問題解決能力

在許多程式設計教學研究 (Govender & Grayson, 2006; Rist,1995,1996;

Winslow,1996）明確指出，程式設計初學者在學習程式語言時，所遭遇到最大的障礙 成目標，人類會去除過程中所遭遇的障礙(Anderson, 1996)。問題解決也可說是一種 心智歷程，Hatch(1988)認為「問題解決」是對問題尋找合理且適當解決方案的一個 過程。Gagne(1985)指出，問題解決可視為一個過程，學習者發現可以把先前所學過 的規則加以組合，應用於解決一個無先例的問題方案上。Pólya 與 Conway( 2004)認 為「問題解決」是一種外顯的認知行為過程，這種過程是對問題的情境提出各種可 能的解決方法，並且從這些可用的選擇中，去選擇出比較有效的方法，再加以執行。

Frederiksen(1984)；Krulik 與 Rundnick(1996)等人也認為問題解決是指個體利用已學 過的知識、技能去滿足情境的需要，以獲致解決困難情境的過程。

黃茂在與陳文典(2004)認為：「問題解決是人們運用既有的知識、經驗、技能，

藉各種思維及行動來處理問題，使情況能變遷到預期達到的狀態，一種心智活動的

31 題。Anamuah-Mensay(1986)與 Hatch(1988)認為問題解決是超越個體已學過的原理原 則，創造出新的解題方法之過程。王文科(1995)認為「問題解決」，是指有目的的指

Gagne (1985)認為問題解決能力是一種較高層次的學習層次，個體若要順利解決 問題，不但必須具備”敘述性”方面的知識同時也要具備”程序性”方面的知識。Smith 與 Ragan(1999)認為問題解決是能統整學習過的規則、宣告性知識和認知策略來解決 目前所遭遇的問題的能力，並在問題解決的過程中能產生新的學習。

黃茂在、陳文興( 2004)提出問題解決能力是經由各種不同的處理事件中，可以 成功找出解決問題通則方法的「能力」。而吳國聖（2009)認為問題解決能力牽涉到一

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Fesakis 與 Serafeim( 2009)指出電腦程式設計可發展高層次思考技能如：問題解 決能力、創造性思考能力及邏輯推理能力等。

Papert( 1980)強調在 Logo 程式設計當中，兒童必須確實反映出他們將如何完成 一件工作，也就是說 Logo 可以反映出兒童是如何思考，如何解決問題的。Reed, Palumbo,與 Stolar( 1988)的研究發現，Logo 程式語言的教學提供學生一個情境或問 題，使學生運用電腦的程式指令與程式之結構，並採取不同的策略以解決問題。吳 志緯(2002)在「國小學生以電腦樂高進行科學學習之個案研究」中，以探討國小六年 級學童在電腦樂高教學方案及探究活動情境下，學生的問題解決歷程。研究結果發 現，學生在活動中問題解決的歷程共有五部分：問題的確定、分工、積木設計與組 裝、程式設計與執行、修正。

楊書銘(2008)的「Scratch 程式設計對六年級學童邏輯推理能力、問題解決能力

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及創造力的影響」研究中，發現 Scratch 教學課程對於學童之「猜測原因」及整體問 題解決能力有顯著提升。張文奇(2009)以 Scratch 教學課程對學生高層次思考能力進 行研究，結果顯示問題解決能力中「猜測原因」、「逆向原因猜測」、「預防問題」

三個分項能力有顯著的提升。

DeMatteo( 2010)對於問題解決使用於課堂上有三點建議，要求學生產生能共享 的解決方案、鼓勵學生以各種媒體來表達他們的解決方案以及要求學生與同伴共同 解決問題。對於初學程式設計的學習者而言，問題解決技巧不容易由學習者主動學 習而得到。因此，教學者應該將問題解決的歷程融入教學活動，使學習者透過問題 解決的學習過程能習得程式設計的技能，以期能有效達成程式設計教學的目標

（Mayer,1989, 1992；Pea,1987）。

綜合以上相關研究文獻，程式設計對於學童問題解決能力的提升的確有所助 益。本研究將以指導國小五年級學童學習 Scratch 程式設計語言，透過圖形組體的流 程圖教學策略與概念圖教學策略來提升學童問題解決的能力。

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故本研究採用準實驗研究設計(quasi-experimental design)之不等組前後測之實驗設計 (pretest-posttest nonequivalent control group design)。依據本研究的研究目的與整理相 關文獻及多次與指導教授的討論後，提出了「不同圖形組體教學策略輔助國小學童