傳統程式設計

本節討論各組學習傳統程式設計的成就與態度差異，主要可以從第二階段 的成就測驗、態度問卷、二階段問卷的前後比較來說明。

壹、成就測驗

在第二階段的教學各組所學習的內容皆相同，採用的測驗試題也都相同。

以下就以總分、理解程式、設計程式三部份進行比較。各組的傳統程式設計成 就測驗變異數分析結果如表4-9。總分滿分 24 分的成就測驗，若以 100 分的觀 念來看，實體加模擬組為53 分，實體組為 47 分，模擬組為 57 分，傳統組為 65 分。變異數分析結果達到顯著差異，因此再進行事後考驗，結果如表 4-10。

表4-9 傳統程式設計成就測驗變異數分析結果

組別 N M SD F p

實體加模擬組 35 12.943 5.313 4.933 .003*

實體組 35 11.400 4.622 模擬組 35 13.886 4.255 傳統組 35 15.629 4.602

表4-10 傳統程式設計成就測驗事後考驗結果（Tukey's method）

組 別 實體加模擬組 實體組 模擬組 傳統組

實體加模擬組 -

實體組 .521 -

模擬組 .837 .127 -

傳統組 .085 .001* .413 -

事後考驗的結果發現傳統組（15.629 分）高於實體機器車組（11.400 分）

並達顯著差異，這樣的結果可能和教材轉換有關。傳統組所採用的程式設計環 境二階段都相同，對Java 程式的輸入輸出指令也較熟悉；而機器人三組雖然有 加上一小時的銜接課程，讓學生熟悉傳統Java 的輸入輸出部份，但是仍不如傳

統組熟練。

理解程式部份，事後考驗結果傳統組（7.971）優於實體加模擬組（6.714）

和實體機器車（6.257）組達到顯著水準。

設計程式部份，事後考驗有達到顯著差異的組為傳統組（7.657）和機器車 組（6.257）。造成這樣的結果的主要原因來自於教材轉換的不適應，雖然第二 階段所採用的程式設計環境仍是Eclipse，但是程式的執行方式卻和之前下載到 機器車（或模擬軟體）不同，僅能在螢幕上看到程式的執行結果。在問卷的開 放性問題詢問到學生覺得第一、第二階段的差異，也有不少學生寫到「感覺上 像是在學習兩種不同的東西」。

貳、學習活動問卷

第一階段使用機器人的三組，在第二階段的學習活動問卷較第一階段的問 卷多一部份的題目，包含開放式的題目（2 題），詢問學生對於第一階段、第二 階段採用不同的教學方式的感覺。以下就分為學習情形、學習態度兩部份來說 明。

一、學習情形

問卷的第1 題到第 7 題是屬於程式設計學習情形的題目，表 4-15 為各組的 變異數分析結果。1~7 題各組間都沒有達到顯著差異，從平均分數來看也可以 發現各組的學生填答的情況相當類似。

第1 題詢問學生是否瞭解程式指令，所以組別的平均分數都在普通（3.1 以上），表示各組學生都能夠接受本研究當中用到的Java 指令。從課堂的觀察 也發現學生在實作課堂練習時可以自行運用程式指令。

第2 題、第 3 題主要是詢問學生的除錯能力，第 2 題的平均分數都落在普 通（3 以上），學生們尚能從程式碼來想像程式的執行結果，但是從第 3 題的分 數落在普通偏向不同意（2.7~3.0 之間），表示如果程式有問題，學生可能無法 自行找出程式的錯誤在哪，從課堂的觀察，研究者觀察到部份學生發生錯誤時，

第一個反應是尋求教師或助教的協助。第二階段的教學屬較進階的程式設計內 容（陣列的操作、循序搜尋）概念更抽象程式碼更複雜，括號的層次也比較多，

學生常見的錯誤是發生在少了分號（;）或右括號（}）。

第4 題和第 5 題詢問學生演算法的思考及轉換為程式碼的能力，第 4 題的 分數在普通（2.7~3.1 之間），大部份的學生若知道解題的步驟就能夠轉換為程 式碼，但第5 題的分數卻在普通偏不同意（2.5~2.9 之間），這可能和第二階段 學習的內容較複雜有關。由課堂的觀察也發現學生在開始實作時，對類似題的 解題情況較佳，對練習題及挑戰題的解題情況不佳，表示若學生知道一些提示，

較能掌握解題要領。若給予學生一些關於練習題或挑戰題的提示，學生能成功 解題的情況也會改善。

第6 題和第 7 題是詢問學生在做練習時，是否是自行想出來的，或是必需 參考別組的解法才能解題。這個題目是因為在二階段的課堂觀察中，研究者發 現有部份的學生在實作時會先參考別組的解法，再發展自己的解法，甚至一些 比較被動的學生就會直接採用別組的解題方法。第6 題的得分位於普通偏向同 意（3.5~3.9 之間），第 7 題得分位於普通偏向同意（3.4~3.6），表示學生比較難 從無到有將一個題目做出來，常常需要借助同學的討論來協助發展程式，但也 會盡量試著自己想出解法。從課堂的觀察也可以發現學生的解題速度較第一階 段來得慢，下課時仍未將進度做完的學生增加，而且在實作時，一些特定學生 的解法常會成為其他同學的參考依據。

表4-15 第二階段活動問卷程式設計學習情形變異數分析結果

機器人程式設計的三組多了2 個題目（第 12、13 題）詢問學生對前後兩階段的

參、二階段學習活動問卷比較

在第一階段問卷和第二階段問卷當中，大部份的題目（9 題）所詢問的內 容相同，在此探討二階段活動問卷各組分數的差異。本小節各題之編號是為方 便說明所使用的編號，並非原題目在問卷中的編號。第1~5 題屬程式學習情形 的題目，第6~9 題為程式設計學習態度之題目。

採用機器人程式設計的三組在第一階段問卷中，原有2 題，詢問學生對機 器人的指令的學習情況（原題號第1 題），及 Java 程式的指令的學習情況（原 題號第2 題），在前後對照時是以原題號第 2 題詢問 Java 程式指令的題目做為 基準。

以下就四組二階段活動問卷比較及綜合比較，五部份做討論。

一、實體加模擬組

表4-17 為實體加模擬組二階段問卷比較 t 檢定結果，第 2 題、第 4 題、第 5 題、第 7 題、第 9 題，達顯著差異。

第2 題達顯著差異，表示學生較有自信由樂高機器人的程式碼想像程式的 運作。第4 題和第 5 題這兩個題目詢問學生的解題思考，表示學生對樂高機器 人程式解題較有自信。第7 題達到顯著差異，表示學生覺得機器人程式設計較 有趣。第9 題達顯著差異，學生覺得機器人程式設計較能夠引起學生的學習動 興趣。

從第二階段問卷的開放式題目「比較之前的機器車程式設計與這幾週的程 式設計的差別」，有不少學生都提到「機器車可實際操作，好理解」、「進階Java 很抽象」，也反映出此一情形。在第二階段問卷的開放式問題「比較樂高程式設 計和進階Java 程式設計」，大部份學生都覺得第二階段的 Java 程式設計「很 難」，而第一階段的機器人「比較容易理解」。從課堂的觀察發現第二階段學生 討論的情況沒有第一階段熱絡，教師提問時學生回答也較沒有自信，代表學生 理解的情況不如第一階段。

表4-17 實體加模擬組二階段問卷比較 t 檢定結果

表4-18 實體機器人組二階段問卷比較 t 檢定結果

表4-19 模擬軟體組二階段問卷比較 t 檢定結果

表4-20 傳統組二階段問卷比較 t 檢定結果

肆、小結

成就測驗的結果傳統組（15.629）測驗總分優於實體組（11.400）。機器人 三組在第二階段成就測驗的成績都較第一階段為低，以滿分為100 分的觀念來 看，機器人三組第二階段的分數分別為：實體加模擬組53 分、(2)實體組 47 分、

(3)模擬組 57 分。

第二階段活動問卷結果，學生普遍覺得程式設計很有挑戰性，也覺得做出 題目很有成就感。使用機器人的三組學生比較喜歡第一階段的機器人程式設計。

二階段學習活動問卷比較的結果，第二階段活動問卷的得分較第一階段分 數普遍來得低。使用機器人的三組學生回答開放式問題「我覺得之前的機器車 程式設計與這幾周的程式設計的差別？」，有許多學生都回答第二階段的教材很 難，亦有部份學生提到「機器車比較好想像」。有採用實體機器人的二組（實體 組、實體加模擬組）相對於想像傳統Java 程式碼，較有信心從機器人的程式碼 想像程式執行結果。

研究者認為，從機器人程式設計轉換到傳統程式設計，學生需要的調適時 間比較長。而且從機器人轉換到傳統教學時，採用機器人教學的組別從原本的 有機器人可看直接跳到抽象的程式思考，如陣列、搜尋，學生一時間還不能進 入狀況，所以才會有學生寫到「感覺像是在學兩種不同的東西」。機器人 教學 在轉換教材時，需要更多的時間適應傳統的輸入輸出介面，以及練習從本來較 具象思考的模式轉換到更抽象的思考模式。