第四章 研究結果與分析
第三節 教學策略對於運算思維之影響分析
旨在瞭解程式設計觀念至實作學習之教學策略對於學生的運算思維能力是否有正 向的影響。因此我們使國際運算思維測驗中 2014 年的高年級組題目（Bebras, 2014），
一共 15 個題目，總分為 15 分。實施前後測驗來理解各組運算思維能力之差異，前測於 實驗開始前進行，而後測於實驗結束後實施，前、後測的題目內容相同，但題目順序不 同。本研究採取成對樣本 t 檢定（邱皓政、林碧芳、許碧純、陳育瑜，2012）進行分析。
分析結果如下：
表 4-49 國際運算思維測驗之描述性統計
組別 來源 人數 平均數 標準差 標準誤平均值
實驗組一 前測成績 30 7.90 2.16 .39 後測成績 30 8.50 1.83 .33 實驗組二 前測成績 30 7.93 2.18 .40 後測成績 30 8.83 1.80 .33 實驗組三 前測成績 30 7.80 2.50 .46 後測成績 30 8.03 2.97 .54 控制組 前測成績 30 7.73 1.91 .35 後測成績 30 7.77 2.60 .47
表 4-50 國際運算思維測驗之成對樣本 t 檢定 來源 平均數 標準差 標準誤
平均值 t 自由度 顯著性
（雙尾）
實驗組一
實驗組二
後測成績-前測成績 .90 1.52 .28 3.25 29 .003**
實驗組三
後測成績-前測成績 .23 1.91 .35 .67 29 .508 控制組
後測成績-前測成績 .03 1.52 .28 .12 29 .905 註：*p<.05，**p<.01，***p<.001
由上述的報表可以得知：
實驗組一的兩個樣本平均數各為 7.90 與 8.50，兩個樣本的相關為.702。此一成對樣 本的檢定的 t（29）值為 2.10，顯著性為.045，考驗結果達顯著，表示實驗組一的前後測成 績有顯著的不同。從樣本平均數大小可以看出，實驗組一學生的後測成績（8.50 分）較 前測成績（7.90 分）為優，顯示學生的測驗成績有進步的趨勢；實驗組二的兩個樣本平 均數各為 7.93 與 8.83，兩個樣本的相關為.726。此一成對樣本的檢定的 t（29）值為 3.25，
顯著性為.003，考驗結果達顯著，表示實驗組二的前後測成績有顯著的不同。從樣本平 均數大小可以看出，實驗組二學生的後測成績（8.83 分）較前測成績（7.93 分）為優，
顯示學生的測驗成績有進步的趨勢；實驗組三的兩個樣本平均數各為 7.80 與 8.03，兩個 樣本的相關為.769。此一成對樣本的檢定的 t（29）值為.67，顯著性為.508，考驗結果不達 顯著，表示實驗組三的前後測成績並無顯著的不同。從樣本平均數大小可以看出，實驗 組三學生的後測成績（8.03 分）較前測成績（7.80 分）為優，顯示學生的測驗成績有進 步的趨勢。而控制組的兩個樣本平均數各為 7.73 與 7.77，兩個樣本的相關為.814。此一 成對樣本的檢定的 t（29）值為.12，顯著性為.905，考驗結果不達顯著，表示控制組的前後 測成績並無顯著的不同。從樣本平均數大小可以看出，控制組學生的後測成績（7.77 分）
較前測成績（7.73 分）為優，顯示學生的測驗成績有進步的趨勢。
我們並進行共變數分析（邱皓政，2013）以檢驗共變項的效果為何，分析結果如下：
表 4-51 變異數同質性考驗
F 檢定 分子自由度 分母自由度 顯著性
1.747 3 116 .161
表 4-52 國際運算思維測驗研究單因子共變數分析摘要表
變異來源 型 ISS df MS F 顯著性 Partialη2 共變量 354.90 1 354.90 150.69 .000 .574 教學策略 20.37 3 6.79 2.88 .039 .072 組內（誤差） 263.78 112 2.36
全體 662.37 119
表 4-53 國際運算思維測驗之 LSD 事後比較
教學策略（I） 教學策略（J） 平均差異（I-J） 標準誤 顯著性
實驗組一 實驗組二 -.31 .40 .431
實驗組三 .39 .40 .323
控制組 .58 .40 .147
實驗組二 實驗組一 .31 .40 .431
實驗組三 .71 .40 .077
控制組 .89 .40 .027*
實驗組三 實驗組一 -.39 .40 .323
實驗組二 -.71 .40 .077
控制組 .19 .40 .642
控制組 實驗組一 -.58 .40 .147
實驗組二 -.89 .40 .027*
實驗組三 -.19 .40 .642
註：*p<.05，**p<.01，***p<.001
由上表可知 Levene 的變異數同質性檢定並未顯著，表示這四個樣本的離散情形並 無明顯差別（F（3, 116）=1.47，p>.05），接受虛無假設，即各組在依變項之誤差變異數 相同，具有同質性。共變數分析檢定結果由上表可知 F（3, 116）=2.88，p<.05，達顯著 性水準，表示在四個組別中至少有一對國際運算思維測驗有顯著差異存在。進一步進行 事後比較結果得知：學生於實驗組二（8.77）之教學策略的培養下，國際運算思維測驗
成績顯著優於控制組（7.87），而實驗組二、實驗組一（8.46）與實驗組三（8.07）之教 學策略則無顯著差異。
綜合上述結果，實驗組二在使用了 8 週視覺化程式設計培養程式的觀念後，在國際 運算思維測驗上的表現顯著優於控制組。可以得知控制組在現行 C 語言的教學模式下，
因需要同時解決語法以及觀念上的問題，無法在過程中專注於問題解決的策略上，對於 運算思維無明顯影響；反觀實驗組二在前三階段沒有語法的干擾下，能於學習程式設計 觀念時培養問題解決的能力，進而反映在國際運算思維測驗上。而實驗組一與實驗組三 雖然在後測的成績均有進步，但未有顯著優於控制組，顯示若要透過視覺化程式設計來 對運算思維有正向的影響，需要有足夠的授課時間，應多於實驗組一的 4 週時間至實驗 組二的 8 週時間，並且需要連續使用視覺化程式設計教學，而非如同實驗組三在前三階 段皆使用了兩種教學工具，容易造成學生的認知負荷。