研究工具

本研究所使用的研究工具包括：(1)Alice程式設計教學軟體、(2)Alice基礎程 式設計教材、(3)程式設計學習態度問卷、(4)程式設計成尌測驗、(5)程式設計實 作評分量表，茲分別說明如下。

壹、Alice 程式設計教學軟體

本研究為培養國中生程式設計基礎概念，提升問題解決之能力，選擇視覺化 程式設計教學軟體Alice作為教學工具。Alice為美國卡內基美隆大學(Carnegie Mellon University)開發的免費軟體，使用者以拖曳的方式將程式標籤組合為程式 碼，並透過觀察3D動畫情境來瞭解程式碼執行的結果，適合程式設計初學者使 用。Alice之操作介面如圖3-2所示。

圖 3-2 Alice軟體介面圖

貳、Alice 程式設計教材

二、學習回饋單

本研究依照不同目標導向回饋方式，分別給予學習者「精熟導向回饋」與「績 效導向回饋」。「精熟導向回饋」由教師在每單元結束後，對各組學習者所提交之 習題進行評分，並在學習回饋單中說明評分理由，引導學習者釐清問題與迷思，

並針對程式碼之正確性與流暢性給予更正及建議，並將各組成績與學習回饋單各 自回饋給該組學習者，他組學習者不會看到本組之成績。「績效導向回饋」同樣 由教師在每單元結束後，對各組學習者所提交之習題進行評分，但不提供學習回 饋單，僅將各組成績公開回饋給所有學習者觀看，他組亦可以看到本組所有成 績。學習回饋單如圖3-3所示。

圖 3-3 學習回饋單

三、配對程式設計學習紀錄

本研究依照配對程式設計方式，將配對組之學習者區分為「操作者」與「觀 察者」兩種不同的角色，兩人合作共同撰寫一個程式碼。操作者負責操作Alice軟 題以撰寫程式；觀察者則負責撰寫配對程式設計學習紀錄，紀錄撰寫程式的過程 中有遇到哪些困難或問題、解決的方法，觀察者找出哪些需要修正的地方，以及 為讓程式碼更加完善對程式碼所提出的建議等，藉由配對程式設計學習紀錄以記 錄各組撰寫之過程與組員合作情況。配對程式設計學習紀錄詳見附錄二。

圖 3-4 教學實驗流程圖

參、程式設計學習態度問卷 習動機」向度之Cronbach’s α = .809；「回饋接受度」向度之Cronbach’s α = .909；

「回饋幫助度」向度之Cronbach’s α = .902；整體之Cronbach’s α = .930，表示內部 一致性係數合乎理想。

肆、程式設計成尌測驗

係數統計分析法，將兩位評分者所評之176筆實作任務成績進行評分者間信度分 析。各向度及整體表現所得之評分者間信度如表3-4所示。「操作技能」向度之 Spearman’s rho = .849 (p < .01)；「基礎概念」向度之Spearman’s rho = .802 (p

< .01)；「進階概念」向度之Spearman’s rho = .895 (p < .01)，在三個向度中的相關 係數都達到高度正相關，亦即兩位評分者的評分結果頗為一致。

表 3-4 程式設計實作評分量表各向度之 Spearman 相關係數

向度 Spearman’s rho Sig.

操作技能 .849** .000

基礎概念 .802** .000

進階概念 .895** .000

**p < .01

第四節 研究流程

壹、準備階段

首先擬定明確的研究方向，搜尋相關文獻以了解該領域相關研究議題，經過 文獻探討後確定研究方向，並形成研究主題與研究問題。接著根據研究主題擬訂 教學方法、安排教學時程、發展研究工具，研究工具包含 Alice 程式設計教學軟 體、Alice 基礎程式設計教材、學習回饋單、配對程式設計學習紀錄、程式設計學 習態度問卷、程式設計成尌測驗及程式設計實作評分量表，並針對研究工具做信 效度分析。最後至實驗教室進行硬體設備檢視與軟體安裝。

貳、實施階段

本階段分為學習活動說明、教學實驗課程、後測及評分四階段，茲分別說明 如下：

一、學習活動說明

教師說明學習活動之流程與評量方式、介紹程式設計常見的基本專業術語，

指導學生下載與安裝 Alice，並說明基本操作介面。

二、教學實驗課程

課程內容分為三個單元，每單元皆由教師演示 Alice 動畫來說明程式設計基 礎概念，概念說明結束後給予學習者數個小問題或任務，學習者依照其所屬之組 別分別使用 Alice 進行任務或問題解決，任務結束後教師針對不同目標導向組別 提供不同學習回饋。學習活動共進行 8 週，每週 1 堂課。

三、後測

在學習活動結束後進行學習成效測驗與學習態度問卷施測，以檢測學習者之 學習成效、對 Alice 基礎程式設計課程之動機與感受。

四、評分

由兩位評分者依據程式設計實作評分量表對後測實作任務進行評分。

參、結果分析階段

在教學實驗結束後，針對所蒐集之數據資料進行處理與統計分析，並彙整分 析結果，進行論文報告之撰寫。

第五節 資料分析

本研究使用 SPSS 18.0 統計軟體分析所收集之實驗數據，分別進行「程式設 計學習成效分析」及「程式設計學習態度分析」，統計分析之顯著水準值皆設 為.05，分析方法詳述如下：

壹、程式設計學習成效分析

程式設計學習成效分析採二因子多變量變異數分析(two-way MANOVA)，自 變項為目標導向回饋及分組方式，依變項為程式設計學習成效，針對程式設計學 習成效之「操作技能」、「基礎概念」與「進階概念」進行分析。程式設計學習 成效分析流程如圖3-6所示。

首先進行多變項同質性檢定考驗，本研究採常用之檢定Box's M考驗以考驗依 變項間母群體之變異量是否相似。若符合變異數同質性之基本假定，則可進行二 因子多變量變異數分析，並觀察Wilks' Lamda值(吳明隆、涂金堂, 2005)；若違反 變異數同質性之基本假定，且各組樣本人數差距不大，亦可進行二因子多變量變 異數分析，並觀察Pillai's Trace值(Tabachnick & Fidell, 2006)。接著進行多變量變 異數分析，確認目標導向回饋與分組方式兩自變項之交互作用是否達顯著水準，

若交互作用達顯著水準，則分別進行單純主效果分析(simple main effect)；若交互 作用未達顯著水準，則進行主效果分析(main effect)，判斷目標導向回饋與分組方 式主效果對程式設計學習成效是否有影響。

圖 3-6 程式設計學習成效分析流程圖

貳、程式設計學習態度分析

程式設計學習態度分析採二因子多變量變異數分析(two-way MANOVA)，自 變項為為目標導向回饋及分組方式，依變項為程式設計學習態度，針對程式設計 學習態度之「學習動機」、「回饋接受度」與「回饋幫助度」進行分析。程式設 計學習態度分析流程如圖 3-7 所示。

首先進行多變項同質性檢定考驗，本研究採常用之檢定Box's M考驗以考驗依 變項間母群體之變異量是否相似。若符合變異數同質性之基本假定，則可進行二 因子多變量變異數分析，並觀察Wilks' Lamda值(吳明隆、涂金堂，民94)；若違反 變異數同質性之基本假定，且各組樣本人數差距不大，亦可進行二因子多變量變 異數分析，並觀察Pillai's Trace值(Tabachnick & Fidell, 2006)。接著進行多變量變 異數分析，確認目標導向回饋與分組方式兩自變項之交互作用是否達顯著水準，

若交互作用達顯著水準，則分別進行單純主效果分析(simple main effect)；若交互 多變項同質性檢定考驗

二因子多變量變異數分析 自變項：目標導向回饋、分組方式

依變項：程式設計學習成效

目標導向回饋 × 分組方式 交互作用顯著與否

單純主效果分析 主效果分析

顯著 不顯著

完成

作用未達顯著水準，則進行主效果分析(main effect)，判斷目標導向回饋與分組方 式主效果對程式設計學習態度是否有影響。

圖 3-7 程式設計學習態度分析流程圖 多變項同質性檢定考驗

二因子多變量變異數分析 自變項：目標導向回饋、分組方式

依變項：程式設計學習態度

目標導向回饋 × 分組方式 交互作用顯著與否

單純主效果分析 主效果分析

顯著 不顯著

完成

第四章 結果與討論

習成效表現較個人組高(配對組之基礎概念 mean = 3.357、進階概念 mean =

貳、程式設計學習成效之二因子多變量變異數分析

57.804 3.109 18 98367.702 0.000

Tabachnick 與 Fidell (2006)表示，若 Box’s M 檢定達顯著，且各組的樣本人數 差異不大時，在多變量檢定中，應該由Pillai’s V 值取代 Wilks’ Λ 值的變異數顯著

言，目標導向回饋×分組方式在操作技能、基礎概念、進階概念皆未達顯著水準

各因子對學習者程式設計學習成效之影響的分析結果摘要如表 4-5 所示，透

第二節 程式設計學習態度分析

本研究為瞭解不同目標導向學習回饋及分組方式對Alice程式設計學習成效 之影響，以學習者在課堂結束後所填寫之學習態度問卷分數為依據，對程式設計 學習態度進行分析。本研究將目標導向學習回饋(精熟導向回饋、績效導向回饋) 與分組方式(個人組、配對組)設為自變項，程式設計學習態度(學習動機、回饋接 受度、回饋幫助度)作為依變項，進行二因子多變量變異數分析，以檢視各組學習 者在程式設計學習態度之表現情形。經統計軟體分析處理後，分析結果說明如下：

壹、程式設計學習態度之敘述統計

本研究首先以敘述統計初探程式設計學習態度中之學習動機、回饋接受度、

回饋幫助度三向度之得分情形，各組在學習動機、回饋接受度與回饋幫助度之平 均數、標準差及人數如表4-6所示，有效樣本為176人。

在目標導向回饋方面，平均數顯示，接受精熟導向回饋的學習者在學習動 機、回饋接受度、回饋幫助度的學習態度表現皆較接受績效導向回饋的學習者高 (精熟導向回饋組之學習動機 mean = 3.201、回饋接受度 mean = 3.161、回饋幫助 度 mean = 3.112；績效導向回饋組之學習動機 mean = 3.028、回饋接受度 mean = 2.828、回饋幫助度 mean = 2.995)。

在分組方式方面，平均數顯示，配對組的學習者在回饋接受度、回饋幫助度 的學習態度表現較個人組高(配對組之回饋接受度 mean = 3.024、回饋幫助度

在分組方式方面，平均數顯示，配對組的學習者在回饋接受度、回饋幫助度 的學習態度表現較個人組高(配對組之回饋接受度 mean = 3.024、回饋幫助度