簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 林依潔
Lin, Yi-Chieh
論文名稱: 從程式設計觀念至程式設計實作之教學研究
Research on Learning to Program: from Concepts to Implementation
指導教授: 李忠謀
Lee, Chung-Mou
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 資訊工程學系
Department of Computer Science and Information Engineering
論文出版年: 2017
畢業學年度: 105
語文別: 中文
論文頁數: 119
中文關鍵詞: 程式設計視覺化程式設計程式設計教學策略
英文關鍵詞: programming, visual programming language, programming instruction strategy
DOI URL: https://doi.org/10.6345/NTNU202202560
論文種類: 學術論文
相關次數: 點閱:159下載:54
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報
  • 本研究提出一個「從程式設計觀念至程式設計實作」之教學策略,試圖探討程式設計初學者在使用視覺化程式平台學習程式設計的觀念之後,能否在進一步學習資訊科學高階程式語言(如C、C++、Java等)的實作上有良好的學習成效。我們以新北市某高中學生共120人為研究範圍,針對程式設計初學者研擬教學策略並以實驗的方式來進行。本研究將學生分為四個組別:採用從程式設計觀念至程式設計實作之教學策略,並變化其培養程式觀念時間長短的實驗組一、實驗組二以及實驗組三,與使用現行C語言教學模式的控制組。於課程結束後分析學生之學習成效和對運算思維能力的影響,同時也針對參與研究的教師、學生進行訪談與問卷實施,以深入瞭解師生的看法。
    經研究結果發現,程式設計初學者在透過從程式設計觀念至程式設計實作之教學策略的培養後,對於程式設計的觀念與學習興趣能有所提升。我們得出以下結論:(1)程式設計初學者若在實驗組的教學策略培養之下,於程式設計的觀念測驗表現較佳;(2)若使用足夠的時間使用視覺化程式設計,對於運算思維能力將有正向的影響;(3)學生在實驗組教學策略下的學習興趣較高。

    This research proposed a multi-stage model for teaching and learning of computer programming in school setting. The research hypothesis was that by first learning programming concepts via visual programming tools (such as Blockly or Scratch) before learning the syntax and programming in C/C++, can enhance the learning outcome.
    Three slightly different instruction approaches were experiemented in this study. Four classes with 120 students studying at a New Taipei city high school participated in this study. The four classes were randomly designated as the control group and experimental group I, II or III. Data collected for analysis include midterm and final exam grades, post-experiment questionnaire, and the computational thinking pre- and post-tests.
    The experimental results showed that students in the experimental groups had better programming concepts than the control group. Furthermore, experimental group students improved their computational thinking skills more so than the control group. Finally, the experimental group students also exhibited higher motivation and participation in class.

    表目錄 vii 圖目錄 x 第一章 緒論 1 第一節 研究背景 1 第二節 研究目的與問題 2 第三節 研究範圍 3 第四節 論文架構 3 第二章 文獻探討 5 第一節 高中生程式設計教學之背景與概況 5 第二節 運算思維 7 第三節 視覺化程式設計 12 第四節 總結 13 第三章 研究方法 15 第一節 從程式設計觀念至程式設計實作之教學策略 15 第二節 研究規畫與流程 24 第四章 研究結果與分析 33 第一節 研究對象背景分析 33 第二節 程式設計初學者之學習成效分析 34 第三節 教學策略對於運算思維之影響分析 54 第四節 程式設計初學者對於教學策略的看法與比較 57 第五節 教師對於課程實施之不同面向分析 64 第六節 綜合討論與分析 66 第五章 結論與未來展望 67 第一節 結論 67 第二節 未來展望 68 附錄 69 附錄一 CTHINKING平台使用手冊 69 附錄二 第一階段測驗 79 附錄三 第二階段測驗 84 附錄四 第三階段測驗 85 附錄五 第四階段程式設計實作測驗 86 附錄六 第四階段程式設計觀念測驗 90 附錄七 課前問卷 94 附錄八 課後問卷(實驗組二) 97 附錄九 課堂觀察表 105 附錄十 訪談大綱 107 附錄十一 各組別課程進度表 109 參考文獻 115

    一、 中文部分
    吳靜吉、程炳林(1992)。激勵的學習策略量表之修訂。中國測驗學會測驗年刊,39,59–78。
    張春興(1994)。教育心理學:三化取向的理論與實踐。臺北市:東華書局。
    林金定、嚴嘉楓、陳美花(2005)。質性研究方法:訪談模式與實施步驟分析。身心障礙研究,13(2),122–136。
    邱皓政、林碧芳、許碧純、陳育瑜(2012)。統計學:原理與應用。臺北市:五南圖書出版有限公司。
    邱皓政(2013)。量化研究法(二):統計原理與分析技術。臺北市:雙葉書廊。
    國家教育研究院(2013)。十二年國民基本教育生活與科技領域綱要內容之前導研究報告。「十二年國民基本教育領域綱要內容前導研究」整合型研究子計畫九。臺北市:教育部。
    教育部(2014a)。十二年國民基本教育科技領域課程綱要草案。臺北市:教育部。
    教育部(2014b)。十二年國民基本教育課程綱要總綱發布版。臺北市:教育部。
    陳嘉陽(2014)。教育概論(六版)。臺北市:教甄策略研究中心。
    周新富(2015)。教育研究法。臺北市:五南圖書出版有限公司。
    林育慈、吳正己(2016)。運算思維與中小學資訊科技課程。國家教育研究院教育脈動電子期刊,6,5–20。
    教育部(2016)。第三屆資訊國力發展論壇報告資訊軟體人力向下扎根與培育。取自https://www.itsa.org.tw/

    二、 西文部分
    Aho, A. V. (2012). Computation and computational thinking. The Computer Journal, 55(7), 832–835.
    Barr, V., & Stephenson, C. (2011). Bringing computational thinking to K-12: what is Involved and what is the role of the computer science education community? ACM Inroads, 2(1), 48–54.
    Bebras. (2014). Bebras國際運算思維挑戰賽. Retrieved from http://bebras.csie.ntnu.edu.tw/news
    Brennan, K., & Resnick, M. (2012). New frameworks for studying and assessing the development of computational thinking. Proceedings of the 2012 annual meeting of the American Educational Research Association, Vancouver, Canada, 1–25.
    Chao, P. Y. (2016). Exploring students’ computational practice, design and performance of problem-solving through a visual programming environment. Computers & Education, 95, 202–215.
    Code.org. (2016). Code.org. Retrieved from https://studio.code.org
    Computing at School Working Group. (2012). Computer Science: A curriculum for schools. Retrieved from http://www.computingatschool.org.uk
    CSTA. (2011). CSTA K–12 computer science standards. The ACM K-12 Education Task Force. Retrieved from http://www.csta.acm.org/Curriculum/sub/CurrFiles/CSTA_K-12_CSS.pdf
    DOEE. (2013). National curriculum in England: Computing programmes of study. Retrieved from https://www.gov.uk/government/publications/national-curriculum-in-england-computing-programmes-of-study/national-curriculum-in-england-computing-programmes-of-study
    Frisbie, D. A., & Ebel, R. L. (1991). Essentials of educational measurement.
    Google for Education. (2011). Blockly. Retrieved from https://developers.google.com/blockly
    Google for Education. (2015). Exploring Computational Thinking. Retrieved from https://www.google.com/edu/resources/programs/exploring-computational-thinking
    Grover, S., & Pea, R. (2013). Computational Thinking in K–12 A Review of the State of the Field. Educational Researcher, 42(1), 38–43.
    ISTE. (2011). Computational Thinking teacher resources (Second edi). Retrieved from https://www.iste.org/resources
    Johnson, L. F. (1995). C in the first course considered harmful. Communications of the ACM, 38(5), 99-101.
    Kölling, M. (2010). The greenfoot programming environment. ACM Transactions on Computing Education (TOCE), 10(4), 14.
    Krathwohl, D. (2002). A revision of Bloom’s taxonomy: An overview. Theory into Practice, 41(4), 212–218.
    League, C. (2013). Rubric for Computer Programming. Retrieved from https://liucs.net/cs102f15/programming-rubric.pdf
    Lee, I., Martin, F., Denner, J., Coulter, B., Allan, W., Erickson, J., Malyn-Smith, J., & Werner, L. (2011). Computational thinking for youth in practice. ACM Inroads, 2(1), 32–37.
    Lu, J. J., & Fletcher, G. H. L. (2009). Thinking about computational thinking. ACM SIGCSE Bulletin, 41(1), 260–264.
    Malan, D. J., & Leitner, H. H. (2007). Scratch for budding computer scientists. ACM SIGCSE Bulletin, 39(1), 223-227.
    Resnick, M., Maloney, J., Monroy-Hernández, A., Rusk, N., Eastmond, E., Brennan, K., Millner, A., Rosenbaum, E., Silver, J., Silverman, B., & Kafai, Y. (2009). Scratch: programming for all. Communications of the ACM, 52(11), 60-67.
    Selby, C. C. (2012). Promoting computational thinking with programming. Proceedings of the 7th Workshop in Primary and Secondary Computing Education, 74-77.
    Selby, C., & Woollard, J. (2013). Computational thinking: the developing definition.
    Sysło, M. M. (2015). From Algorithmic to Computational Thinking: On the Way for Computing for all Students. Proceedings of the 2015 ACM Conference on Innovation and Technology in Computer Science Education.
    Thompson, E., Luxton-Reilly, A., Whalley, J. L., Hu, M., & Robbins, P. (2008). Bloom's taxonomy for CS assessment. Proceedings of the tenth conference on Australasian computing education, 78, 155-161.
    Werner, L., Denner, J., Campe, S., & Kawamoto, D. C. (2012). The fairy performance assessment: measuring computational thinking in middle school. Proceedings of the 43rd ACM technical symposium on Computer Science Education, 215–220.
    Wing, J. M. (2006). Computational thinking. Communications of the ACM, 49(3), 33–35.
    Wing, J. M. (2008). Computational thinking and thinking about computing. Philosophical Transactions of the Royal Society of London A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 366(1881), 3717–3725.
    Wing, J. M. (2011). Research notebook: Computational thinking—What and why? The Link Magazine, Spring. Carnegie Mellon University, Pittsburgh. Retrieved from http://link.cs.cmu.edu/article.php?a=600

    下載圖示
    QR CODE