實施概念構圖策略對學生學習成效的影響

本研究課程分為兩個階段，專案課程階段與正式課程階段，分別對兩階段課 程去討論與分析有無實施概念構圖策略對學生學習成效的影響。在專案課程階段 為研究初始階段，在課程實施中，瞭解學生的學習成效情形，據以為改進課程設 計之參考，在於正式課程階段實施，探究課程與教學改進的行動策略下，能否改 善學童學習程式設計學習成效。

壹、 專案課程階段學生學習成效的分析與發現

專案時期主要由協同者黃師擔任授課老師，研究者僅以觀察者角度出現在課 程當中，在專案課程階段，黃師採取的是「傳統口述教學法」引導學生學習程式 設計。以下分為三點，針對專案課程階段學生背景分析、專案課程階段整體學生 學習成效分析、專課課程階段整體學習成效發現分別陳述。

一、 專案課程階段學生背景分析

因為這是全縣的 Scratch 遊戲程式寫作體驗營活動，學生的程度背景不同，

且報名者可能因為對程式設計有興趣，產生學生同質化傾向。

二、 專案課程階段整體學生學習成效分析

因為專案課程階段為本縣學生夏令營課程，因課程屬性與正式課程的不同，

故專案時期並沒有對所有參與營隊學童，進行作品的評分，僅要求其將已經完成 的作品上傳。本專案時期，為自由參加的的性質，原本 30 位報名的學生中，有 三位學童因為補習有部分缺課，故在作業上傳的部分成效統計部分，予以刪除。

僅對全程參與程式設計之學生中，上傳的作品總數，進行百分比統計，如下表所 要做計算，我常常會弄不清楚。(訪-S8-102.11.17)(訪-S27-102.11.17)

可見在程式設計的基礎課程階段，透過傳統講述教學講解文字敘述的遊戲製 作條件，讓學生所學到的知識比較片段與零碎的(陳俊宏、朱耀明，2004)，所以，

學生學生未能建立程式設計完整的概念，無法判斷該使用何種類型的指令積木，

以及積木間相互運作配合的關係，導致影響後續進階課程的學習成效。而且，學 生無法在基礎課程中將所學的知識，經過內在的處理，形成學習的基模。

三、 專案課程階段整體學生學習成效發現 (一) 課堂常出現錯誤類型與分析

整個營隊課程中，在不斷的協助學生解決問題與程式除錯中，教學者與研究 者發現，學生常見的幾種類型，針對這些類型的錯誤，分述如下：

1. 對程式積木動作效果不清楚

在電流急急棒遊戲製作時，在控制角色移動時，如下圖 11 所示，雖然 可以得到類似的移動效果，但前者角色的移動是朝著滑鼠游標的方向移動，

角色的移動是漸進式的。而在後者角色是直接移到滑鼠游標的位置，感覺上 是一樣的，但若一開始程式執行之前，操作者立刻將滑鼠游標移到終點，遊 戲就直接過關了，出現遊戲的臭蟲。

圖 14

動作控制效果錯誤的迷失概念

2. 無法從遊戲製作的條件訊息裡判斷使用何種積木類型

如在 BMI 指數判斷時，遊戲條件式是樣定義的「角色 1 提問身高回答 後再提問體重」，但學童不知道，提問的內容需要回答答案，判斷直接由外 觀積木中的「說…」積木中使用。如下圖 12 所示，「提問….並等待」的積 木功能主要是獲得字串，而說只是顯示相關文字，效果不同。

圖 15

積木類型選擇錯誤的迷失概念 3. 對動作積木內的座標概念不清楚

在接球的遊戲製作中，課程設計是球由上往下掉，因為是反覆的動作，

所以，球移動的方式採取的是座標，但學生對座標位子概念不清楚，對於座 標值的判斷常會產生錯誤。如下圖，程式座標的錯誤造成由上往下掉，變成 先跑到底部。

圖 16

座標及運算子概念不清楚 4. 運算積木的程式的運算子使用概念錯誤

如上圖 13，學生在使用運算式積木時，雖然知道控制條件的判斷值是 Y 座標大於 150 時要跳脫迴圈控制，但常會忘了必須要使用動作積木、外觀積 木、偵測積木、變數等代表「運算子」的運算類型積木，會直接打上相關名 稱。

5. 單向選擇(如果)的使用概念不清楚

在電流急急棒的遊戲程式中，角色的過關、犯規及時間的限制都是透過

「如果」的條件判斷去偵測，而所有的「如果」都是單向且各自獨立判斷，

但同學會將「如果」放在「如果」裡面變成巢狀的選擇節構設計，造成錯誤。

圖 17

單向選擇結構程式迷失概念圖示 6. 運算內邏輯子(且、或、不成立)包含範圍不了解

學生的邏輯觀念尚未建立相關的數學原理如交集、連結、互斥等，常會 出現判斷錯誤。

圖 18

邏輯值判斷錯誤迷失概念圖示

(二) 學生問題的分析

在專案課程的實施中，研究團隊不難發現學生的問題，歸納所見情形如下 各點：

1. 學生在講解時能理解課程，實作時卻忘了剛剛的內容

在傳統口述的課程中，學生在老師解說的當下是理解程式運作的原理，

但是，脫離聽講的過程，換成學習的主角時，換我自己練習時，我記不住剛 剛 的 內 容 ， 我 忘 了 剛 剛 老 師 說 積 木 在 那 裡 ( 訪 -S8-102.11.17)( 訪 -S27-102.11.17)。

2. 學生專注的區塊跟老師不同

老師主要的目的是程式的撰寫，但學生在角色的選擇製作上花費太多的 時間與設計，造成後續程式寫作時間不足。學生熱中於角色的創作與設計，

及隨意搭配程式後所產生的效果，造成課程時間的延後(觀-T4-102.11.16) 3. 數學能力不佳影響學習

在遊戲設計的程式中，僅利用變數計算角色的得分，但在 BMI 的程式 理，涉及 BMI 指數計算時，有些數學能力較差的同學，遇到運算的積木就 不知道該怎麼填入運算子(觀-T4-102.11.17)。儘管老師將公式寫在黑板 上，部分學生還是無法完成設計，需老師協助。

4. 無法利用遊戲設計的條件列表進行設計

每一個單元開始，老師會利用黑板書寫要完成的程式的條件，再依據條 件進行程式的撰寫與講解，學生無法利用條件列表進行設計的規劃，學生認 為 條 件 列 表 可 以 知 道 遊 戲 的 玩 法 ， 可 是 沒 辦 法 找 出 全 部 的 積 木 ( 訪 -S8-102.11.17)，因為學生無法直接從文句中(條件列表)判斷並抓取出所需 運用的程式積木(觀-T4-102.11.17)。

5. 學生不知如何進行程式除錯

寫程式最重要的就是針對程式的錯誤進行解決，是自己認知的反思與驗 證，可是，學生在遇到程式錯誤時，我都先問我的好友，不然就是先看班上 誰完成了再去看他的，有時候我會會直接問老師(訪-S8-102.11.17) (訪 -S8-102.11.27)。這不就失去的撰寫程式的樂趣所在嗎?

6. 對程式執行的順序與相關概念不清楚

程式執行的時候，有其一定的原則，譬如程式是依序執行的，其中的動 作、外觀、下筆、聲音等都是執行角色動作的指令，而角色動作可以受到控 制類型積木的操控，而運算與偵測可以變成執行動作的條件，變數可以拿來 運算的程式課計概念，學生在初期時，尚未能建立，協助學生解決問題時，

常發現動作指令不該放迴圈內，就放進去了，需要單向選擇使用如果作程式 執行的判斷時，又把如果包在如果裡面，變成巢狀設計，諸如此類。(教思 -U2-102.11.17)。

四、 專案課程階段的反思與建議 (一) 專案課程階段的反思

經過兩天的營隊課程，T2 師與教學者，進行課程反思的討論，研究者有將 在課程中所觀察的一些事項提出，在課堂觀察中發現學生的學習態度與學習成效 隨著難度的增加而變差，已經有 5 個男生完全放棄，在玩線上遊戲了，觀察者私 下詢問的結果，學生表示太難了聽不懂，沒辦法判斷怎麼黑板上的遊戲條件中找 出適合的積木。(觀-T4-102.11.17)而在學生的訪談表示條件列表可以知道遊戲 的玩法，可是我沒辦法找出全部的積木(訪-S8-102.11.17)，研究團隊也發現以 程式條件方式講解程式語言雖然學生在聽課的當下瞭解，但無法在記憶中形成有 意義的連結。我覺得寫程式的時候以條件列表方式來說明，對我來說有一點幫 助，但遇到問題時，不知道怎麼解決(訪-S27-102.11.17)。研究團隊覺得可能基 礎課程的設計必須要更能讓學童了解各類型積木的效果，以及執行程式的概念，

才不至於影響後面的課程。而從下圖可以知道，學生在完成作業的比率，隨著難 度的增加而減少的趨勢。

圖 19

Gowin,1984)，建構較完整的設計概念藍圖。

表 10

錯誤情形 類型診斷 解決策略 在一起我不會。(訪-S8-102.11.17)(訪-S27-102.11.17)

所以，研究者團隊覺得基礎課程的階段，在教授控制動作概念的時候，

針對這個問題的改善，研究團隊覺得要透過圖示的方式來表示條件列 表上所要注意到的關鍵語詞(觀-T4-102.11.17)，而這些語詞正代表的遊戲 設計中的動作、控制、判斷等概念。根據文獻的分析，研究團隊決定以概念 構圖的方式，將文字轉化成圖像，利用圖像的輔助，將各個概念串連，進而 形成遊戲整體設計的藍圖，建立學生對遊戲整體的圖像。

3. Scratch 程式概念教學的建議

在專案課程中，教學者所列舉的遊戲程式，經分析大多都為四個設計概 念的結合，如下說明程式設計概念：

(1)動作控制概念

移動角色的方式，主要透過「移動」、「移到 X： Y：」、「在…秒內，

滑行到 X： Y：」、「移到(滑鼠游標)」、「面向」與「X 座標、Y 座標的增加」

控制角色。

(2)迴圈設計概念

控制程式動作執行的次數與有條件的迴圈設計。主要有重複執行、重複 執行 XX 次、重複執行直到、如果 XX 就重複執行等。

(3)條件判斷設計概念

讓程式能在判斷在什麼樣的條件下，執行相關的程式，簡單來說就是由 條件選擇執行的動作。有按下綠棋就開始、按下 XXX 就開始，接收廣播 XX 就開始及如果、如果 XX 就 OO 否則就 XX 以及廣播與停止遊戲。

(4) 偵測、變數與運算概念

(4) 偵測、變數與運算概念