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(一) STEAM 科際整合教材輔助程式設計學習對程式設計能力的影響

為了瞭解實驗組與控制組學生的程式先備知識是否會影響課後程式設計表現,以 及比較兩組學生,在分別歷經STEAM 科際整合程式設計教學,與傳統式程式設計教 學的程式設計能力成就表現是否有所差異,前後進行皮爾森相關(Pearson Correlation) 分析,及單因子共變數(one-way ANCOVA)分析。茲分別將統計結果說明於下:

1. 程式先備知識與課後程式設計表現之相關性

為個別觀察實驗組與控制組學生的程式先備知識與課後程式設計表現是否有所 相關,分別蒐集了兩組學生的程式設計能力前、後測,進行皮爾森相關分析,藉此探 討兩組學生的先備知識是否與分別進行 STEAM 科際整合程式設計教學,與傳統講 述式程式設計教學後的程式設計表現有相關。

(1) 實驗組之程式先備知識與課後程式設計表現相關性

以皮爾森相關分析結果發現(表 4-1):前測[r(28)=3.58,p=.052,p >.05]和課後程式設 計表現無顯著相關。也就是說,學生的先備知識與進行STEAM 科際整合程式設計教 學後的程式設計表現沒有顯著的相關性。

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(2) 控制組之程式先備知識與課後程式設計表現相關性

以皮爾森相關分析結果發現(表 4-1):前測[r(29)=.275,p=.135,p >.05]和課後程式 設計表現無顯著相關。也就是說,學生的先備知識與進行傳統式程式設計教學後的程 式設計表現沒有顯著的相關性。

表4-1 兩組程式設計前後測驗之皮爾森相關分析摘要表

前測 後測

實驗組 前測 ─

後測 .358 ─

控制組

前測 ─

後測 .275 ─

*p < .05,** p < .01,*** p < .001 2. 程式設計能力之整體表現

為比較實驗組與控制組學生的程式設計能力成就表現是否有所差異,分別蒐集了 兩組學生的程式設計能力前、後測(表 4-2),進行單因子共變數分析,以程式設計能 力的前測做共變項進行 F 值考驗,藉此探討兩組在分別進行 STEAM 科際整合程式 設計教學,與傳統講述式程式設計教學後,程式設計能力成就表現是否有交互作用與 差異。

首先進行組內迴歸係數同質性檢定(表 4-3),考驗結果 F 值為.002,p 值為.963(>

0.05),未達顯著水準,符合迴歸係數同質性假設,得以進行單因子共變數分析。

整體差異考驗(表 4-4)之 F 值為.821,p 值為.369(> 0.05),未達顯著水準,顯示在 排除程式設計能力前測的影響後,學生在程式設計能力成就表現並未因教學策略的 不同,而有顯著的差異(表 4-5),亦即,在程式設計能力學習成就表現上,採用傳統 式程式設計教學的學生表現,略勝於採用 STEAM 科際整合程式設計教學的學生(實 驗組調整後的平均數為41.28,控制組調整後的平均數則為 44.91),然未達顯著水準。

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表4-2 實驗組與控制組於程式設計能力前後測驗之描述統計

組別 人數

平均數 標準差

前測 後測 前測 後測

實驗組 34 64.12 41.65 19.71 13.95 控制組 34 63.13 43.67 20.23 17.94 總計 68 63.64 42.71 19.82 16.07 表4-3 組內迴歸係數同質性考驗摘要表(依變數:程式後測成績)

來源 平方和 自由度 均方和 F p

組別 7.78 1 7.78 .032 .86 前測 1470.07 1 1470.07 5.95 .018 組別*前測 .535 1 .535 .002 .963

誤差 14073.18 57 246.9 校正後的總數 15671.33 60

4-4 實驗組與控制組在後測成績之單因子共變數分析摘要表(依變數:程式後測成績)

來源 平方和 自由度 均方和 F p

組別 199.16 1 199.16 .821 .369 前測 1469.54 1 1469.54 6.06 .017 誤差 14073.71 58 242.65

* p < .05

表4-5 實驗組與控制組於程式設計能力測驗之調整後的邊緣平均數

組別 平均數 標準誤

95%信賴區間

下限 上限

實驗組 41.28 2.85 35.58 46.98 控制組 44.91 2.8 39.3 50.51

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3. 實驗組之程式學習活動歷程與課後程式設計表現相關性

本研究設計的三份學習單之學習主題,依序為:JythonMusic 音樂創作、函式,及 if...elif...else 條件判斷。每份學習單都會根據主題內容,引入 STEAM 程式學習活動 歷程(包含:音樂賞析與尋找規則、程式概念理解、程式體驗與音樂聆聽、音樂程式創 作),藉此幫助學生程式設計的學習。

為觀察這四個 STEAM 程式設計學習活動歷程,對實驗組學生的課後程式設計學 習表現是否相關,分別蒐集了學生的三份課堂學習單,並個別統計每份學習單之學習 活動歷程總得分,以及程式設計能力後測,進行皮爾森相關分析,藉此探討程式學習 活動歷程是否對實驗組學生的課後程式設計表現有所相關。

以皮爾森相關分析結果發現(表 4-6):實驗組的學生,在函式學習單中的程式體驗 與音樂聆聽 [r(28)=.42,p=.026,p <.05],及音樂程式創作 [r(28)=.403,p=.034,p <.05]的 表現,和程式設計後測表現有正相關。JythonMusic 音樂創作學習單的音樂程式創作 [r(28)=.42,p=.026,p <.05]的表現,和程式設計後測表現呈負相關。JythonMusic 音樂創 作學習單,與函式學習單中音樂賞析與尋找規則的表現,皆和程式設計後測表現無顯 著相關。也就是說,學生於函式學習單中的程式體驗與音樂聆聽,及音樂程式創作的 表現越好,則其程式設計後測的表現也就越好。

此外,根據皮爾森相關分析結果(表 4-6)顯示:實驗組的學生,在函式學習單的程 式體驗與音樂聆聽[r(28)=.468,p=.018,p <.05]的表現,和 if...elif...else 條件判斷學習單 的表現有正相關。也就是說,學生在函式學習單的程式體驗與音樂聆聽表現越好,則 其於 if...elif...else 條件判斷學習單的表現就越好。

48 生的程式創造力前、後測(表 4-7),進行單因子共變數(one-way ANCOVA)分析,以程 式創造力的前測做共變項進行 F 值考驗,藉此探討兩組在分別進行 STEAM 科際整

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表4-7 實驗組與控制組於程式創造力前後測驗之描述統計

組別 人數

平均數 標準差

前測 後測 前測 後測 實驗組 30 30.18 16.69 18 14.87 控制組 31 8.19 12.94 11.35 14.65 總計 61 19.52 14.69 18.67 14.75

表4-8 組內迴歸係數同質性考驗摘要表(依變數:程式創造力後測成績)

來源 平方和 自由度 均方和 F p

組別 640.35 1 640.35 3.35 .073 前測 5210.45 1 5210.45 27.24 .000 組別*前測 1.256 1 1.256 .007 .936

誤差 10902.71 57 191.28 校正後的總數 27771.8 60

表4-9 實驗組與控制組在程式創造力後測成績之單因子共變數分析摘要表(依變 數:程式創造力後測成績)

來源 平方和 自由度 均方和 F p

組別 1092.2 1 1092.2 5.81 .019*

前測 6116.17 1 6116.17 32.53 .000 誤差 10903.97 58

* p < .05

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表4-10 實驗組與控制組於程式創造力測驗之調整後的邊緣平均數

組別 平均數 標準誤

95%信賴區間

下限 上限

實驗組 30.21 2.87 24.47 35.96 控制組 19.44 2.81 13.81 25.07 2. 程式創造力各向度之表現

本研究將程式創造力分成流暢力、變通力、獨創力、敏覺力與精進力五個向度,

為比較實驗組與控制組學生在程式創造力五個向度的表現是否有所差異(表 4-11),分 別蒐集了兩組學生的程式創造力前、後測,並將各測驗題依照程式創造力的五個向度 進行計分。經迴歸係數同質性檢定後發現,除流暢力(p=.003)與變通力(p=.000)達顯著 之外,其餘三個向度(包含獨創力、敏覺力、精進力)皆未達顯著水準,符合迴歸係數 同質性假設,得以進行單因子共變數分析。

整體差異考驗(表 4-11)之獨創力 F 值為 2.26,p 值為.138(>0.05)、敏覺力 F 值為 6.56,p 值為.013(< 0.05)、精進力 F 值為 2.94,p 值為.091(>0.05),獨創力與精進力 未達顯著水準,敏覺力則有達顯著水準,顯示在排除程式創造力前測的影響後,學生 在敏覺力會因教學策略的不同,而有顯著的差異。

接著使用詹森─內曼法(Johnson-Neyman)來檢驗流暢力與變通力的交互作用情形 (圖 4-1、圖 4-2)。

(1) 流暢力

經詹森─內曼分析結果顯示:藍、綠線分別為實驗組與控制組的迴歸線,X 軸=10 為前測臨界點的參考線。當參考線左側的兩條迴歸線差距漸小,表示當前測的分數小 於 10 時,兩組在後測未達顯著差異,反之,當參考線右側的兩條迴歸線差距越大,

則表示當前測的分數大於10 時,兩組在後測有達統計上的顯著差異。

如圖 4-1 所示,我們發現:雖然實驗組的流暢力向度,無論是在參考線以左,又 或者是以右,其的表現都較控制組好,但是,僅有參考線以右達顯著差異。由此可知,

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圖4-1 流暢力之詹─森內曼分析結果(縱軸:流暢力後測總分、橫軸:流暢力前測總分)

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圖4-2 變通力之詹─森內曼分析結果(縱軸:變通力後測總分、橫軸:變通力前測總分)

(三) STEAM 科際整合教材輔助程式設計學習對學習態度的影響

為比較實驗組與控制組學生的學習態度是否有所差異,分別蒐集了兩組學生的學 習態度問卷前、後測,先進行內部一致性(Cronbach's α),再進行單因子共變數(one-way ANCOVA)分析,以學習態度問卷的前測做共變項進行 F 值考驗,藉此探討兩組 在分別進行STEAM 科際整合程式設計教學,與傳統講述式程式設計教學後,學習態 度表現是否有交互作用與差異。

1. 實驗組與控制組之學習態度問卷前、後測信度分析 (1) 學習態度問卷前測信度

前測的學習態度問卷共分為程式設計自我效能、程式設計學習動機、程式設計與 STEAM、程式設計與性別、音樂態度與程式音樂創作課程六個向度。兩組在分別進

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行內部一致性(Cronbach's α)分析後,可從表 4-12 發現:實驗組的內部一致性係數 為.742、控制組的內部一致性係數為.84,皆具可接受之信度。

表4-12 實驗組與控制組之學習態度問卷前測內部一致性係數摘要表

組別 人數 內部一致性係數 項目數

實驗組 34 .742

25

控制組 33 .84

(2) 學習態度問卷後測信度

本研究主要是為驗證 STEAM 科際整合程式設計教學對於實驗組的學習態度表現 前後是否有所差異,因此在擬定後測學習態度問卷時,做了向度上的刪減與微調,由 於前測之音樂態度,旨在瞭解學生的初始音樂學習狀況,因此,於後測便將其刪除,

而經微調後,兩組在後測的學習態度問卷僅「程式音樂創作課程」向度不同,其餘題 目皆與前測相同。實驗組的後測學習態度問卷共分為程式設計自我效能、程式設計學 習動機、程式設計與STEAM、程式設計與性別與程式音樂創作課程五個向度;控制 組的後測學習態度問卷共分為程式設計自我效能、程式設計學習動機、程式設計與 STEAM、程式設計與性別四個向度。

兩組在分別進行內部一致性(Cronbach's α)分析後,可從表 4-13 發現:實驗組的內 部一致性係數為.849、控制組的內部一致性係數為.724,皆具可接受之信度。

表4-13 實驗組與控制組之學習態度問卷後測內部一致性係數摘要表

組別 人數 內部一致性係數 項目數

實驗組 34 .842 22

控制組 33 .673 17

2. 實驗組與控制組之整體學習態度分析

為比較實驗組與控制組學生的學習態度是否有所差異,分別蒐集了兩組學生的學

為比較實驗組與控制組學生的學習態度是否有所差異,分別蒐集了兩組學生的學

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