同的動畫效果,有助於他們觀察程式行為,達到程式設計學習之目的。建議教師在教材設計上以觀念為主,發揮Greenfoot的優點,在案例中加入更多的聲光動畫功能,並支援更多學生的探索式學習。