第五章 結論與未來展望
第二節 未來展望
經由實驗研究後,我們肯定此「從程式設計觀念至程式設計實作」之教學策略設計 適當,相信能夠更進一步驗證與推廣此教學策略,並且認為這是一個值得繼續深入研究 的主題。以下列出未來研究發展的方向:
1. 持續發展此教學策略之教材、練習題目與測驗,以提升此教學策略之品質。
2. 進行質量混合型之研究,以擴大驗證此教學策略的可行性、推廣性與接受度。
3. 套用此教學策略於不同學習成就學生之研究。
附錄一 CThinking 平台使用手冊
關於 CThinking
製作目的與平台簡介 70
CThinking 功能操作說明
功能操作說明 71 如何善用平台教學 77
關於 CThinking
CThinking 平台網址為:http://ct2prog.csie.ntnu.edu.tw/login.php
製作目的與平台簡介
“CThinking”字源取自於 Computational Thinking 的簡稱 CT,並且強調 Thinking 的重要性。開發本平台目的是希望藉由視覺化程式設計來培養學生的運算思維以及問題 解決能力,而教師能夠使用本平台建立程式設計初學者之基本觀念。
於 CThinking 中,我們不以遊戲動畫來呈現,而是以文字敘述題目、輸出文字式的 結果。平台依照難易程度分為「簡易題」與「知識題」,教材內容循序漸進,與生活、
學科內容相結合。學生能夠在拖拉程式拼塊中建立程式設計觀念,進而培養運算思維與 問題解決能力,以達到未來銜接 C 語言之成效。
CThinking 功能操作說明
功能操作說明
1. 使用者註冊
進入平台後,點選「我要註冊」
,如圖 1 所示。圖 1 註冊新帳號 2. 註冊新帳號:
填寫註冊資料:填寫註冊資料頁面,如圖 2 所示;所有皆為必填欄位。
圖 2 註冊新帳號
3. 平台首頁介紹:
登入成功後,出現頁面如圖 3,右上角顯示註冊之暱稱,並有登出功能。而在 下方有兩個按鈕,分別為基礎練習的「簡易題」以及與自然科學學科結合之「知識 題」。
圖 3 平台首頁 4. 簡易題介紹:
按下「簡易題」後,出現頁面如圖 4。一共有八個題組,分別為「健康管理小 幫手」、「高速公路計程收費」、「麥當勞都是為您?!」、「電力補給站」、「校外教學 去哪裡?」、「慵懶疲倦遠離我」、「紀念小書包」以及「裝潢夢想家」。
5. 簡易題內容:
圖 5 為「高速公路計程收費」第 3 子題畫面,畫面上方為該題組子組題順序的 按鈕,中間區塊由左至右依序為題目、參考變數、測試資料。而中間區塊下方有功 能按鈕,按鈕包含「執行」、「開啟舊檔」、「下載至電腦」以及「同步至學習檔案」, 詳見表 1。畫面最下方則是程式寫作區塊,依照拼塊屬性分為「判斷」、「迴圈」、「運 算」、「輸入/輸出」、「陣列」以及「變數」共六類。為了讓學生順利銜接至 C 語言,
於此階段改使用英文程式方塊,且不再限定提供僅能解決該問題的程式拼塊,而是 給予學生所有的程式拼塊進而培養運算思維能力。
圖 5 「高速公路計程收費」第 3 子題畫面 該題組總共有六個子題(Q1,Q2,Q3,Q4,Q5 與 Q6)
英文程式方塊
可同步至學習檔案 循序漸進的題目練習
多筆測資提供測試
按鈕詳細說明如下:
按鈕名稱 說明
用以執行中間的程式拼塊。
(垃圾桶)
用以刪除不需要的程式拼塊。
用以將所寫程式儲存為.ixml 檔,方便日後觀看與修改。
用以載入之前存下來的.ixml 檔。
用以上傳練習成果到雲端上的學習歷程檔案。
表 1 按鈕詳細說明 6. 知識題介紹:
按下「知識題」後,出現頁面如圖 6。知識題題目間相獨立並且與學科整合,
一共有八個題目,題目內容皆與 STEM 相關。分別為「生物 DNA 知多少」、「計數 DNA 核苷酸」、「認識碳水化合物」、「網路銀行妙絕招」、「數位影像計算器」、「資 料傳輸有問題?!」、「銀行外匯來比較」以及「費先生與他的兔子們」,每個題目都 需要學生綜合過去所學的程式觀念。
7. 知識題內容:
圖 7 為「網路銀行妙絕招」題目畫面,與「簡易題」不同的是去除了題組式的 鷹架,學生須有能力解決完整的題目。
圖 7 「網路銀行妙絕招」題目畫面 8. 同步至學習檔案功能:
當點選題目中「同步至學習檔案」時,畫面如圖 8,可將電腦中的.ixml 檔案同 步上傳,並至學習檔案觀看紀錄。
圖 8 同步至學習檔案功能
9. 學習檔案功能:
於「簡易題」和「知識題」的首頁中皆可點選「學習檔案」按鈕以觀看檔案紀 錄,如圖 9、圖 10。
圖 9 學習檔案功能
圖 10 觀看檔案紀錄
如何善用平台教學
教師可先教學某兩題組(如:電力補給站、紀念小書包)中的 Q1 至 Q3 題,學生練 習完畢後再帶領學生進行 Q4 至 Q6 題。待學生完成此兩題組後,請他們自行練習另外三 個題組的題目(如:「健康管理小幫手」、「高速公路計程收費」、「慵懶疲倦遠離我」)。
並可依照表 2、表 3 之難易度建議,適時調整教學內容。
簡易題各題組難易度:
題組名稱 難易度
健康管理小幫手
高速公路計程收費
麥當勞都是為您?!
電力補給站
校外教學去哪裡?
慵懶疲倦遠離我
紀念小書包
裝潢夢想家
表 2 簡易題各題組難易度
知識題各題目難易度:
題組名稱 難易度
生物 DNA 知多少
計數 DNA 核苷酸
認識碳水化合物
網路銀行妙絕招
數位影像計算器
資料傳輸有問題?!
銀行外匯來比較
費先生與他的兔子們
表 3 知識題各題組難易度
附錄二 第一階段測驗
code.org 程式能力成就測驗
班級: 座號: 姓名:
一、填充題
1. 請填入程式拼塊空白的部分讓殭屍能夠吃到花朵。(5 分)
2. 請填入程式拼塊空白的部分來完成左圖的正方形,邊長分別為 60、50、40、30、20。
(20 分)
3. 請在右圖的( )中填入該程式拼塊所對應到的執行結果。(15 分)
二、簡答題
1. 請將此程式拼塊的結果顯示於右邊的方格中,箭頭處為起點並請注意方向。
(10 分)
( )
( )
( )
(A)
(B)
(C)
2. 請判斷下列程式拼塊是否能夠有效達到該指令目的,若無法達到請改正之。邊長分 別為 25、30、35、40、45、50、55、60(直接在圖片上作答即可)。(10 分)
3. 請判斷下列程式拼塊是否能夠使用更少的拼塊來達到目的,若有更好的寫法請改正 之(直接在圖片上作答即可)。(10 分)
4. 請判斷下列程式拼塊是否能夠正確畫出左邊的圖形,若不正確請改正之(直接在圖 片上作答即可,邊長為 50 像素)。(10 分)
5. 請畫出下列程式拼塊中的圖形(直接在右方隔線中作答即可,一格邊長為 100 像素)。
(10 分)
6. 請簡述下列指令在程式上的意義,並舉例之(例如:如果下雨,執行帶雨傘)。(10 分)
(1)
(2)
(3)
(4)
附錄三 第二階段測驗
測驗:裝潢夢想家
欣欣未來想成為一位室內設計師,想先從裝潢自己的房間來小試身手一番。現在就 讓我們來設計一個簡單的裝潢系統吧!
1. 請寫一裝潢系統,能夠輸入房間的長及寬,計算房間總面積,並換算成坪數。
2. 請寫一裝潢系統,能依據輸入欲裝潢之房間數及長與寬,並計算總坪數面積。
3. 請寫一裝潢系統,該系統能夠依據輸入之裝潢類型及坪數來粗估裝潢費用。
裝潢類型 簡述 費用
1.陽春型 配備簡單、造型簡單 每坪約 2 萬 2.經濟型 配備完整、造型簡單 每坪約 4 萬 3.豪華型 配備簡單、造型複雜 每坪約 7 萬 4.奢華型 配備完整、造型複雜 每坪約 9 萬
4. 請寫一裝潢系統,並利用陣列來記錄每間房間的坪數面積,最後印出結果。
附錄四 第三階段測驗
測驗:計數 DNA 核苷酸
生 物 DNA 是 由 A , C , G , T 四 個 字 元 所 構 成 的 序 列 。 舉 例 DNA 序 列
"ATGCTTCAGAAAGGTCTTACG",其長度為 21。請根據輸入的 DNA 序列(長度至多到 50), 來計算四個字元 A,C,G,T 得出現字數,請以空白鍵隔開。
附錄五 第四階段程式設計實作測驗
班級: 座號: 姓名:
測驗:麥當勞都是為您?!
注意:上機期間網路活動皆有紀錄,請尊重榮譽,勿以任何方式尋求他人協助。
美味的漢堡、香噴噴的炸雞總讓人垂涎三尺,而這相當於熱量炸彈的油炸食物,對 於身材的保持可是極大的考驗,就讓我們先來了解並認識這些熱量炸彈吧!
超值早餐 熱量
豬肉滿福堡加蛋 400kcal
滿福香雞堡加蛋 434kcal
滿福鮮蔬堡 310kcal
1. 娜美想要著作一張麥當勞食物的熱量表,當使用者輸入一熱量值,會輸出該熱量值 並顯示單位。
範例一 範例二
請輸入熱量…>440 請輸入熱量…>434
440kcal 434kcal
2. 娜美為了要了解人體所需要的熱量與食物的關係,想製作一個「基礎代謝熱量計算 器」,你能根據輸入的體重、身高以及年齡來幫助她嗎?
女性 BMR:655+(9.6x w)+(1.7x h)-(4.7x age) (cal/天)
*BMR 值僅須顯示小數點後第一位
請輸入體重…>55 請輸入身高…>160 請輸入年齡…>18 1370.4
3. 根據衛生署指出每日應攝取的早餐熱量為基礎代謝需要熱量的 30%,請以娜美的基 礎代謝熱量(BMR 值)來判斷以下麥當勞超值早餐是否超過應攝取的熱量?
範例一 範例二
請輸入 BMR…>1370.4 請輸入超值早餐熱量…>434
請輸入 BMR…>1370.4 請輸入超值早餐熱量…>310
超過應攝取熱量! 少於應攝取熱量!
4. 娜美希望製作出的「基本代謝需要熱量計算器」能夠根據輸入的性別而有不同的算 式,請撰寫一程式輸入欲計算的人數,運用迴圈計算每個人的 BMR 以及男生與女生的總 數。
男性(1) BMR:66+(13.7x w)+(5x h)-(6.8x age) (cal/天)
女性(2) BMR:655+(9.6x w)+(1.7x h)-(4.7x age) (cal/天)
範例
請輸入人數…>4 請輸入體重 1…>66 請輸入身高 1…>174 請輸入年齡 1…>18 請輸入性別 1…>1 請輸入體重 2…>81 請輸入身高 2…>151 請輸入年齡 2…>15
請輸入性別 2…>1 請輸入體重 3…>64 請輸入身高 3…>169 請輸入年齡 3…>17 請輸入性別 3…>2 請輸入體重 4…>71 請輸入身高 4…>175 請輸入年齡 4…>22 請輸入性別 4…>1 1717.8
1828.7 1476.8 1764.1 男生 3 人 女生 1 人
5. 承 Q4,請運用一維陣列來記錄一系列的 BMR,並且顯示 BMR 最高為第幾筆資料以及 他的身高和體重。
範例
請輸入人數…>4 請輸入體重 1…>66 請輸入身高 1…>174 請輸入年齡 1…>18 請輸入性別 1…>2 請輸入體重 2…>50 請輸入身高 2…>151
請輸入性別 2…>1 請輸入體重 3…>64 請輸入身高 3…>169 請輸入年齡 3…>17 請輸入性別 3…>2 請輸入體重 4…>50 請輸入身高 4…>155 請輸入年齡 4…>15 請輸入性別 4…>2 BMR 最高者為第 1 位 他的 BMR 為 1499.8 他的身高為 174 他的體重為 66
附錄六 第四階段程式設計觀念測驗
班級: 座號: 姓名:
1. ( )下列哪一行無法將 3.5 指派至變數 X ?
(A) X = 7.0 / 2.0;
(B) 3.5 = X;
(C) X = 3.5;
(D)double X = 3.5;
2. ( )下列哪一行能夠正確地使迴圈執行 5 次?
(A) for ( int i = 1; i< 6; i++ )
(B)for ( int i = 0; i == 6; i++ )
(C) for ( int i = 0; i < 5; I++ )
(D)for ( int i = 1; i < 5; I++ );
3. ( )請問下列宣告陣列的方式何者錯誤?
(A) double darr [ ] ={0.4, 3.2, 1.0, 4.2};
(B) int iarr [5] = {0, 1};
(C) int iarr [10] = {0};
(D) float farr [10], farr2 [20];
(E) 以上皆非
4. ( )請問右側程式執行過後輸出數值 為何?
(A) 7531
(B) 753
(C) 6
(D) 7766554433221
5. ( )右側程式碼,執行時的輸出 為何?
(A) 0 2 4 6 8 10
(B) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
(C) 0 1 3 5 7 9
(D) 0 1 3 5 7 9 11
6. ( )經過運算後,右側程式的輸出
6. ( )經過運算後,右側程式的輸出